第二部分三相交流电工率计算应用

1、第二部分三相交流电工率计算与应用我们知道单相交流电的有功功率是 P相=U相I相cos式中U相 相电压, I相 相电流, cos 这相的功率因数在三相交流电路中当三相负载平衡时三相的相电压 U相、电流 I相和功率因数cos相等，所以总的三相有功功率P相的三倍即=3P相=3U相I相 cos在星形接线的电路里 U线=1.732 U相或U相=1/1.732 U线 用1/1.732U线代替U相I相可得： P=3U相 I线代替I相 P=3U相 I线cos=3/1.732U线I线cos =1.732U线I线cos在三角形接线的电路U线=U线 I线=1.732 I相或I相=1/1.732=I线 用U线代替U相

2、,1/1.732 I线代替I相可得 P=3U相 I相 cos =1/1.732 U线 I线 cos =1.732 U线cos三相交流电路一般电动机在满载时的功率因数大致在0.85左右半载时功率因数 在0.7左右,1/4负载时的功率因数在0.50左右 在空载的功率因数在0.20左右,尽量减少变压器的空载运行,变压器空载的无功率大致是变压器容量的5%左右。在三相交流电中两根火线之间的电压叫做线电压,各相绕组的首端和尾端之间的电压叫做相电压 ,电灯所用的是220伏的相电压 这时线电压380伏线电压大致是相电压的1.732倍,在星形连接的电路里不管电电压高低,线电压U和相电压U之间普遍存在着这个关系。

3、即：U线=1.732 U相我们平常所说的10千伏35千伏 10千伏的输电压都是指线电压,在星形电路里相电流I相和线电流I线是同一个电流 即： I线=I相计算三相有功功率的公式完全相同因为U线和I线便于测量所以不论对星形接线还对三角形接线常用一下公式算三相有功功率 即：P=1.732U线I线 cos三相视在功率是S=1.732U线I线在三相交流电路中当三相负载平衡时三相的相电压U相 相电流I相和功率因数cos相等所以总的三相有功功率P是（P=3P相=3U相I相 cos）单相有功功率P相的三倍如有一台三相异步电动机电压是380V和220V接线是Y/A电流是6.40/11.24，cos是0.84电源

4、电压是380V，试求输入电动机的功率解：因为电源电压是380V 所以必须把电动机的线圈接成星形输入（P=1.732x380x6.48x0.84=3.577瓦）=3.577千瓦8.6千瓦如果电源电压是220V（线电压）必须把电动机的线圈接成三角形输入功率是（P=1.732U线I线cos）1.732x220x11.2x0.84=3.585瓦=3.5853.6千瓦例题：有一台10KW电动机J02型380伏2极电动机要求出它的电流和保险片选多大的？它的功率因数cos0.75，10千瓦功率计算出来多大保险片合适？ 解：P=U I cos0.75 10千瓦=380x0.75 10000x380x0.75

5、I=10000÷285 I=35A 10 千瓦电动机选保险片40A的2题 ：什么叫欧姆定律？在电阻电路中电流的大小于电阻两端的电压高低成正比而与电阻的阻值成反比这就是欧姆定律在闭合回路中电源电压是产生电流的条件，但电流的大小不但与电源电压有关，而且还与电阻大小有关在电源电压不变的情况下增大电路中的电阻，电路中的电流就减小，反之电流就增大。欧姆定律阐明了电路中电压、电流和电阻这三者之间的关系 它常用以下两种形式来表示： 部分电路的欧姆定律根据实验当导体中的电阻一定是流过导体电路两端的电压成正比当导体两端的电压一定时，流过导体的电流与电阻成反比，用公式表示： I=U/R应用欧姆定律不仅可

6、以计算电流也可以计算电压U=IR及电阻R=U/I只要知道其中的两个量代入公式即可求出第三个量 1.已知电压电阻求电流I=U/R 2.已知电流电阻求电压U=I/R R=U/I (3-7图) 3.已知电压电流求电阻R=U/I3、 欧姆定律的应用和计算应用到实践当中去？1. 如果保持电阻不变当增加电压时电流与电压成正比例地增加，即电压增大多少倍电流也增大多少倍。当降低电压时电流与电压成正比例地减少，即电压小多少倍电流也减少多少倍。2. 如果保持电压不变当增加电阻时，电流与电阻成反比例地减小。即电阻大电流就小，当减小电阻时，电流与电阻成反比例地增加，即电阻校电流就大3. 例题：此题为已知电压电流求电阻

7、在3-7图R用手遮住可得公式R=U/IR=U/I代入220/0.427=51.53例题：有一个量程为300伏特表，它的内阻是40千欧，用它测量电压时经伏特表的最大电流是多少，得到公式I=U/R所以 I=U/I=300/4000=0.0075A=7.5mA例题：有一电炉1200瓦 把它接在220伏电源线上，问需要多大电流？得到公式 I=P/U=1200/220=5.45A提问三相功率计算和应用？1、 例题 有一用户想安装一台变压器它有4.5KW 碾米机是5台，7KW水泵一台，10KW饲粉碎机一台，这些设备经常同时使用问需要选用多大容量变压器供电？总功率：求总功率P=4.5x5+7+10=39.5

