非电气专业人员光伏、风电培训课件五(电路基础5)-最终版

1、/1总总 目目 录录第一第一章章 电工基础电工基础第二第二章章 电子电路电子电路第三章第三章 光伏发电光伏发电第四章第四章 风力发电风力发电第五章第五章 配电装置（巡视、异常、事故、维护）配电装置（巡视、异常、事故、维护）第六章第六章 厂用电系统（低压五线制系统）厂用电系统（低压五线制系统）/2第第七七章章 电气主接线的形式和电力系统简介电气主接线的形式和电力系统简介第第八八章章 直流系统直流系统及及交流不间断电源交流不间断电源upsups电电气运行行的特点和任务要求气运行行的特点和任务要求电气电气主主设备设备结构结构及运行维护及运行维护第一第一 电动机电动机第第一节一节 变压器变压器第二篇第

2、二篇 电气设备倒闸操作电气设备倒闸操作第三篇第三篇 电气工作票电气工作票第第五五章章 发电机同期并列发电机同期并列装置装置第六第六章章 其他设备其他设备化学变频器化学变频器/3第五篇第五篇 继电保护及自动装置继电保护及自动装置第一章第一章 电动机保护电动机保护第二章第二章 厂用厂用变压器变压器保护保护第第三三章章 发变组发变组保护保护第四章第四章 110kv110kv母线保护母线保护第第五五章章110kv110kv线路微机保护线路微机保护第第六六章自动装置章自动装置第七章第七章 ecs ecs 和和 ncs ncs 系统系统第第七七篇篇 电气运行电气运行、检修、检修规程解析规程解析/4第六节第

3、六节 三相交流电三相交流电一、三相交流电动势的一、三相交流电动势的产生产生 目前目前应用最为广泛的是三相制电路，其电源是由三相发应用最为广泛的是三相制电路，其电源是由三相发电机产生的电机产生的，通常，通常单相交流电源也是从三相交流电源中获得的单相交流电源也是从三相交流电源中获得的。 三相三相交流电动势由三相交流发电机产生交流电动势由三相交流发电机产生。三相交流电的优点：三相交流电的优点：三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大。三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大。三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少，而使用、三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少，而使用、维护都比较方便，运转时

4、比单相发电机的振动要小。维护都比较方便，运转时比单相发电机的振动要小。在同样条件下输送同样大的功率时，特别是在远距离在同样条件下输送同样大的功率时，特别是在远距离输电时，三相输电比单相输电节约材料输电时，三相输电比单相输电节约材料。 在在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机结构用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运行特性好等等简单、体积小、运行特性好等等。 /5 1 1、交流发电机构造、交流发电机构造 交流发电机交流发电机的定子铁芯的内圆均匀分布着的定子铁芯的内圆均匀分布着6 6个槽个槽，嵌装着，嵌装着三个三个相互间隔相互间隔120120度度的同样线圈，分别称之为的同

5、样线圈，分别称之为a a相线圈、相线圈、b b相线圈、相线圈、c c相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。 转子是励磁线圈通过直流电产生转子是励磁线圈通过直流电产生的恒定的恒定电磁铁，其磁极表面的磁电磁铁，其磁极表面的磁场按正弦规律分布场按正弦规律分布 转子转子定子定子/6 三相三相交流发电机交流发电机采用星形接法采用星形接法，三个线圈的公共点引出线，三个线圈的公共点引出线是是中性线中性线，每个线圈的引出线是相线，每个线圈的引出线是相线。 2 2、三相发电原理、三相发电原理 当转子匀速旋转时三个线圈当转子匀速旋转时三个线圈顺序切

6、割磁力线顺序切割磁力线，都会感应交，都会感应交流电动势，流电动势，其幅度与频率相同其幅度与频率相同。 由于三个线圈相互由于三个线圈相互间隔间隔120120度度，它们感应电势也是，它们感应电势也是相位相差相位相差120120度度的正弦交流电。的正弦交流电。 这个这个模型的转子有模型的转子有两个极两个极，所以感生的电压频率与转子，所以感生的电压频率与转子每秒每秒转速转速相同，是相同，是同步同步交交流发电机流发电机。当当转速为转速为每分钟每分钟30003000转时，发转时，发出的三相交流电频率出的三相交流电频率为为5050赫兹（赫兹（hzhz），），电厂一般使用转速为电厂一般使用转速为3000r/m

