第二部分三相交流電工率計算應(yīng)用

1、第二部分三相交流電工率計算與應(yīng)用我們知道單相交流電的有功功率是 P相=U相I相cos式中U相 相電壓, I相 相電流, cos 這相的功率因數(shù)在三相交流電路中當(dāng)三相負(fù)載平衡時三相的相電壓 U相、電流 I相和功率因數(shù)cos相等，所以總的三相有功功率P相的三倍即=3P相=3U相I相 cos在星形接線的電路里 U線=1.732 U相或U相=1/1.732 U線 用1/1.732U線代替U相I相可得： P=3U相 I線代替I相 P=3U相 I線cos=3/1.732U線I線cos =1.732U線I線cos在三角形接線的電路U線=U線 I線=1.732 I相或I相=1/1.732=I線 用U線代替U相

2、,1/1.732 I線代替I相可得 P=3U相 I相 cos =1/1.732 U線 I線 cos =1.732 U線cos三相交流電路一般電動機(jī)在滿載時的功率因數(shù)大致在0.85左右半載時功率因數(shù) 在0.7左右,1/4負(fù)載時的功率因數(shù)在0.50左右 在空載的功率因數(shù)在0.20左右,盡量減少變壓器的空載運(yùn)行,變壓器空載的無功率大致是變壓器容量的5%左右。在三相交流電中兩根火線之間的電壓叫做線電壓,各相繞組的首端和尾端之間的電壓叫做相電壓 ,電燈所用的是220伏的相電壓 這時線電壓380伏線電壓大致是相電壓的1.732倍,在星形連接的電路里不管電電壓高低,線電壓U和相電壓U之間普遍存在著這個關(guān)系。

3、即：U線=1.732 U相我們平常所說的10千伏35千伏 10千伏的輸電壓都是指線電壓,在星形電路里相電流I相和線電流I線是同一個電流 即： I線=I相計算三相有功功率的公式完全相同因為U線和I線便于測量所以不論對星形接線還對三角形接線常用一下公式算三相有功功率 即：P=1.732U線I線 cos三相視在功率是S=1.732U線I線在三相交流電路中當(dāng)三相負(fù)載平衡時三相的相電壓U相 相電流I相和功率因數(shù)cos相等所以總的三相有功功率P是（P=3P相=3U相I相 cos）單相有功功率P相的三倍如有一臺三相異步電動機(jī)電壓是380V和220V接線是Y/A電流是6.40/11.24，cos是0.84電源

4、電壓是380V，試求輸入電動機(jī)的功率解：因為電源電壓是380V 所以必須把電動機(jī)的線圈接成星形輸入（P=1.732x380x6.48x0.84=3.577瓦）=3.577千瓦8.6千瓦如果電源電壓是220V（線電壓）必須把電動機(jī)的線圈接成三角形輸入功率是（P=1.732U線I線cos）1.732x220x11.2x0.84=3.585瓦=3.5853.6千瓦例題：有一臺10KW電動機(jī)J02型380伏2極電動機(jī)要求出它的電流和保險片選多大的？它的功率因數(shù)cos0.75，10千瓦功率計算出來多大保險片合適？ 解：P=U I cos0.75 10千瓦=380x0.75 10000x380x0.75

5、I=10000÷285 I=35A 10 千瓦電動機(jī)選保險片40A的2題 ：什么叫歐姆定律？在電阻電路中電流的大小于電阻兩端的電壓高低成正比而與電阻的阻值成反比這就是歐姆定律在閉合回路中電源電壓是產(chǎn)生電流的條件，但電流的大小不但與電源電壓有關(guān)，而且還與電阻大小有關(guān)在電源電壓不變的情況下增大電路中的電阻，電路中的電流就減小，反之電流就增大。歐姆定律闡明了電路中電壓、電流和電阻這三者之間的關(guān)系 它常用以下兩種形式來表示： 部分電路的歐姆定律根據(jù)實驗當(dāng)導(dǎo)體中的電阻一定是流過導(dǎo)體電路兩端的電壓成正比當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時，流過導(dǎo)體的電流與電阻成反比，用公式表示： I=U/R應(yīng)用歐姆定律不僅可

