1、/1總總 目目 錄錄第一第一章章 電工基礎電工基礎第二第二章章 電子電路電子電路第三章第三章 光伏發電光伏發電第四章第四章 風力發電風力發電第五章第五章 配電裝置（巡視、異常、事故、維護）配電裝置（巡視、異常、事故、維護）第六章第六章 廠用電系統（低壓五線制系統）廠用電系統（低壓五線制系統）/2第第七七章章 電氣主接線的形式和電力系統簡介電氣主接線的形式和電力系統簡介第第八八章章 直流系統直流系統及及交流不間斷電源交流不間斷電源UPSUPS電電氣運行行的特點和任務要求氣運行行的特點和任務要求電氣電氣主主設備設備結構結構及運行維護及運行維護第一第一 電動機電動機第第一節一節 變壓器變壓器第二篇第

2、二篇 電氣設備倒閘操作電氣設備倒閘操作第三篇第三篇 電氣工作票電氣工作票第第五五章章 發電機同期并列發電機同期并列裝置裝置第六第六章章 其他設備其他設備化學變頻器化學變頻器/3第五篇第五篇 繼電保護及自動裝置繼電保護及自動裝置第一章第一章 電動機保護電動機保護第二章第二章 廠用廠用變壓器變壓器保護保護第第三三章章 發變組發變組保護保護第四章第四章 110kV110kV母線保護母線保護第第五五章章110kV110kV線路微機保護線路微機保護第第六六章自動裝置章自動裝置第七章第七章 ECS ECS 和和 NCS NCS 系統系統第第七七篇篇 電氣運行電氣運行、檢修、檢修規程解析規程解析/4第六節第

3、六節 三相交流電三相交流電一、三相交流電動勢的一、三相交流電動勢的產生產生 目前目前應用最為廣泛的是三相制電路，其電源是由三相發應用最為廣泛的是三相制電路，其電源是由三相發電機產生的電機產生的，通常，通常單相交流電源也是從三相交流電源中獲得的單相交流電源也是從三相交流電源中獲得的。 三相三相交流電動勢由三相交流發電機產生交流電動勢由三相交流發電機產生。三相交流電的優點：三相交流電的優點：三相發電機比體積相同的單相發電機輸出的功率大。三相發電機比體積相同的單相發電機輸出的功率大。三相發電機的結構不比單相發電機復雜多少，而使用、三相發電機的結構不比單相發電機復雜多少，而使用、維護都比較方便，運轉時

4、比單相發電機的振動要小。維護都比較方便，運轉時比單相發電機的振動要小。在同樣條件下輸送同樣大的功率時，特別是在遠距離在同樣條件下輸送同樣大的功率時，特別是在遠距離輸電時，三相輸電比單相輸電節約材料輸電時，三相輸電比單相輸電節約材料。 在在用電設備方面：三相交流電動機比單相電動機結構用電設備方面：三相交流電動機比單相電動機結構簡單、體積小、運行特性好等等簡單、體積小、運行特性好等等。 /5 1 1、交流發電機構造、交流發電機構造 交流發電機交流發電機的定子鐵芯的內圓均勻分布著的定子鐵芯的內圓均勻分布著6 6個槽個槽，嵌裝著，嵌裝著三個三個相互間隔相互間隔120120度度的同樣線圈，分別稱之為的同

5、樣線圈，分別稱之為A A相線圈、相線圈、B B相線圈、相線圈、C C相線圈。裝上轉子就組成了一臺三相交流發電機原理模型。相線圈。裝上轉子就組成了一臺三相交流發電機原理模型。 轉子是勵磁線圈通過直流電產生轉子是勵磁線圈通過直流電產生的恒定的恒定電磁鐵，其磁極表面的磁電磁鐵，其磁極表面的磁場按正弦規律分布場按正弦規律分布 轉子轉子定子定子/6 三相三相交流發電機交流發電機采用星形接法采用星形接法，三個線圈的公共點引出線，三個線圈的公共點引出線是是中性線中性線，每個線圈的引出線是相線，每個線圈的引出線是相線。 2 2、三相發電原理、三相發電原理 當轉子勻速旋轉時三個線圈當轉子勻速旋轉時三個線圈順序切