8、KW 求总变压器容量S=P/cos=39.5/0.8=49.3550千伏安变压器 式中视在功率那么选主电缆是多少平方的50KVA变压器低压电流是57.5A按总装机容量计算39.35KVA那么按一千瓦等于2安电动机总数是4.5x5+7+10是39.5KWH 4.5KW，电动5台电流是22.5A ，7KW是14A ，10KW是20A，4.5x5+7+10总电流56.5A主变压器不超负荷选铜芯线为主电缆线一平方毫米导电流4.2A可选铜芯线20平方毫米，1平方毫米导4.2A ，4.2x20=84A完全够用了。 铜线多股1平方米导电流4.2A大约数 铜线单股1平方毫米导电流6A大约数 铝线多股1平方毫米

9、导电流2.7A标准数 铝线单股1平方毫米导电流3A大约数2、 常用以下公式计算三相有功功率三相视在功率是CS=1.732U线 I线。 例题：电流互感器的实际应用和计算方法，如有一只5安培的单相电度表采用电流互感应是75/5的若电度表的读数为20实际用电为多少度？ 变流比=75÷5=15W实=20x15=300度75除以5等于15就算倍率系数倍率在乘以电度数就计算出电度数走多少度例题：有一台20KW电动机要配一块150/5电流互感，电流表也是150/5的，20KW电动机电流按一千瓦等于2A计算是40安，那就是150除以40安等于3.75圈。150比5安电流互感器要想知道50A的电流在互

10、感器上绕几圈就是150除50安等三圈新算法。150/5 150/50=3圈提问：什么是异步电动机的空载电流？它对电动机有什么影响？多大的空载电流才是合的？当电动机空载（不带负载）运行时，三相定子绕组中流过的电流称为空载电流,绝大部分的空载电流是用来产生旋转磁场,称为载激磁电流是空载电流的无功电流分量，还有一小部分空载电流消耗电动机空载运行时的各种功率损耗，如摩擦和铁芯损耗等，这一小部分是有功分量，占比例很小甚至可忽略不计，因此空载电流是基本上不做有用功的无功电流。从这一观点来看空载电流应该小为好，这样电动机的功率因数提高了对电网供电是有好处的，如果空载电流大，由于定子绕组的导线载面积是一定的，

11、允许通过流过导线的有功电流只能减小，电动机能带动的负载就减小电动机出力，出力降低带动过大的负载绕组就容易发热，但空载电流不宜过大也不宜过小。一般小型电动机的空载电流约为额定电流的35-50%，大中型电动机的空载电流约为额定电流40-35%才较为合适。例题有一台20千瓦的电动机电压380伏、电流40A三角形接线电机型号是J02型功率因数0.8以上二级电机。求它的空载电流是多大安数？ 式中：中型电机40x35%=40x35/100=1400/100=14A 这台电机空载电是14安1、 什么叫力率？它的高低能反映什么情况？功率也称为功率因数用cos表示它是有功功率与视在功率的比值即cos= P/S

12、P有功功率 S视在功率由于有功功率总是小于或等于视在功率所以功率都要小于或等于1这就说明功率越大无功电量消耗功率越小，无功电量消耗越多，因此功率是很重要一门技术指标，它的高低反映了用电设备的使用状况和电力的有效利用问题，同时也简介的反映了用电管理的水平 2、凡是具有铁芯线圈的电路，如感应电动机、日光灯和高压水银灯的镇流器等并联一定的电容之后，电路中的电流减小了但不影响电动机日光灯的正常工作，电动机出力还是那么大这就叫提高了功率因数。3、 那么什么是功率因数呢?以一台电动机为例，电源供给它的总功率伏安数叫做视在功率，视在功率中的一部通过电动机转换为机械功率，传给它所带的机器如水泵磨面机，这部分功

13、率做了功叫有功功率，包括电动机发热损失在内，另一部分用来建立磁场的功率因数，就是有功功率在功率中占多大的份量，也就是有功功率在视在功率中占多大的分量，也就是有功功率与视在功率中占多大的份量也就是有功功率与视在功率之比，并且常用符号cos来表示。1、 什么叫电流？ 就是电荷有规则的定向运动叫电流，在金属导体中电流是自由电场力作用下有规则的运动形成的，在某些液体或气体中电流则是正负离子在电场力作用下有规则运动形成的，电流的大小定义单位时间内通过导体载面的电量，用电流强度衡量，若T秒内通过导体横截面的电量是 Q库伦则电流强度I就可用下式表示即： I=Q/T如果在一秒钟内通导体横截面的电量是一库伦则导