6、以計算電流也可以計算電壓U=IR及電阻R=U/I只要知道其中的兩個量代入公式即可求出第三個量 1.已知電壓電阻求電流I=U/R 2.已知電流電阻求電壓U=I/R R=U/I (3-7圖) 3.已知電壓電流求電阻R=U/I3、 歐姆定律的應(yīng)用和計算應(yīng)用到實踐當(dāng)中去？1. 如果保持電阻不變當(dāng)增加電壓時電流與電壓成正比例地增加，即電壓增大多少倍電流也增大多少倍。當(dāng)降低電壓時電流與電壓成正比例地減少，即電壓小多少倍電流也減少多少倍。2. 如果保持電壓不變當(dāng)增加電阻時，電流與電阻成反比例地減小。即電阻大電流就小，當(dāng)減小電阻時，電流與電阻成反比例地增加，即電阻校電流就大3. 例題：此題為已知電壓電流求電阻

7、在3-7圖R用手遮住可得公式R=U/IR=U/I代入220/0.427=51.53例題：有一個量程為300伏特表，它的內(nèi)阻是40千歐，用它測量電壓時經(jīng)伏特表的最大電流是多少，得到公式I=U/R所以 I=U/I=300/4000=0.0075A=7.5mA例題：有一電爐1200瓦 把它接在220伏電源線上，問需要多大電流？得到公式 I=P/U=1200/220=5.45A提問三相功率計算和應(yīng)用？1、 例題 有一用戶想安裝一臺變壓器它有4.5KW 碾米機(jī)是5臺，7KW水泵一臺，10KW飼粉碎機(jī)一臺，這些設(shè)備經(jīng)常同時使用問需要選用多大容量變壓器供電？總功率：求總功率P=4.5x5+7+10=39.5

8、KW 求總變壓器容量S=P/cos=39.5/0.8=49.3550千伏安變壓器 式中視在功率那么選主電纜是多少平方的50KVA變壓器低壓電流是57.5A按總裝機(jī)容量計算39.35KVA那么按一千瓦等于2安電動機(jī)總數(shù)是4.5x5+7+10是39.5KWH 4.5KW，電動5臺電流是22.5A ，7KW是14A ，10KW是20A，4.5x5+7+10總電流56.5A主變壓器不超負(fù)荷選銅芯線為主電纜線一平方毫米導(dǎo)電流4.2A可選銅芯線20平方毫米，1平方毫米導(dǎo)4.2A ，4.2x20=84A完全夠用了。 銅線多股1平方米導(dǎo)電流4.2A大約數(shù) 銅線單股1平方毫米導(dǎo)電流6A大約數(shù) 鋁線多股1平方毫米

9、導(dǎo)電流2.7A標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 鋁線單股1平方毫米導(dǎo)電流3A大約數(shù)2、 常用以下公式計算三相有功功率三相視在功率是CS=1.732U線 I線。 例題：電流互感器的實際應(yīng)用和計算方法，如有一只5安培的單相電度表采用電流互感應(yīng)是75/5的若電度表的讀數(shù)為20實際用電為多少度？ 變流比=75÷5=15W實=20x15=300度75除以5等于15就算倍率系數(shù)倍率在乘以電度數(shù)就計算出電度數(shù)走多少度例題：有一臺20KW電動機(jī)要配一塊150/5電流互感，電流表也是150/5的，20KW電動機(jī)電流按一千瓦等于2A計算是40安，那就是150除以40安等于3.75圈。150比5安電流互感器要想知道50A的電流在互

10、感器上繞幾圈就是150除50安等三圈新算法。150/5 150/50=3圈提問：什么是異步電動機(jī)的空載電流？它對電動機(jī)有什么影響？多大的空載電流才是合的？當(dāng)電動機(jī)空載（不帶負(fù)載）運(yùn)行時，三相定子繞組中流過的電流稱為空載電流,絕大部分的空載電流是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,稱為載激磁電流是空載電流的無功電流分量，還有一小部分空載電流消耗電動機(jī)空載運(yùn)行時的各種功率損耗，如摩擦和鐵芯損耗等，這一小部分是有功分量，占比例很小甚至可忽略不計，因此空載電流是基本上不做有用功的無功電流。從這一觀點(diǎn)來看空載電流應(yīng)該小為好，這樣電動機(jī)的功率因數(shù)提高了對電網(wǎng)供電是有好處的，如果空載電流大，由于定子繞組的導(dǎo)線載面積是一定的，