7、in3000r/min的蒸汽轮的蒸汽轮机或燃气轮机带动同机或燃气轮机带动同步发电机发电。步发电机发电。/7 三三相绕组始端分别用相绕组始端分别用u1u1，v1v1，w1w1表示，末端用表示，末端用u2u2，v2v2，w2w2表示，分别称为表示，分别称为u u相，相，v v相，相，ww相相。发电机的三根引出线及配电站的三根电源线分别以黄发电机的三根引出线及配电站的三根电源线分别以黄（u u）、绿（）、绿（v v）、红（）、红（ww）三种颜色作为标志）三种颜色作为标志。 3 3、交流发电机产生的三相电势、交流发电机产生的三相电势转子在原动机带动下以角速度转子在原动机带动下以角速度 作逆时针匀速转动

8、，作逆时针匀速转动，定定子三子三相绕组中感应出三相交流相绕组中感应出三相交流电动势为：电动势为： 其其波形图、相量图如图所示波形图、相量图如图所示。)120sin(mteve)120sin(mtewe)0sin(mteue 注注：1 1）一般一般把三个大小相等、频率把三个大小相等、频率相同、相位彼此相差相同、相位彼此相差 120120的三个电动势的三个电动势称为称为对称三相电动势对称三相电动势。 2 2）三相三相交流电的每相电动势的正方交流电的每相电动势的正方向是向是从线圈的末端指向始端从线圈的末端指向始端。/8ewuoeuev2 120240360t 60 相序相序三个交流三个交流电动势瞬时

9、值到达最电动势瞬时值到达最大值（正值）的大值（正值）的先后先后次序叫相序。次序叫相序。 到零？到零？ 通常通常规定规定u u相绕阻最先到达最大值相绕阻最先到达最大值，v v相其次，相其次，ww相最后到达最大值相最后到达最大值，所以正，所以正相序排列为相序排列为u u、v v、ww、u u。其他排列为。其他排列为负序或逆序负序或逆序。 一般一般三相供电三相供电的的顺相序顺相序排列为排列为l1l1、l2l2、l3l3、l1 l1 ，或，或u u、v v、ww、u u，也有用，也有用r r、s s、t t、r r等等，顺，顺相序的色别分别为黄、相序的色别分别为黄、绿、红。绿、红。 二二、三相、三相电

10、源电源 三相三相发电机的每一相绕组都是一个独发电机的每一相绕组都是一个独立的电源，可以单独地接上负载，成为彼此立的电源，可以单独地接上负载，成为彼此不相关的三相电路。不相关的三相电路。/9eveu . .120120120ew .uoeuevew2 120240360 这样这样的电路很不经济，没有实用价值的电路很不经济，没有实用价值。 1 1、星形星形连接连接 将将三相发电机绕组的末端连在一起，始端分别引出输出线，三相发电机绕组的末端连在一起，始端分别引出输出线，这种连接称为星形连接法，这种连接称为星形连接法，用用y y表示表示。 从从始端引出的三根线称为始端引出的三根线称为相线或端线相线或端

11、线，俗称俗称火线火线。 末端末端接成的一点称为接成的一点称为中性点中性点，简称，简称中点中点，用，用n n表示。从中性表示。从中性点引出的输电线称为点引出的输电线称为中性线中性线，简称，简称中线中线。 低压低压供电系统的中性点是直接接地的，供电系统的中性点是直接接地的，把接地的中性点称为把接地的中性点称为零点零点，而把接地的中性线称为零线而把接地的中性线称为零线。/10c注意规定的正方向abuvw中点中点或零点或零点中线或零线中线或零线线电压线电压相电压相电压n nn nabaubucuabubcucau对应对应即小结/11 星形星形连接有三相三线制和三相四线制两种连接有三相三线制和三相四线制