6、割磁力線順序切割磁力線，都會感應交，都會感應交流電動勢，流電動勢，其幅度與頻率相同其幅度與頻率相同。 由于三個線圈相互由于三個線圈相互間隔間隔120120度度，它們感應電勢也是，它們感應電勢也是相位相差相位相差120120度度的正弦交流電。的正弦交流電。 這個這個模型的轉子有模型的轉子有兩個極兩個極，所以感生的電壓頻率與轉子，所以感生的電壓頻率與轉子每秒每秒轉速轉速相同，是相同，是同步同步交交流發電機流發電機。當當轉速為轉速為每分鐘每分鐘30003000轉時，發轉時，發出的三相交流電頻率出的三相交流電頻率為為5050赫茲（赫茲（HzHz），），電廠一般使用轉速為電廠一般使用轉速為3000r/m

7、in3000r/min的蒸汽輪的蒸汽輪機或燃氣輪機帶動同機或燃氣輪機帶動同步發電機發電。步發電機發電。/7 三三相繞組始端分別用相繞組始端分別用U1U1，V1V1，W1W1表示，末端用表示，末端用U2U2，V2V2，W2W2表示，分別稱為表示，分別稱為U U相，相，V V相，相，WW相相。發電機的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃發電機的三根引出線及配電站的三根電源線分別以黃（U U）、綠（）、綠（V V）、紅（）、紅（WW）三種顏色作為標志）三種顏色作為標志。 3 3、交流發電機產生的三相電勢、交流發電機產生的三相電勢轉子在原動機帶動下以角速度轉子在原動機帶動下以角速度 作逆時針勻速轉動

8、，作逆時針勻速轉動，定定子三子三相繞組中感應出三相交流相繞組中感應出三相交流電動勢為：電動勢為： 其其波形圖、相量圖如圖所示波形圖、相量圖如圖所示。)120sin(mtEVe)120sin(mtEWe)0sin(mtEUe 注注：1 1）一般一般把三個大小相等、頻率把三個大小相等、頻率相同、相位彼此相差相同、相位彼此相差 120120的三個電動勢的三個電動勢稱為稱為對稱三相電動勢對稱三相電動勢。 2 2）三相三相交流電的每相電動勢的正方交流電的每相電動勢的正方向是向是從線圈的末端指向始端從線圈的末端指向始端。/8eWuOeUeV2 120240360t 60 相序相序三個交流三個交流電動勢瞬時

9、值到達最電動勢瞬時值到達最大值（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？ 通常通常規定規定U U相繞阻最先到達最大值相繞阻最先到達最大值，V V相其次，相其次，WW相最后到達最大值相最后到達最大值，所以正，所以正相序排列為相序排列為U U、V V、WW、U U。其他排列為。其他排列為負序或逆序負序或逆序。 一般一般三相供電三相供電的的順相序順相序排列為排列為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，順，順相序的色別分別為黃、相序的色別分別為黃、綠、紅。綠、紅。 二二、三相、三相電

10、源電源 三相三相發電機的每一相繞組都是一個獨發電機的每一相繞組都是一個獨立的電源，可以單獨地接上負載，成為彼此立的電源，可以單獨地接上負載，成為彼此不相關的三相電路。不相關的三相電路。/9EVEu . .120120120Ew .uOeUeVeW2 120240360 這樣這樣的電路很不經濟，沒有實用價值的電路很不經濟，沒有實用價值。 1 1、星形星形連接連接 將將三相發電機繞組的末端連在一起，始端分別引出輸出線，三相發電機繞組的末端連在一起，始端分別引出輸出線，這種連接稱為星形連接法，這種連接稱為星形連接法，用用Y Y表示表示。 從從始端引出的三根線稱為始端引出的三根線稱為相線或端線相線或端