14、体中的电流强度就是1安培,简称安用字母A表示,除了安培外常用的电流强度单位还有千安（KA）毫安(MA)和微安(UA)它们的换算关系如下：一千安（KA）=103安（A） 一毫安（MA）=10-3安（A） 一微安（UA）=10-3毫安（MA）=10-6安(A)为了方便起见人们常把电流强度简称为电流 电流不但有大小而且有方向，习惯上规定以正电荷运动的方向为电流的正方向。产生电流的条件：内因是必须是导体外因是导体两端必须有电压。2、什么叫电压？电压又称电位差，是衡量电场作工本领大小的物理量，我们知道电流实际上是电荷在电场力作用下的定向运动所形成的，显然在这个过程中电场力对电荷作了功。我们定义电场力将单

15、位正电荷从A点移动到B点所作的功做AB之间的用UAB表示，在电路中若电场力将电荷Q从A点移动到B点所作的功为WAB则AB间的电压 UAB=WAB/Q若电场力将1库伦的电荷从A点移到B点所作的功是一焦耳，则AB间的电压就是1伏特简称伏用V表示，常用的电压单位除了伏特以外还有千伏（KV）毫伏（MV）和微伏（UV）它们之间的换算关系是 一千伏（KV）=103伏（V） 一毫伏（MV）=10-3伏（V） 一微伏（UV）=10-3毫伏（MV）=10-6伏(V)电压不但有大小还有方向，即有正负，对于负载来说，规定电流流进端为电压正端，电流流出端为电压的负端，电压方向由正指向负，也就是说负载中电压的实际方向与

16、电流方向一致。显然对于负载来讲没有电流就没有电压，有电压就一定有电流，电阻两端的电压常叫电压降。3、什么叫电位？在电工技术中经常遇到电位的概念，电位是一个相对量如果在电路中任选一个参考点令其电位为零，则电路中某一点的电位就等于该点参考点之间的电压，可见电位实际上也是电压，只不过是对参考点之间的电压，所以电位的单位也是伏特。电路中任意两点间的电位之差就称为该两点的电位差，也就是电压，所以电压也叫做电位差，电位和电压异同点是：1、电位是某点对参考点的电压，电位差就是某两点间的电压，因此电位相同的各点间的电位差为零，电流也为零。2、电位是相对量随参考点的改变而改变，而电位差的绝对值不随参考点的改变而

17、改变，所以电压是绝对量。6、什么叫互感？我们把由一个线圈中的电流发生变化在另一线圈中产生的电磁感应叫互感现象，简称互感。由互感产生的电动势称互感电动势，互感电动势的大小正比于另一线圈中电流的变化率，在一般情况下互感电动势的计算比较复杂，我们不再介绍，但当第一个线圈的磁通全部穿过第二个线圈时互感电动势最大，当两个线圈互相垂直时互感电动势最小。互感有利也有弊在工业生产中具有广泛用途的各种变压器电动机都是利用互感器原理工作的这是其有利一面，但在电子电路中若线圈的位置安放不当，各线圈产生的磁场就会互相干扰，使整个电路无法工作这就是互感有害的一面。7、怎样计算电动机的功率因数？如有一台单相电动机由220

18、V电源供电，电路中的电流是11A，cos=0.83试求电动机的视在功率、有功功率和无功功率视在功率为 S=UI=220x11=2420（VA）=2.42(KVA)有功功率为 P=Scos=2420x0.83=2008(w)2(kw)由cos0.83可求知=34度sin=0.56无功基数从表上可查得无功功率为Q=Ssin=2420x0.56=1355=1.355(千瓦)三相有功功率为 P= 上式中的功率因数角是指相电压与相电流之间的相位差而不是线电压与线电流间的相位差三相无功功率为 Q= 三相视在功率是为 S=4、什么叫电动势？电动势是衡量电源将非电能量转换成电能本领的物理量。电动势的定义是：在

19、电源内部外力将单位正电荷从电源的负极移到电源正极所作的功，用字母E表示若外力将电荷Q从负极移到正极所作的功是W，则电动势的数学表达式为：E=W/Q电动势的单位和电压一样也是伏特电动势的方向规定为：在电源内部由负极指向正极，即由低电位指向高电位需要指出的是对于一个电源来说它即有电动势又有电压，但是电动势只存在于电源内部5、电路的欧姆定律电流、电压和电阻是电路中的三个基本物理量分析计算电路就是研究以上各量之间的关系，确定它们的大小，欧姆定律就是反映电阻元件两端的电压与通过该元件的电流同电阻三者之间关系的定律。其数学表达式为、I电流A U电压V R电阻 I=U/R·由上式可知通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比 R I + U - 对于任意一段的电阻电路，只要知道电路中电压、电流和电阻这三个量中的任意两个量就可由欧姆定律求的第三个量例如：有一盏灯炮的电阻是484当电源电压为220V时求通过灯泡的电流已知电灯的电压和电阻通过灯泡的电流为I=U/R=220/484=0.455A6、交流弧焊机的安全要求：交流弧焊机的一次额定电压为380V，二次空载电压为70V左右，两次额定工作电压为30左右，两次工作电流达数十至数百A，电弧温度高达6000。