12、两种。 无无中线的三相制叫做中线的三相制叫做三相三线制三相三线制。 有有中线的三相制叫做中线的三相制叫做三相四线制三相四线制。线电压线电压 : : 端线与端线之间端线与端线之间的电压的电压 。wuwuvwvwuvuv线线u uu uu uu uw wv vu u相相u uu uu uu u相电压相电压 : : 端线与端线与中线之间的电压。中线之间的电压。 线电压按相序线电压按相序首段字母首段字母下标来表示下标来表示正方向，正方向，相电压用相电压用首端指向中线来表示正方向。首端指向中线来表示正方向。/12 数量数量上，线电压上，线电压u uabab是相电压是相电压ua的的1.7321.732倍倍

13、；相位上；相位上， 线电压线电压超前超前与其相对应的与其相对应的相电压相电压3030电电角角。三相电源三相电源y y接时线、相电压之间的关系接时线、相电压之间的关系三个相电压对称三个相电压对称电源的中性点总是电源的中性点总是接地接地的，因此相电的，因此相电压在数值上等于各相绕组首端电位。压在数值上等于各相绕组首端电位。线电压与相电压之间的关系线电压与相电压之间的关系u ub b120120120120 120 120accacbbcbaabuuuuuuuuu电压等于两电压等于两点电位之差点电位之差-u-ub b3030aabaab330cos21uuuu可得 同理同理可得可得显然，电源显然，电

14、源y y接时的三个线电压也是接时的三个线电压也是对称对称的！的！u uc c- -3030u ua a- -3030bbc3uucca3uu即，即，线电压与相电压的数量关系为线电压与相电压的数量关系为：相线uu3/13下面求下面求线电压线电压u uabab 2 2、三角形连接、三角形连接 将将三相电源内每相绕组的三相电源内每相绕组的末端末端和另一组绕组的和另一组绕组的始端始端依次依次相连的连接方式，称为三角形相连的连接方式，称为三角形接法，用接法，用 表示表示。 三相三相电源作三角形连接时，电源作三角形连接时，线电压就是相电压，即：线电压就是相电压，即： 若若三相电动势为对称三相正弦电动势，则

15、三角形闭合回路三相电动势为对称三相正弦电动势，则三角形闭合回路的总电动势等于零，即的总电动势等于零，即： 三相三相发电机绕组一般不采用三角形接法而采用星形接法发电机绕组一般不采用三角形接法而采用星形接法。 三相三相变压器绕组变压器绕组有采用三角形接法。有采用三角形接法。相线uu0wvueeee/14三、三相三、三相负载负载 三相三相负载的连接也有星形连接（负载的连接也有星形连接（y y）与三角形连接（）与三角形连接（ ）两）两种种。 接接在三相电源上的负载统称为三相负载。在三相电源上的负载统称为三相负载。：三相电路中，阻抗大小相同，阻抗角也相：三相电路中，阻抗大小相同，阻抗角也相同的各相负载，

16、通常叫做同的各相负载，通常叫做对称三相负载对称三相负载。 在在一个三相电路中，如果三相电源和三相负载都是对称的，一个三相电路中，如果三相电源和三相负载都是对称的，则称为则称为，反之称为不对称三相电路，反之称为不对称三相电路。 1 1、三相负载的星形连接、三相负载的星形连接 将三相负载分别接在三将三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间相电源的相线和中线之间的接法称为的接法称为，如图所示。如图所示。/15特点特点 每相负载两端的电压称为负载每相负载两端的电压称为负载的的相电压相电压，流过每相负载的电流称，流过每相负载的电流称为负载的为负载的相电流相电流。 流过相线的电流称为流过相线的电流称为线电

17、流线电流，相线与相线之间的电压称为相线与相线之间的电压称为线电压线电压。 负载为星形连接负载为星形连接时时正方向规定正方向规定，负载负载相电压相电压为为自相线指向自相线指向负载负载中性点中性点，相电流相电流的正方向与相电压的正方向的正方向与相电压的正方向一致，一致，线线电流电流的正方向为电源端指向负载的正方向为电源端指向负载端端，中线中线电流电流的正方向规定为由负的正方向规定为由负载中点指向电源中点载中点指向电源中点。 如果如果忽略输电线上的电压损失忽略输电线上的电压损失，负载，负载端的相电压端的相电压就等于电就等于电源的相电压；负载端的源的相电压；负载端的线电压就线电压就等于电源的线电压等于