11、線，俗稱俗稱火線火線。 末端末端接成的一點稱為接成的一點稱為中性點中性點，簡稱，簡稱中點中點，用，用N N表示。從中性表示。從中性點引出的輸電線稱為點引出的輸電線稱為中性線中性線，簡稱，簡稱中線中線。 低壓低壓供電系統的中性點是直接接地的，供電系統的中性點是直接接地的，把接地的中性點稱為把接地的中性點稱為零點零點，而把接地的中性線稱為零線而把接地的中性線稱為零線。/10C注意規定的正方向ABUVW中點中點或零點或零點中線或零線中線或零線線電壓線電壓相電壓相電壓N NN NABAUBUCUABUBCUCAU對應對應即小結/11 星形星形連接有三相三線制和三相四線制兩種連接有三相三線制和三相四線制

12、兩種。 無無中線的三相制叫做中線的三相制叫做三相三線制三相三線制。 有有中線的三相制叫做中線的三相制叫做三相四線制三相四線制。線電壓線電壓 : : 端線與端線之間端線與端線之間的電壓的電壓 。WUWUVWVWUVUV線線U UU UU UU UW WV VU U相相U UU UU UU U相電壓相電壓 : : 端線與端線與中線之間的電壓。中線之間的電壓。 線電壓按相序線電壓按相序首段字母首段字母下標來表示下標來表示正方向，正方向，相電壓用相電壓用首端指向中線來表示正方向。首端指向中線來表示正方向。/12 數量數量上，線電壓上，線電壓u uABAB是相電壓是相電壓uA的的1.7321.732倍倍

13、；相位上；相位上， 線電壓線電壓超前超前與其相對應的與其相對應的相電壓相電壓3030電電角角。三相電源三相電源Y Y接時線、相電壓之間的關系接時線、相電壓之間的關系三個相電壓對稱三個相電壓對稱電源的中性點總是電源的中性點總是接地接地的，因此相電的，因此相電壓在數值上等于各相繞組首端電位。壓在數值上等于各相繞組首端電位。線電壓與相電壓之間的關系線電壓與相電壓之間的關系U UB B120120120120 120 120ACCACBBCBAABUUUUUUUUU電壓等于兩電壓等于兩點電位之差點電位之差-U-UB B3030AABAAB330cos21UUUU可得 同理同理可得可得顯然，電源顯然，電

14、源Y Y接時的三個線電壓也是接時的三個線電壓也是對稱對稱的！的！U UC C- -3030U UA A- -3030BBC3UUCCA3UU即，即，線電壓與相電壓的數量關系為線電壓與相電壓的數量關系為：相線UU3/13下面求下面求線電壓線電壓U UABAB 2 2、三角形連接、三角形連接 將將三相電源內每相繞組的三相電源內每相繞組的末端末端和另一組繞組的和另一組繞組的始端始端依次依次相連的連接方式，稱為三角形相連的連接方式，稱為三角形接法，用接法，用 表示表示。 三相三相電源作三角形連接時，電源作三角形連接時，線電壓就是相電壓，即：線電壓就是相電壓，即： 若若三相電動勢為對稱三相正弦電動勢，則

15、三角形閉合回路三相電動勢為對稱三相正弦電動勢，則三角形閉合回路的總電動勢等于零，即的總電動勢等于零，即： 三相三相發電機繞組一般不采用三角形接法而采用星形接法發電機繞組一般不采用三角形接法而采用星形接法。 三相三相變壓器繞組變壓器繞組有采用三角形接法。有采用三角形接法。相線UU0WVUEEEE/14三、三相三、三相負載負載 三相三相負載的連接也有星形連接（負載的連接也有星形連接（Y Y）與三角形連接（）與三角形連接（ ）兩）兩種種。 接接在三相電源上的負載統稱為三相負載。在三相電源上的負載統稱為三相負載。：三相電路中，阻抗大小相同，阻抗角也相：三相電路中，阻抗大小相同，阻抗角也相同的各相負載，

