电路第9章复功率.pptVIP

9.5 复功率 1. 复功率 负 载 + _ 定义： 也可表示为： 结论 是复数，而不是相量，它不对应任意正弦量； 注意 把 P、Q、S 联系在一起，它的实部是平均功率，虚部是无功功率，模是视在功率； ? 复功率满足守恒定理：在正弦稳态下，任一电路的所有支路吸收的复功率之和为零。即 ? 求电路各支路的复功率 例 解1 + _ 10∠0o A 10W j25W 5W -j15W 解2 + _ 10∠0o A 10W j25W 5W -j15W 2 功率因数的提高 问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如图。 COS ? I 当U、P 一定时， ? ? 希望将 COS ? 提高。 P = PR = UIcos ? 其中消耗的有功功率为： 负 载 i u 说明： 由负载性质决定。与电路的参数和频率有关，与电路的电压、电流无关。 功率因数 和电路参数的关系 R 例 40W白炽灯 40W日光灯 对发电或供 电设备的容 量要求较大 纯电阻电路 R-L-C串联电路 纯电感电路或纯电容电路 电动机 日光灯（R-L-C串联电路） 常见电路的功率因数 空载 满载 提高功率因数的原则： 必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压、电流和负载的有功功率不变。只是提高电路总的功率因数，即：降低电路的总电流。 提高功率因数的措施(方法): u i R L 在感性设备两端并联电容器，提高电路总的功率因数 C 功率因数过低对电力系统运行做成的不良影响： 1. 发电设备的容量不能充分利用； 额定视在功率 额定状态下的有功功率 2. 增加输电线路和发电机的功率损失； 3. 使线路的电压降增大，降低电能质量。 并联电容值的计算: 设原电路的功率因数为 cos?L，要求补偿到cos? 须并联多大电容？（设U、P 为已知） 原电路电流: IRL 并电容后电流: I 分析依据：补偿前后 P、U 不变。 由相量图可知： 显然 I IRL u R L C u i R L C 已知: P = 10 kW, U = 220 V, f = 50 Hz. 需提高 求C、I ? 解: 据 =658μF 2π×50×2202 10×103 C = ) ( 53o tan tan - 18o 并电容前 并电容 后 I1=P/(Ucos )＝10×103/(220×0.6)＝75.6A I = P/(Ucos )＝10×103/(220×0.95)＝47.8A 【例 】 已知:日光灯 P = 40W, U = 220 V, f = 50 Hz. 若使 求: (1) I =? 解: 据电压三角形 并电容前： 并电容后 ： 【例 】 (2) C＝？ 故 由 镇流器的电抗 u i R L C 问题与讨论 功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况: 功率因素补偿问题（一） 呈电阻性 呈电感性 呈电容性 一般情况下很难做到完全补偿 （即： ） 结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容 容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。 呈电感性 功率因素补偿问题（二） 并联电容补偿后，电路总的有功功率是否改变？ 问题与讨论 定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。 通过计算可知有功功率不变。 I 、 其中 R 2 I L I 1 U I ˙ ˙ ˙ ˙ RL I I ˙ ˙ RL I ˙ U ˙ C I ˙ I ˙ 补偿前 R L ˙ ˙ ˙ I U RL U 补偿后 R L C U I RL U ˙ ˙ ˙ 功率因素补偿问题（三） 提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？ 串联电容 行吗? 问题与讨论 C U RL U U I ˙ ˙ ˙ ˙ U U RL = I ˙ ˙ 串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！ 原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。 9.6 最大功率传输 Zi= Ri + jXi， ZL= RL + jXL 负 载 有 源 网 络 等效电路 ZL Zi + -