18、电源的线电压。 因此因此，三相负载星形，三相负载星形连接连接时时，得到，得到如下结论：如下结论： 线电压是相电压的线电压是相电压的1.7321.732倍，线电压倍，线电压的相位仍的相位仍对应的相对应的相电压电压3030。 相电流与相电流与线电流相等线电流相等，即，即： 相线yy3uu相线yyii/16 负载负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出称性直接写出。 中线中线的作用在于的作用在于： 保证保证在在y y形连接时，不对称负载的相电压对称形连接时，不对称负载的相电压对称。 为为保证各相负载正常工作，就不能让中线断开。保证各

19、相负载正常工作，就不能让中线断开。 因此，中线内因此，中线内不许接熔断器或开关。不许接熔断器或开关。负载对称负载对称时时，中性线中性线无无电流电流，可可省掉省掉中性线？中性线？0n 中线电流wvuiiii所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。a an nb bc ca a相负载相负载c c相负载相负载b b相负载相负载/17 2 2、三相、三相负载的三角形负载的三角形连接连接 把三相负载分别接在三把三相负载分别接在三相电源的每两根端线之间，相电源的每两根端线之间，就称为三相负载的三角形（就称为三相负载的三角形（ ）连接。三角形连接时的电压、连接。三角形连接时的电压、电

20、流电流参考方向参考方向如图所示如图所示。 在三角形连接中，由于在三角形连接中，由于各相负载是接在两根相线之各相负载是接在两根相线之间，因此，负载的相电压就间，因此，负载的相电压就是线电压，即是线电压，即：线线相相uu 根据根据基尔霍夫电流定律，可知，基尔霍夫电流定律，可知，线电流线电流为：为：)(wuuvuiii)(uvvwviii)(vwwuwiii -ibciaica-ibiab-ic303030向量图画法/18iabica 由由相量图可知相量图可知： 所以所以，对于做三角形连接的对，对于做三角形连接的对称负载来说，线电流与相电流的数称负载来说，线电流与相电流的数量关系量关系为为 线线电流

21、的相位总是滞后与之对应电流的相位总是滞后与之对应的相电流的相电流3030。)(wui)(wuuvuiiiuv uvu23cos3021iiiuvu3ii 相线3ii 三相三相负载接到三相电源中，应做负载接到三相电源中，应做 形还是形还是y y形连接，应根据形连接，应根据三相负载的额定电压而定三相负载的额定电压而定。 若若各相负载的额定电压等于电源的线电压，则应做各相负载的额定电压等于电源的线电压，则应做 形连接形连接； 若若各相负载的额定电压是电源线电压的各相负载的额定电压是电源线电压的 ，则应做，则应做y y形连接。形连接。3/1。相线3030 且落后相应的相电流且落后相应的相电流, ,3

22、3线电流线电流联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论ii /19 三相三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形三角形，而照明负载一般都联结成星形而照明负载一般都联结成星形( (具有中性线具有中性线) )。 负载负载的额定电压的额定电压 = = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结 负载负载的额定电压的额定电压 = = 电源线电压电源线电压31应作应作 y y 联结联结/20例如：例如： 当当三相感应电动机电磁绕组的额定电压为三相感应电动机电磁绕组的额定电压为380v380v时，就应做时，就应做 连接；当电磁绕组的额定电压为连接；当电磁绕

23、组的额定电压为220v220v，就应做，就应做y y形连接。形连接。 又如大多又如大多照明灯具额定电压都为照明灯具额定电压都为220v220v，故照明电路一般应，故照明电路一般应接成接成y y形，如图所示。形，如图所示。/21解解: : 1 1、1) 1) 中性线未断中性线未断l l1 1 l l1 1l l2 2 l l3 3 l l1 1l l1 1 r r1 1r r3 3r r2 2l l1 1l l2 2n nl l3 3n n /22 3 3+ + + +3u 2u 1u l l2 2l l3 3l l1 1 此时负载中性点此时负载中性点l l1 1v380,.v380,.0,31

24、33221211ulluulluuu间电压间电压短路/23l l1 1l l1 1 r1r1灭，灭，l l2 2 、 l l3 3相灯仍承受相灯仍承受220v220v电压电压, , 正常工作。正常工作。l l1 1a7 .1202103803223 rruiv127107 .1222 ir uv254207 .1233 ir ui il l2 2l l3 3+ + + r r1 1r r3 3r r2 2l l1 1l l2 2n nl l3 3n n /24/25四、三相负载的四、三相负载的功率功率 在在三相交流电源中，三相负载消耗的总功率为三相交流电源中，三相负载消耗的总功率为各相负载各相