16、通常叫做同的各相負載，通常叫做對稱三相負載對稱三相負載。 在在一個三相電路中，如果三相電源和三相負載都是對稱的，一個三相電路中，如果三相電源和三相負載都是對稱的，則稱為則稱為，反之稱為不對稱三相電路，反之稱為不對稱三相電路。 1 1、三相負載的星形連接、三相負載的星形連接 將三相負載分別接在三將三相負載分別接在三相電源的相線和中線之間相電源的相線和中線之間的接法稱為的接法稱為，如圖所示。如圖所示。/15特點特點 每相負載兩端的電壓稱為負載每相負載兩端的電壓稱為負載的的相電壓相電壓，流過每相負載的電流稱，流過每相負載的電流稱為負載的為負載的相電流相電流。 流過相線的電流稱為流過相線的電流稱為線電

17、流線電流，相線與相線之間的電壓稱為相線與相線之間的電壓稱為線電壓線電壓。 負載為星形連接負載為星形連接時時正方向規定正方向規定，負載負載相電壓相電壓為為自相線指向自相線指向負載負載中性點中性點，相電流相電流的正方向與相電壓的正方向的正方向與相電壓的正方向一致，一致，線線電流電流的正方向為電源端指向負載的正方向為電源端指向負載端端，中線中線電流電流的正方向規定為由負的正方向規定為由負載中點指向電源中點載中點指向電源中點。 如果如果忽略輸電線上的電壓損失忽略輸電線上的電壓損失，負載，負載端的相電壓端的相電壓就等于電就等于電源的相電壓；負載端的源的相電壓；負載端的線電壓就線電壓就等于電源的線電壓等于

18、電源的線電壓。 因此因此，三相負載星形，三相負載星形連接連接時時，得到，得到如下結論：如下結論： 線電壓是相電壓的線電壓是相電壓的1.7321.732倍，線電壓倍，線電壓的相位仍的相位仍對應的相對應的相電壓電壓3030。 相電流與相電流與線電流相等線電流相等，即，即： 相線YY3UU相線YYII/16 負載負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據對對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據對稱性直接寫出稱性直接寫出。 中線中線的作用在于的作用在于： 保證保證在在Y Y形連接時，不對稱負載的相電壓對稱形連接時，不對稱負載的相電壓對稱。 為為保證各相負載正常工作，就不能讓中線斷開。保證各

19、相負載正常工作，就不能讓中線斷開。 因此，中線內因此，中線內不許接熔斷器或開關。不許接熔斷器或開關。負載對稱負載對稱時時，中性線中性線無無電流電流，可可省掉省掉中性線？中性線？0N 中線電流WVUIIII所以負載對稱時，所以負載對稱時，三相電流也對稱。三相電流也對稱。A AN NB BC CA A相負載相負載C C相負載相負載B B相負載相負載/17 2 2、三相、三相負載的三角形負載的三角形連接連接 把三相負載分別接在三把三相負載分別接在三相電源的每兩根端線之間，相電源的每兩根端線之間，就稱為三相負載的三角形（就稱為三相負載的三角形（ ）連接。三角形連接時的電壓、連接。三角形連接時的電壓、電

20、流電流參考方向參考方向如圖所示如圖所示。 在三角形連接中，由于在三角形連接中，由于各相負載是接在兩根相線之各相負載是接在兩根相線之間，因此，負載的相電壓就間，因此，負載的相電壓就是線電壓，即是線電壓，即：線線相相UU 根據根據基爾霍夫電流定律，可知，基爾霍夫電流定律，可知，線電流線電流為：為：)(WUUVUIII)(UVVWVIII)(VWWUWIII -IBCIAICA-IBIAB-IC303030向量圖畫法/18IABICA 由由相量圖可知相量圖可知： 所以所以，對于做三角形連接的對，對于做三角形連接的對稱負載來說，線電流與相電流的數稱負載來說，線電流與相電流的數量關系量關系為為 線線電流

