《电路分析张永瑞》课件 .pptVIP

*************************************不对称三相电路分析1不对称条件的来源不对称三相电路可能由三相负载不平衡、电源电压不对称或线路阻抗不等造成。不对称条件会导致系统效率降低、中性线过载和设备过热等问题，需要特殊的分析方法。2相量图分析法通过绘制三相电压和电流的相量图，直观分析不对称系统的特性。相量图能够显示幅值和相位的不平衡情况，帮助理解系统状态，但不适合复杂系统的定量分析。3网络分析法将不对称三相系统视为互连的单相网络，应用常规的电路分析方法（如节点分析法）求解。这种方法直接而全面，但计算量较大，特别是对于复杂系统。4对称分量法将不对称三相系统分解为正序、负序和零序三个对称系统的叠加。这种方法简化了不对称系统的分析，是电力系统不平衡和故障分析的标准方法。三相功率计算有功功率感性无功功率容性无功功率谐波功率三相系统的总功率等于三相功率之和。对于平衡系统，总有功功率P=3·V_ph·I_ph·cosφ或P=√3·V_L·I_L·cosφ；总无功功率Q=3·V_ph·I_ph·sinφ或Q=√3·V_L·I_L·sinφ；总视在功率S=3·V_ph·I_ph或S=√3·V_L·I_L。功率因数校正是三相系统中的重要问题。低功率因数会导致线路损耗增加、电压降低和设备利用率下降。通过并联电容器组可以提高功率因数，改善系统性能，降低运行成本。大型工业用户通常需要维持较高的功率因数以避免电费惩罚。第7章：互感与变压器互感与变压器是基于电磁感应原理的重要电气设备。互感描述了两个线圈之间的磁耦合现象，当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中感应出电动势。变压器则是利用互感原理实现电压变换、电流变换和阻抗变换的设备。本章将介绍互感的基本概念、含互感电路的分析方法，以及理想变压器和实际变压器的特性与等效电路。这些知识对于理解电力系统中的能量传输和变换至关重要。互感的概念和计算2耦合线圈两个靠近的线圈通过磁场相互作用M互感系数两线圈互感效应的量化表示k≤1耦合系数表示磁耦合程度的无量纲系数u?互感电压由互感引起的感应电动势互感是描述两个电感元件之间磁耦合效应的物理量，用符号M表示，单位为亨利(H)。当一个线圈中的电流发生变化时，会在与其磁耦合的另一线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与第一线圈电流变化率成正比：u?=-M·di?/dt。互感系数M与两线圈的几何结构、相对位置和磁介质特性有关。耦合系数k=M/√(L?L?)反映了磁耦合的紧密程度，k=1表示完全耦合，k=0表示无耦合。实际系统中，通常希望变压器具有较高的耦合系数以提高能量传输效率。含互感电路的分析确立参考方向首先确定各线圈电流和电压的参考方向。当采用关联参考方向时，互感电压的极性取决于互感系数M的符号和电流方向。准确的参考方向是正确分析的基础。建立KVL方程对含互感的各回路应用KVL，包括自感电压和互感电压。例如，对于两个耦合线圈，方程形式为：u?=R?i?+L?(di?/dt)+M(di?/dt)和u?=R?i?+L?(di?/dt)+M(di?/dt)。求解电路方程根据电路工作条件（如稳态、暂态）选择适当的求解方法。对于正弦稳态，可采用相量法；对于暂态，需求解微分方程，可能需要拉普拉斯变换等技术。能量与功率分析分析含互感电路中的能量存储和传输。互感线圈的磁场能量为W_m=1/2·L?i?2+1/2·L?i?2+M·i?i?，互感项反映了两线圈间的能量耦合。理想变压器理想变压器的基本假设理想变压器具有以下特性：线圈电阻为零，漏磁为零（耦合系数k=1），铁芯损耗为零，磁导率为无穷大。这些假设简化了变压器分析，使其成为纯能量传输设备，无功率损耗。理想变压器的关键特性是电压、电流和阻抗的变换关系，这些关系由变比n=N?/N?决定，其中N?和N?分别是原、副边绕组的匝数。理想变压器的基本关系电压变换关系：U?/U?=N?/N?=n，即副边电压与原边电压的比值等于匝数比。电流变换关系：I?/I?=N?/N?=1/n，即副边电流与原边电流的比值等于匝数比的倒数。阻抗变换关系：Z?/Z?=(N?/N?)2=n2，即副边阻抗与原边阻抗的比值等于匝数比的平方。这一特性使变压器成为重要的阻抗匹配设备。变压器的等效电路实际变压器的非理想因素实际变压器存在绕组电阻、漏磁、铁芯损耗（涡流损耗和磁滞损耗）和磁化电流等非理想因素。这些因素导致变压器存在电能损耗和电压降落，需要通过等效电路模型进行分析。变压器的T型等效电路T型等效电路包括原边电阻R?和漏感L?、副边电阻R?和漏感L?以及磁