25、负载消耗的功率之和消耗的功率之和，即即 上上式中，式中，u uu u、u uv v、u uw w为各相负载的相电压，为各相负载的相电压，i iu u、i iv v、i iw w为各相负载的相电流，为各相负载的相电流， 、 、 为为各相负载的功率因数各相负载的功率因数。 在在对称三相电路中，对称三相电路中，p p = 3 = 3u u相相i i相相coscos相相 = 3= 3p p相相 当当对称负载作星形连接时，有功功率对称负载作星形连接时，有功功率为为 当当对称负载作三角形连接时，有功功率对称负载作三角形连接时，有功功率为为 即即三相对称负载不论是连成星形还是连成三角形，其总三相对称负载不论

26、是连成星形还是连成三角形，其总有功功率均有功功率均为为 uvwuuuv vvwww = + = cosi coscosppppu iuu iucosvcoswcoscos3cos33cos3y线线线线相相iuiuiupcos3cos33cos3线线线线相相iuiuiupcos3线线iup 仍仍是负载是负载相相电压与电压与相相电流之间的电流之间的相位差，而相位差，而不是不是线线电电压与压与线线电电流间的流间的相位相位差差。 /26 由此可见由此可见，负载对称时，负载对称时，不论何种接法不论何种接法，求总功率的公式，求总功率的公式都是相同的都是相同的， 有功功率有功功率：同理同理，我们可得到对称三

27、相负载，我们可得到对称三相负载无功功率无功功率和和视在功率视在功率的表达式：的表达式：cos3cos3线线相相iuiupsin3sin3线线相相iuuiq线线相相iuiuqps3322/27 例例1 1：已知：已知三相对称负载接在线电压为三相对称负载接在线电压为380v380v的三相电源中。的三相电源中。若每相的电阻为若每相的电阻为6 6 ，感抗为，感抗为8 8 。试分别计算负载作星形连接。试分别计算负载作星形连接和三角形连接时的相电压、线电压和相电流和线电流及有功功和三角形连接时的相电压、线电压和相电流和线电流及有功功率。率。（1 1）负载作星形连接时：）负载作星形连接时：vu380线vuu

28、22033803线相azui2210220相相aii22相线22866222203cos3相相iupyw871210862222lxrz/28（2 2）负载作三角形连接时：负载作三角形连接时：vu380线10862222lxrzazui3810380相相aii663833相线22866383803cos3相相iup w25992vuu380线相/29（3 3）两种接法的比较：两种接法的比较：32238y相相ii32266y线线ii3871225992ypp/30 有一三相电动机有一三相电动机, , 每相的等效电阻每相的等效电阻r r = 29= 29 , , 等效等效 感抗感抗x xl l=2

29、1.8=21.8 , , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： ( (1) 1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于u ul l =380 v=380 v的三相电源上的三相电源上; ; (2) (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于u ul l =220 v=220 v的三相电源上。的三相电源上。解解: :(1)(1)a1 .6a8 .212922022pp zuiw8 .2129291 . 63803cos322 lliupwk2 . 38 . 01 . 6380

30、3 /31注：p代表相l代表线wk2 . 3w8 . 05 .102203cos3 lliupa1 . 6a8 .212922022pp zui(2)(2)a5 .103p iil 比较比较(1), (2)(1), (2)的结果的结果: : 有的电动机有两种有的电动机有两种额定电压额定电压，如如220/380 v220/380 v。当电源电压为当电源电压为380 v380 v时，电动机时，电动机的绕组应联结成星形；的绕组应联结成星形；当电源电压为当电源电压为220 v220 v时，电动机时，电动机的绕组应联结成三角形。的绕组应联结成三角形。在三角形和星形两种联结法中在三角形和星形两种联结法中,