21、的相位總是滯后與之對應電流的相位總是滯后與之對應的相電流的相電流3030。)(WUI)(WUUVUIIIUV UVU23cos3021IIIUVU3II 相線3II 三相三相負載接到三相電源中，應做負載接到三相電源中，應做 形還是形還是Y Y形連接，應根據形連接，應根據三相負載的額定電壓而定三相負載的額定電壓而定。 若若各相負載的額定電壓等于電源的線電壓，則應做各相負載的額定電壓等于電源的線電壓，則應做 形連接形連接； 若若各相負載的額定電壓是電源線電壓的各相負載的額定電壓是電源線電壓的 ，則應做，則應做Y Y形連接。形連接。3/1。相線3030 且落后相應的相電流且落后相應的相電流, ,3

22、3線電流線電流聯接時聯接時對稱負載對稱負載 : :結論結論II /19 三相三相電動機繞組可以聯結成星形，也可以聯結成電動機繞組可以聯結成星形，也可以聯結成三角形三角形，而照明負載一般都聯結成星形而照明負載一般都聯結成星形( (具有中性線具有中性線) )。 負載負載的額定電壓的額定電壓 = = 電源的線電壓電源的線電壓應作應作 聯結聯結 負載負載的額定電壓的額定電壓 = = 電源線電壓電源線電壓31應作應作 Y Y 聯結聯結/20例如：例如： 當當三相感應電動機電磁繞組的額定電壓為三相感應電動機電磁繞組的額定電壓為380V380V時，就應做時，就應做 連接；當電磁繞組的額定電壓為連接；當電磁繞

23、組的額定電壓為220V220V，就應做，就應做Y Y形連接。形連接。 又如大多又如大多照明燈具額定電壓都為照明燈具額定電壓都為220V220V，故照明電路一般應，故照明電路一般應接成接成Y Y形，如圖所示。形，如圖所示。/21解解: : 1 1、1) 1) 中性線未斷中性線未斷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 此時負載中性點此時負載中性點L L1 1V380,.V380,.0,31

24、33221211ULLUULLUUU間電壓間電壓短路/23L L1 1L L1 1 R1R1滅，滅，L L2 2 、 L L3 3相燈仍承受相燈仍承受220V220V電壓電壓, , 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、三相負載的四、三相負載的功率功率 在在三相交流電源中，三相負載消耗的總功率為三相交流電源中，三相負載消耗的總功率為各相負載各相

25、負載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為各相負載的相電壓，為各相負載的相電壓，I IU U、I IV V、I IW W為各相負載的相電流，為各相負載的相電流， 、 、 為為各相負載的功率因數各相負載的功率因數。 在在對稱三相電路中，對稱三相電路中，P P = 3 = 3U U相相I I相相coscos相相 = 3= 3P P相相 當當對稱負載作星形連接時，有功功率對稱負載作星形連接時，有功功率為為 當當對稱負載作三角形連接時，有功功率對稱負載作三角形連接時，有功功率為為 即即三相對稱負載不論是連成星形還是連成三角形，其總三相對稱負載不論

26、是連成星形還是連成三角形，其總有功功率均有功功率均為為 UVWUUUV VVWWW = + = cosI coscosPPPPU IUU IUcosVcosWcoscos3cos33cos3Y線線線線相相IUIUIUPcos3cos33cos3線線線線相相IUIUIUPcos3線線IUP 仍仍是負載是負載相相電壓與電壓與相相電流之間的電流之間的相位差，而相位差，而不是不是線線電電壓與壓與線線電電流間的流間的相位相位差差。 /26 由此可見由此可見，負載對稱時，負載對稱時，不論何種接法不論何種接法，求總功率的公式，求總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，我們可得到對稱三