11、允許通過流過導(dǎo)線的有功電流只能減小，電動機(jī)能帶動的負(fù)載就減小電動機(jī)出力，出力降低帶動過大的負(fù)載繞組就容易發(fā)熱，但空載電流不宜過大也不宜過小。一般小型電動機(jī)的空載電流約為額定電流的35-50%，大中型電動機(jī)的空載電流約為額定電流40-35%才較為合適。例題有一臺20千瓦的電動機(jī)電壓380伏、電流40A三角形接線電機(jī)型號是J02型功率因數(shù)0.8以上二級電機(jī)。求它的空載電流是多大安數(shù)？ 式中：中型電機(jī)40x35%=40x35/100=1400/100=14A 這臺電機(jī)空載電是14安1、 什么叫力率？它的高低能反映什么情況？功率也稱為功率因數(shù)用cos表示它是有功功率與視在功率的比值即cos= P/S

12、P有功功率 S視在功率由于有功功率總是小于或等于視在功率所以功率都要小于或等于1這就說明功率越大無功電量消耗功率越小，無功電量消耗越多，因此功率是很重要一門技術(shù)指標(biāo)，它的高低反映了用電設(shè)備的使用狀況和電力的有效利用問題，同時也簡介的反映了用電管理的水平 2、凡是具有鐵芯線圈的電路，如感應(yīng)電動機(jī)、日光燈和高壓水銀燈的鎮(zhèn)流器等并聯(lián)一定的電容之后，電路中的電流減小了但不影響電動機(jī)日光燈的正常工作，電動機(jī)出力還是那么大這就叫提高了功率因數(shù)。3、 那么什么是功率因數(shù)呢?以一臺電動機(jī)為例，電源供給它的總功率伏安數(shù)叫做視在功率，視在功率中的一部通過電動機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率，傳給它所帶的機(jī)器如水泵磨面機(jī)，這部分功

13、率做了功叫有功功率，包括電動機(jī)發(fā)熱損失在內(nèi)，另一部分用來建立磁場的功率因數(shù)，就是有功功率在功率中占多大的份量，也就是有功功率在視在功率中占多大的分量，也就是有功功率與視在功率中占多大的份量也就是有功功率與視在功率之比，并且常用符號cos來表示。1、 什么叫電流？ 就是電荷有規(guī)則的定向運(yùn)動叫電流，在金屬導(dǎo)體中電流是自由電場力作用下有規(guī)則的運(yùn)動形成的，在某些液體或氣體中電流則是正負(fù)離子在電場力作用下有規(guī)則運(yùn)動形成的，電流的大小定義單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體載面的電量，用電流強(qiáng)度衡量，若T秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量是 Q庫倫則電流強(qiáng)度I就可用下式表示即： I=Q/T如果在一秒鐘內(nèi)通導(dǎo)體橫截面的電量是一庫倫則導(dǎo)

14、體中的電流強(qiáng)度就是1安培,簡稱安用字母A表示,除了安培外常用的電流強(qiáng)度單位還有千安（KA）毫安(MA)和微安(UA)它們的換算關(guān)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)為了方便起見人們常把電流強(qiáng)度簡稱為電流 電流不但有大小而且有方向，習(xí)慣上規(guī)定以正電荷運(yùn)動的方向為電流的正方向。產(chǎn)生電流的條件：內(nèi)因是必須是導(dǎo)體外因是導(dǎo)體兩端必須有電壓。2、什么叫電壓？電壓又稱電位差，是衡量電場作工本領(lǐng)大小的物理量，我們知道電流實際上是電荷在電場力作用下的定向運(yùn)動所形成的，顯然在這個過程中電場力對電荷作了功。我們定義電場力將單

15、位正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)所作的功做AB之間的用UAB表示，在電路中若電場力將電荷Q從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)所作的功為WAB則AB間的電壓 UAB=WAB/Q若電場力將1庫倫的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所作的功是一焦耳，則AB間的電壓就是1伏特簡稱伏用V表示，常用的電壓單位除了伏特以外還有千伏（KV）毫伏（MV）和微伏（UV）它們之間的換算關(guān)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)電壓不但有大小還有方向，即有正負(fù)，對于負(fù)載來說，規(guī)定電流流進(jìn)端為電壓正端，電流流出端為電壓的負(fù)端，電壓方向由正指向負(fù)，也就是說負(fù)載中電壓的實際方向與

