电工技术基础——电力生产人员技能培训2

《电工技术基础——电力生产人员技能培训2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电力生产人员技能培训电路基础部分（二）正弦稳态电路的功率一、瞬时功率N+u-i一端口内部不含独立电源，仅含电阻、电感和电容等无源元件。它吸收的瞬时功率p等于电压u和电流i的乘积p=ui在正弦稳态情况下，设2Ucos(ωt+ψu)2Icos(ωt+ψi)u=i=瞬时功率p=2Icos(ωt+ψi)2Ucos(ωt+ψu)×uu+ψi)−ψi)+UIcos(2ωt+ψ=UIcos(ψ令ϕ=ψu−ψi为电压和电流之间的相位差p=UIcosϕ+UIcos(2ωt+ψu+ψi)瞬时功率有两个分量：第一个为恒定分量，第二个为正弦分量。p=UIcosϕ{1+cos[2(ωt+ψu)]}+

2、UIsinϕsin(2ωt+ψu)第一项是不可逆部分；第二项是可逆部分，说明能量在外施电源与一端口之间来回交换。∫0pdt二、平均功率又称有功功率，是指瞬时功率在一个周期内的平均值。P=1TT=1TT∫0UI[cosϕ+cos(2ωt+ψu+ψi)]dtλ=cosϕ=UIcosϕ单位：瓦（W）电阻R电感Lϕ=0ϕ=90°λ=1λ=0PR=UI=I2R=GU2PL=0电容Cϕ=−90°λ=0PC=0定义：功率因数三、无功功率defQ=UIsinϕ反映了内部与外部往返交换能量的情况。单位：乏（Var)电阻R电感Lϕ=0ϕ=90°U2ωLQR=0QL=UI=ωLI2=电容C1ωC

3、I2=−ωCU2ϕ=−90°QC=−UI=−S=P+Q四、视在功率defS=UI电机和变压器的容量是由视在功率来表示的。单位：伏安（VA）有功功率P、无功功率Q和视在功率S存在下列关系：P=ScosϕQ=sinϕ2)QP2ϕ=arctan(例：测量电感线圈R、L的实验电路，已知电压表的读数为50V，电流表的读数为1A，功率表读数为30W，电源的频率f=50Hz。试求R、L之值。+VA**W电感线圈•US-+•U-•I解：可先求得线圈的阻抗Z=Z/ϕ=R+jωLUIZ==50ΩUIcosϕ=30ϕ=53.13°Z=R+(ωL)解得：Z=50/53.13°Ω=30+j40ΩR=

4、30Ω40ωL=另一种解法2R=30Ω22而故可求得：ωL=502−302=40Ω=127mHω=2πf=314rad/s设一个一端口的电压相量为，电流相量为，UI•=IUS•的共轭复数是式中II§9.6复功率一、复功率••*def••*=UI/ψu−ψi=UIcosϕ+jUIsinϕ=P+jQ复功率定义为二、有功分量和无功分量一个不含独立电源的一端口可以用等效阻抗Z表示。•UUa•Ur•IRe•ϕjXe•U•Ua•Ur•I相量图•••Ua与电流I同相称为U的有功分量Ua=Ucosϕ而有功功率P=UIcosϕ=UaIϕ•U•Ua•Ur•I•••Ur与I正交,称为U的无功分量

5、Ur=Usinϕ而无功率Q=UIsinϕ=UrI复功率可写为••**其中Z=Re+jXeϕ•U•Ua•Ur•I•UGejBe一个不含独立电源的一端口可以用等效导纳Y表示。•I•••Ia与电压U同相称为I的有功分量Ia=Icosϕ•••Ir与U正交,称为I的无功分量Ur=Usinϕ••S=UI=U(UY)=UYY=Ge−jBeQ=UIr复功率可写为••***2其中这样P=UIaY=Ge+jBe*可以证明正弦电流电路中总的有功功率是电路各部分有功功率之和，总的无功功率是电路各部分无功功率之和，即有功功率和无功功率分别守恒。电路中的复功率也守恒，但视在功率不守恒。三、功率因数的提

6、高P=UIcosϕcosϕ是电路的功率因数。电压与电流间的相位差或电路的功率因数决定于电路（负载）的参数。只有在电阻负载的情况下，电压和电流才同相，其功率因数为1。对于其他负载来说，其功率因数均介于0与1之间。功率因数不等于1时，电路中发生能量互换，出现无功功率。这样引起下面两个问题：1、发电设备的容量不能充分利用2、增加线路和发电机绕组的功率损耗提高功率因数的意义RjωL•U•I•I1•I21jωC•U•I1I2•Iϕ1•(I2)•(I)ϕϕO••I2=jωCU提高功率因数的常用方法：与电感性负载并联静电电容器。••U•I2•Iϕ1ϕ•I1O••I2=jωCUI2=ωCU

7、I2C=ωU并联电容C的计算I2=I1sinϕ1−Isinϕ提高功率因数，是指提高电源或电网的功率因数，而不是指提高某个电感性负载的功率因数。并联电容后并不改变原负载的工作状况，所以电路的有功功率并没有改变，只是改变了电路的无功功率，从而使功率因数得到提高。提高功率因数的含义I2例：正弦电压为50Hz，380V，感性负载吸收的功率为20kW，功率因数0.6。若使电路的功率因数提高到0.9，求在负载的两端并接的电容值。I2=I1sinϕ1−IsinϕI1=87.72Acosϕ1=0.6ϕ1=53.13°P=UIcos