27、相負載，我們可得到對稱三相負載無功功率無功功率和和視在功率視在功率的表達式：的表達式：cos3cos3線線相相IUIUPsin3sin3線線相相IUUIQ線線相相IUIUQPS3322/27 例例1 1：已知：已知三相對稱負載接在線電壓為三相對稱負載接在線電壓為380V380V的三相電源中。的三相電源中。若每相的電阻為若每相的電阻為6 6 ，感抗為，感抗為8 8 。試分別計算負載作星形連接。試分別計算負載作星形連接和三角形連接時的相電壓、線電壓和相電流和線電流及有功功和三角形連接時的相電壓、線電壓和相電流和線電流及有功功率。率。（1 1）負載作星形連接時：）負載作星形連接時：VU380線VUU

28、22033803線相AZUI2210220相相AII22相線22866222203cos3相相IUPYW871210862222LXRZ/28（2 2）負載作三角形連接時：負載作三角形連接時：VU380線10862222LXRZAZUI3810380相相AII663833相線22866383803cos3相相IUP W25992VUU380線相/29（3 3）兩種接法的比較：兩種接法的比較：32238Y相相II32266Y線線II3871225992YPP/30 有一三相電動機有一三相電動機, , 每相的等效電阻每相的等效電阻R R = 29= 29 , , 等效等效 感抗感抗X XL L=2

29、1.8=21.8 , , 試求下列兩種情況下電動機的相電流、試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結果： ( (1) 1) 繞組聯成星形接于繞組聯成星形接于U Ul l =380 V=380 V的三相電源上的三相電源上; ; (2) (2) 繞組聯成三角形接于繞組聯成三角形接于U Ul l =220 V=220 V的三相電源上。的三相電源上。解解: :(1)(1)A1 .6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322 llIUPWk2 . 38 . 01 . 6380

30、3 /31注：P代表相L代表線Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 llIUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)(2)A5 .103P IIl 比較比較(1), (2)(1), (2)的結果的結果: : 有的電動機有兩種有的電動機有兩種額定電壓額定電壓，如如220/380 V220/380 V。當電源電壓為當電源電壓為380 V380 V時，電動機時，電動機的繞組應聯結成星形；的繞組應聯結成星形；當電源電壓為當電源電壓為220 V220 V時，電動機時，電動機的繞組應聯結成三角形。的繞組應聯結成三角形。在三角形和星形兩種聯結法中在三角形和星形兩種聯結法中,

31、 , 相電壓、相電流相電壓、相電流以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯結情況下的線電流三角形聯結情況下的線電流比星形聯結情況下的線電流增大比星形聯結情況下的線電流增大 倍倍。3/321i11i12iPu+/33日光燈A605 . 0220407021 IA6046.25 A5 .464 .3021111 IIIA01220603011 IA01818. 8 V VU U . .設設 =220 =220 0 01i11i12iPu+/34 -60？，畫相量 列對數表達式 列對數表達式abarctan22barA=a + jb式中式中: :racosrbsin三層三層二層二層一層一層C

32、u+ 某大樓電燈發生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突某大樓電燈發生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？同時同時發現，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又發現，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因是什么原因？P P ( (2) 2) 當當P P處斷開時，二、三層樓的處斷開時，二、三層樓的燈串聯燈串聯接接380V 380V 電壓，所電壓，所以以亮亮度變暗，但一層樓的燈仍承受度變暗，但一層樓的燈仍承受220V220V電壓亮度不變。電壓亮度不變。 ( (3) 3) 因為因為三

33、樓燈多于二樓燈即三樓燈多于二樓燈即 , , 所以三樓燈所以三樓燈比二比二樓燈暗。樓燈暗。/350)(R R- -L L- -)9090(純純)90( 日光燈日光燈 （R R- -L L串聯電路）串聯電路）1cos0.30.2cos0cos0co1s0.90.7cos0.60.5cos/36五、提高功率因數的意義和五、提高功率因數的意義和方法方法 企業企業所用交流設備多數為感性所用交流設備多數為感性負載，如電動機，日光燈等，負載，如電動機，日光燈等，這是這是 的主要原因。的主要原因。 也就是說也就是說，電路中還有一部分能量并沒有消耗在負載上，電路中還有一部分能量并沒有消耗在負載上，而是與電源之間