16、電流方向一致。顯然對于負(fù)載來講沒有電流就沒有電壓，有電壓就一定有電流，電阻兩端的電壓常叫電壓降。3、什么叫電位？在電工技術(shù)中經(jīng)常遇到電位的概念，電位是一個相對量如果在電路中任選一個參考點(diǎn)令其電位為零，則電路中某一點(diǎn)的電位就等于該點(diǎn)參考點(diǎn)之間的電壓，可見電位實際上也是電壓，只不過是對參考點(diǎn)之間的電壓，所以電位的單位也是伏特。電路中任意兩點(diǎn)間的電位之差就稱為該兩點(diǎn)的電位差，也就是電壓，所以電壓也叫做電位差，電位和電壓異同點(diǎn)是：1、電位是某點(diǎn)對參考點(diǎn)的電壓，電位差就是某兩點(diǎn)間的電壓，因此電位相同的各點(diǎn)間的電位差為零，電流也為零。2、電位是相對量隨參考點(diǎn)的改變而改變，而電位差的絕對值不隨參考點(diǎn)的改變而

17、改變，所以電壓是絕對量。6、什么叫互感？我們把由一個線圈中的電流發(fā)生變化在另一線圈中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)叫互感現(xiàn)象，簡稱互感。由互感產(chǎn)生的電動勢稱互感電動勢，互感電動勢的大小正比于另一線圈中電流的變化率，在一般情況下互感電動勢的計算比較復(fù)雜，我們不再介紹，但當(dāng)?shù)谝粋€線圈的磁通全部穿過第二個線圈時互感電動勢最大，當(dāng)兩個線圈互相垂直時互感電動勢最小?；ジ杏欣灿斜自诠I(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的各種變壓器電動機(jī)都是利用互感器原理工作的這是其有利一面，但在電子電路中若線圈的位置安放不當(dāng)，各線圈產(chǎn)生的磁場就會互相干擾，使整個電路無法工作這就是互感有害的一面。7、怎樣計算電動機(jī)的功率因數(shù)？如有一臺單相電動機(jī)由220

18、V電源供電，電路中的電流是11A，cos=0.83試求電動機(jī)的視在功率、有功功率和無功功率視在功率為 S=UI=220x11=2420（VA）=2.42(KVA)有功功率為 P=Scos=2420x0.83=2008(w)2(kw)由cos0.83可求知=34度sin=0.56無功基數(shù)從表上可查得無功功率為Q=Ssin=2420x0.56=1355=1.355(千瓦)三相有功功率為 P= 上式中的功率因數(shù)角是指相電壓與相電流之間的相位差而不是線電壓與線電流間的相位差三相無功功率為 Q= 三相視在功率是為 S=4、什么叫電動勢？電動勢是衡量電源將非電能量轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)的物理量。電動勢的定義是：在

19、電源內(nèi)部外力將單位正電荷從電源的負(fù)極移到電源正極所作的功，用字母E表示若外力將電荷Q從負(fù)極移到正極所作的功是W，則電動勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E=W/Q電動勢的單位和電壓一樣也是伏特電動勢的方向規(guī)定為：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極，即由低電位指向高電位需要指出的是對于一個電源來說它即有電動勢又有電壓，但是電動勢只存在于電源內(nèi)部5、電路的歐姆定律電流、電壓和電阻是電路中的三個基本物理量分析計算電路就是研究以上各量之間的關(guān)系，確定它們的大小，歐姆定律就是反映電阻元件兩端的電壓與通過該元件的電流同電阻三者之間關(guān)系的定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為、I電流A U電壓V R電阻 I=U/R·由上式可知通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比 R I + U - 對于任意一段的電阻電路，只要知道電路中電壓、電流和電阻這三個量中的任意兩個量就可由歐姆定律求的第三個量例如：有一盞燈炮的電阻是484當(dāng)電源電壓為220V時求通過燈泡的電流已知電燈的電壓和電阻通過燈泡的電流為I=U/R=220/484=0.455A6、交流弧焊機(jī)的安全要求：交流弧焊機(jī)的一次額定電壓為380V，二次空載電壓為70V左右，兩次額定工作電壓為30左右，兩次工作電流達(dá)數(shù)十至數(shù)百A，電弧溫度高達(dá)6000。