31、 , 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结情况下的线电流三角形联结情况下的线电流比星形联结情况下的线电流增大比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。3/321i11i12ipu+/33日光灯a605 . 0220407021 ia6046.25 a5 .464 .3021111 iiia01220603011 ia01818. 8 v vu u . .设设 =220 =220 0 01i11i12ipu+/34 -60？，画相量 列对数表达式 列对数表达式abarctan22bara=a + jb式中式中: :racosrbsin三层三层二层二层一层一层c

32、u+ 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？同时同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因是什么原因？p p ( (2) 2) 当当p p处断开时，二、三层楼的处断开时，二、三层楼的灯串联灯串联接接380v 380v 电压，所电压，所以以亮亮度变暗，但一层楼的灯仍承受度变暗，但一层楼的灯仍承受220v220v电压亮度不变。电压亮度不变。 ( (3) 3) 因为因为三

33、楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 , , 所以三楼灯所以三楼灯比二比二楼灯暗。楼灯暗。/350)(r r- -l l- -)9090(纯纯)90( 日光灯日光灯 （r r- -l l串联电路）串联电路）1cos0.30.2cos0cos0co1s0.90.7cos0.60.5cos/36五、提高功率因数的意义和五、提高功率因数的意义和方法方法 企业企业所用交流设备多数为感性所用交流设备多数为感性负载，如电动机，日光灯等，负载，如电动机，日光灯等，这是这是 的主要原因。的主要原因。 也就是说也就是说，电路中还有一部分能量并没有消耗在负载上，电路中还有一部分能量并没有消耗在负载上，而是与电源之间

34、反复进行交换而是与电源之间反复进行交换，这就是，这就是，它占用了电它占用了电源的部分源的部分。 1 1、提高功率因数的、提高功率因数的意义意义 充分利用电源设备的容量充分利用电源设备的容量 如果如果一个电源的额定电压为一个电源的额定电压为u un n，额定电流为，额定电流为i in n，那么它的额，那么它的额定容量即额定定容量即额定s sn n = = u un ni in n 设设电源容量为电源容量为s sn n = = 40kva40kva。 如果，如果， coscos=0.4=0.4，则，则带带40w40w的的荧光灯（荧光灯（coscos=0.4=0.4），），可可带带400400盏盏；

35、（；（1600/40)1600/40) 如果如果coscos = = 1 1，则，则带带40w40w的的白炽灯（白炽灯（ coscos = 1 = 1 ），可带），可带10001000盏。盏。cos1kwcosnn16iupkwcosnn40iup/37 减小供电线路的功率损耗减小供电线路的功率损耗 在在电源电源电压一定电压一定的情况下，对于的情况下，对于相同功率相同功率的负载，功率因的负载，功率因数越低，电流越大，供电线路上电压降和功率损耗也越数越低，电流越大，供电线路上电压降和功率损耗也越大。大。为什么？为什么？ 、提高功率因数的原则、提高功率因数的原则 必须必须保证原负载的保证原负载的工

36、作状态不变。工作状态不变。即即：加：加至负载上的电压至负载上的电压和负载的有功功率不变。和负载的有功功率不变。 3 3、提高、提高功率因数的方法功率因数的方法 提高自然功率因数提高自然功率因数 用电设备本身的功率因数又称用电设备本身的功率因数又称自然功率因数自然功率因数。( (费电费电) )cosupi rip2( (导线截面积导线截面积) )is输电线路输电线路电阻电阻cos/38 合理合理选用电动机，使电动机的容量与被拖动的机械负载选用电动机，使电动机的容量与被拖动的机械负载配套，配套，避免避免“大马拖小车大马拖小车”的现象。的现象。应尽量应尽量不要让电动机空转不要让电动机空转；对于负载有

37、变化且经常处于轻；对于负载有变化且经常处于轻载运行状态的电动机，在运行过程中，采用载运行状态的电动机，在运行过程中，采用yy接线的自动接线的自动转换，使电路的功率因数提高。转换，使电路的功率因数提高。 并接电容器补偿并接电容器补偿 电容器电容器与感性负载并联。与感性负载并联。功率因数一般补偿到功率因数一般补偿到0.90.9以上即可以上即可，如果用过大的电容器，如果用过大的电容器，造成造成“过补偿过补偿”，反而会致使电路成为容性，降低功率因数。，反而会致使电路成为容性，降低功率因数。 /391cos不变不变感性支路感性支路的功率因数的功率因数不变不变感性支路感性支路的电流的电流1i(1) (1)