34、反復進行交換而是與電源之間反復進行交換，這就是，這就是，它占用了電它占用了電源的部分源的部分。 1 1、提高功率因數的、提高功率因數的意義意義 充分利用電源設備的容量充分利用電源設備的容量 如果如果一個電源的額定電壓為一個電源的額定電壓為U UN N，額定電流為，額定電流為I IN N，那么它的額，那么它的額定容量即額定定容量即額定S SN N = = U UN NI IN N 設設電源容量為電源容量為S SN N = = 40kVA40kVA。 如果，如果， coscos=0.4=0.4，則，則帶帶40W40W的的熒光燈（熒光燈（coscos=0.4=0.4），），可可帶帶400400盞盞；

35、（；（1600/40)1600/40) 如果如果coscos = = 1 1，則，則帶帶40W40W的的白熾燈（白熾燈（ coscos = 1 = 1 ），可帶），可帶10001000盞。盞。cos1kWcosNN16IUPkWcosNN40IUP/37 減小供電線路的功率損耗減小供電線路的功率損耗 在在電源電源電壓一定電壓一定的情況下，對于的情況下，對于相同功率相同功率的負載，功率因的負載，功率因數越低，電流越大，供電線路上電壓降和功率損耗也越數越低，電流越大，供電線路上電壓降和功率損耗也越大。大。為什么？為什么？ 、提高功率因數的原則、提高功率因數的原則 必須必須保證原負載的保證原負載的工

36、作狀態不變。工作狀態不變。即即：加：加至負載上的電壓至負載上的電壓和負載的有功功率不變。和負載的有功功率不變。 3 3、提高、提高功率因數的方法功率因數的方法 提高自然功率因數提高自然功率因數 用電設備本身的功率因數又稱用電設備本身的功率因數又稱自然功率因數自然功率因數。( (費電費電) )cosUPI rIP2( (導線截面積導線截面積) )IS輸電線路輸電線路電阻電阻cos/38 合理合理選用電動機，使電動機的容量與被拖動的機械負載選用電動機，使電動機的容量與被拖動的機械負載配套，配套，避免避免“大馬拖小車大馬拖小車”的現象。的現象。應盡量應盡量不要讓電動機空轉不要讓電動機空轉；對于負載有

37、變化且經常處于輕；對于負載有變化且經常處于輕載運行狀態的電動機，在運行過程中，采用載運行狀態的電動機，在運行過程中，采用YY接線的自動接線的自動轉換，使電路的功率因數提高。轉換，使電路的功率因數提高。 并接電容器補償并接電容器補償 電容器電容器與感性負載并聯。與感性負載并聯。功率因數一般補償到功率因數一般補償到0.90.9以上即可以上即可，如果用過大的電容器，如果用過大的電容器，造成造成“過補償過補償”，反而會致使電路成為容性，降低功率因數。，反而會致使電路成為容性，降低功率因數。 /391cos不變不變感性支路感性支路的功率因數的功率因數不變不變感性支路感性支路的電流的電流1I(1) (1)

38、 電路的總電流電路的總電流 ，電路，電路總總功率因數功率因數I Icos電路電路總總視在功率視在功率S S1IIU1CI/40LI總并聯前后 例例：正弦電壓為：正弦電壓為50Hz50Hz，380V380V，感性，感性負載，吸收的有功功率負載，吸收的有功功率為為20kW20kW，功率因數，功率因數0.60.6。若使電路的功率因數提高到。若使電路的功率因數提高到0.90.9，求在負，求在負載的兩端并接的電容值。載的兩端并接的電容值。11cosUIP sinsin112IIIA72.871I6 .0cos113.531cosUIP I = 58.48 A9 .0cos84.25= 44.69 AUI

39、C2= 375 F解：解：U1I2II1O/41并聯電容后并聯電容后并聯電容前：并聯電容前：？第七節第七節 正弦正弦交流電路中的交流電路中的諧振諧振 在在同時含有同時含有L L 和和C C 的交流電路中，如果總電壓和總電流同的交流電路中，如果總電壓和總電流同相，稱電路處于相，稱電路處于諧振狀態諧振狀態。此時電路與電源之間不再有能量的。此時電路與電源之間不再有能量的交換，電路呈電阻性交換，電路呈電阻性。L L 與與 C C 串聯時串聯時 u u、i i 同相同相L L 與與 C C 并聯時并聯時 u u、i i 同相同相RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i 研究諧振的目的，就是一方面在生產上充

40、分研究諧振的目的，就是一方面在生產上充分利用諧振的特點，利用諧振的特點，( (如在無線電工程、電子測量如在無線電工程、電子測量技術等許多電路中應用技術等許多電路中應用) )。另一方面又要預防它。另一方面又要預防它所產生的危害。所產生的危害。由定義，諧振時：由定義，諧振時：0arctanRXXCL即即CLXX或：或：CLoo1 /42根據諧振條件根據諧振條件：可得諧振頻率可得諧振頻率為為 電路電路呈電阻性，能量全部被電阻消耗，呈電阻性，能量全部被電阻消耗， 和和 相互補償。相互補償。即電源與電路之間不發生能量互換。即電源與電路之間不發生能量互換。CLoo1 或：或：CfLf00212LC10 L

41、Cf 210 或或RXXRZCL 22)(當電源電壓一定時：當電源電壓一定時： RUII 0IU、0arctanRXXCLLQCQ/43當當 時：時： 電阻電壓電阻電壓：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。 所以所以串聯諧振又稱為串聯諧振又稱為電壓諧振。電壓諧振。電容、電感電壓：電容、電感電壓：CLUUU UC C 、U UL L將大于將大于電源電壓電源電壓U URX XCL有：有：UUU URCL由于由于UU UCL可能會擊穿線圈或電容可能會擊穿線圈或電容的的絕緣，絕緣， 因此因此在電力系統中一般應避免發生串聯諧

42、振，但在無線在電力系統中一般應避免發生串聯諧振，但在無線電工程上，又可利用這一特點達到選擇信號的作用。電工程上，又可利用這一特點達到選擇信號的作用。RCRLUUUUQCL001 令：令：表征串聯諧振電路的諧振表征串聯諧振電路的諧振質量。質量。QQUUUCL 有有：注意注意身不為零，而是電源電壓的身不為零，而是電源電壓的Q Q倍。倍。與與相互抵消，但其本相互抵消，但其本LUCU/44 為來自為來自3 3個不同電臺個不同電臺( (不同頻率不同頻率) )的的電動勢信號；電動勢信號； 又如串聯又如串聯諧振應用諧振應用舉例：接收機舉例：接收機的輸入電路的輸入電路如如 Q Q=100=100，U U=22

43、0V=220V，則，則在諧振時在諧振時22000VQUUUCLLUCUUUR1L：接收天線：接收天線LC：組成諧振電路：組成諧振電路1LLC電路圖電路圖321eee、調調C C，對所需信，對所需信號頻率產生串聯號頻率產生串聯諧振諧振等效電路等效電路CLR1e2e3e1f2f3f+ +- -CuQUUIICmax0最大最大則則/45已知：已知：16H0.3mRL、640kHz1f解：解：LC2ff110 204pF100.31064021323 C若要收聽若要收聽 節目，節目，C C 應配多大？應配多大？1eLfC2021則：則：當當 C C 調到調到 204 pF 204 pF 時，可收聽到時，可收聽到 的節目。的節目。1e(1)(1)CLR1e2e3e1f2f3f+ +- -Cu/46V21E已知：已知：120021 LfLXXCLV156CCIXU 信號在電路中產生的電流有多信號在電路中產生的電流有多大？在大？在 C C