38、 电路的总电流电路的总电流 ，电路，电路总总功率因数功率因数i icos电路电路总总视在功率视在功率s s1iiu1ci/40li总并联前后 例例：正弦电压为：正弦电压为50hz50hz，380v380v，感性，感性负载，吸收的有功功率负载，吸收的有功功率为为20kw20kw，功率因数，功率因数0.60.6。若使电路的功率因数提高到。若使电路的功率因数提高到0.90.9，求在负，求在负载的两端并接的电容值。载的两端并接的电容值。11cosuip sinsin112iiia72.871i6 .0cos113.531cosuip i = 58.48 a9 .0cos84.25= 44.69 aui

39、c2= 375 f解：解：u1i2ii1o/41并联电容后并联电容后并联电容前：并联电容前：？第七节第七节 正弦正弦交流电路中的交流电路中的谐振谐振 在在同时含有同时含有l l 和和c c 的交流电路中，如果总电压和总电流同的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于相，称电路处于谐振状态谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性交换，电路呈电阻性。l l 与与 c c 串联时串联时 u u、i i 同相同相l l 与与 c c 并联时并联时 u u、i i 同相同相rlcru+_lu+_cu+_u+_i 研究谐振的目的，就是一方面在生产上充

40、分研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，利用谐振的特点，( (如在无线电工程、电子测量如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用技术等许多电路中应用) )。另一方面又要预防它。另一方面又要预防它所产生的危害。所产生的危害。由定义，谐振时：由定义，谐振时：0arctanrxxcl即即clxx或：或：cloo1 /42根据谐振条件根据谐振条件：可得谐振频率可得谐振频率为为 电路电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗，呈电阻性，能量全部被电阻消耗， 和和 相互补偿。相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。即电源与电路之间不发生能量互换。cloo1 或：或：cflf00212lc10 l

41、cf 210 或或rxxrzcl 22)(当电源电压一定时：当电源电压一定时： ruii 0iu、0arctanrxxcllqcq/43当当 时：时： 电阻电压电阻电压：u ur r = = i io o r r = = u u , ,大小大小相等、相位相差相等、相位相差180180。 所以所以串联谐振又称为串联谐振又称为电压谐振。电压谐振。电容、电感电压：电容、电感电压：cluuu uc c 、u ul l将大于将大于电源电压电源电压u urx xcl有：有：uuu urcl由于由于uu ucl可能会击穿线圈或电容可能会击穿线圈或电容的的绝缘，绝缘， 因此因此在电力系统中一般应避免发生串联谐

42、振，但在无线在电力系统中一般应避免发生串联谐振，但在无线电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。电工程上，又可利用这一特点达到选择信号的作用。rcrluuuuqcl001 令：令：表征串联谐振电路的谐振表征串联谐振电路的谐振质量。质量。qquuucl 有有：注意注意身不为零，而是电源电压的身不为零，而是电源电压的q q倍。倍。与与相互抵消，但其本相互抵消，但其本lucu/44 为来自为来自3 3个不同电台个不同电台( (不同频率不同频率) )的的电动势信号；电动势信号； 又如串联又如串联谐振应用谐振应用举例：接收机举例：接收机的输入电路的输入电路如如 q q=100=100，u u=22

43、0v=220v，则，则在谐振时在谐振时22000vquuucllucuuur1l：接收天线：接收天线lc：组成谐振电路：组成谐振电路1llc电路图电路图321eee、调调c c，对所需信，对所需信号频率产生串联号频率产生串联谐振谐振等效电路等效电路clr1e2e3e1f2f3f+ +- -cuquuiicmax0最大最大则则/45已知：已知：16h0.3mrl、640khz1f解：解：lc2ff110 204pf100.31064021323 c若要收听若要收听 节目，节目，c c 应配多大？应配多大？1elfc2021则：则：当当 c c 调到调到 204 pf 204 pf 时，可收听到时，可收听到 的节目。的节目。1e(1)(1)clr1e2e3e1f2f3f+ +- -cu/46v21e已知：已知：120021 lflxxclv156ccixu 信号在电路中产生的电流有多信号在电路中产生的电流有多大？在大？在 c c