无功功率与电压调整
第二节无功功率与电压调整
一、电压的作用
电压是衡量电能质量的一个重要标准，电压过高或过低都会对用户造成不良的影响。
比如：电压低的危害：
在电力系统中常见的用电设备为异步电动机，各种电热设备、照明以及家用电器。这些设备
与电压都保持着一定的关系，电动机的转矩是与其端电压的平方成正比，当电压下降时，转
矩也下降，如果电动机所拖的机械负荷的阻力矩(负荷)不变，随着电压的降低，电动机的转差增大，定子电流也随之增大，发热增加，绕组温度增高，加速绝缘老化。当电压再低时，电动机将停转。电压低了，照明灯发光不足，电炉冶炼时间长，降低效率。电压降低，会使网络中的功率损耗和能量损耗将加大，电压过低还可能危及电力系统运行稳定。
电压高的危害：
电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，电压高，加在设备上的电场变的强，使介质中的局
部产生放电，这是电老化。绝缘的老化分为电老化、热老化、环境老化。在超高压网络中还将增加电晕损耗等。
因此电力系统根据电压等级的不同，制定了各类用户的允许电压偏移。
1.35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%
2.10kV用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7%
3.380V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7%
4.220V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+5%- -10%。
事故后，考虑时间较短，事故又不经常发生，电压偏移容许比正常值再多5%。
二、系统中的无功功率的平衡
电力系统中，各种无功电源发出的无功功率应能满足系统负荷和电网损耗的需求。电力系统
对无功功率的要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于所需要的无功功率和网络的无功损耗，为了保证安全，应有一定的储备。
Q GC-Q LD-Q L=Q res Q G C为系统的无功电源之和；Q L D为系统无功负荷之和；Q L为网络无功损耗之和，这个损耗包含线路电抗的无功损耗，为正，线路的充电功率，为负。一般在110KV 电压等级及以上才计算这部分功率。
三、无功功率的产生和电压的关系
电力系统负荷中，都属于电感性负荷，这不可避免的要消耗无功功率，现在以几个典型
的无功负荷研究无功功率与电压的关系。
1?异步电动机
异步电动机是电力系统中的主要无功负荷，占了比较大的比重。根据异步电动机的等值电路，
列出它所消耗的无功功率为：
U 2 2
Q M二Q m I 2X -
X m
从以上公式看出，
Q m为励磁功率，根据公式看，它同电压平方成正比，但实际上，当电压较高时，由于饱和
影响，励磁电抗X m还将下降。所需的无功更多。Q二为漏抗所需的无功损耗，如果负载功
2R(^S)S二常数，当电压降低时，转差将增大，定子电流随之增大，相应地在漏抗中率不变，则P m = I
的无功损耗也要增大。综合这两部分无功功率的变化特点，可得异步电机的
无功功率与端电压的关系。从曲线图中看出,
B =0.6
在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减， 当电压明显地低于额定值时，无
功功率主要由漏抗中的无功损耗决定，随电压下降具有上升的性质。
2?变压器的无功损耗 变压器无功损耗包括励磁损耗和漏抗损耗。
Q LT *Q
Q T =V 2
B T （S
）2
X T
-
V S %S
（V N
）2
V
100
100S N V
励磁功率大致与电压平方成在正比， 当通过变压器的视在功率不变时，
漏抗中损耗的无功功
率与电压平方正反比，变压器的无功损耗电压特性也与异步电动机的相似。由于变压器的
I 。％、V S %数值比较大，变压器在额定情况下，消耗的无功功率的数值相当可观，因此变
压器空载运行也要消耗电能。
3?输电线路的无功损耗
输电线路用n 形等值电路表示，线路串联电抗中的无功功率损耗 .Q L 与所通过电流的平方
成正比即：，咋
V 12 V 22
线路电容的充电功率 AQ B 二-旦（y 2?V 22）
2
从线路的无功功率总损耗可以看出， 线路轻载时，线路的无功总损耗为负，
电路变为了无功
电源，这就是晚高峰过后，二滩电厂机组需深度进相运行的原因。
从以上几个典型的无功损耗元件的无功损耗特性可以看出，电压与无功成在一定的关系。 四、
系统中的无功电源
1. 发电机
B =0.8
jXm
R/S
线路的无功功率总损耗为
L Q L + L Q B =
R 2+Q ； V 1
X-”V 22)
jX s
发电机即是唯一的有功电源，又是最基本的无功功率电源，二滩电厂发电机在额定状态下可
以发出无功功率为：Q GN =S GN Si门和=P GN tg?n =266M VAR发电机不仅能发出无功,
也能吸收系统过剩的无功。现用于系统无功的调节。
2. 同步调相机
相当于空载运行的同步电动机，过励磁时，向系统提供感性无功，欠励磁时，从系统吸收感
性无功。
3. 静电电容器和静止补偿器
平方成正比，所以，在系统发生故障，电压比较低，系统需要无功功率时，电容器反而不能提供，调节性能差。
静止补偿器是由电容和电抗并联组成，调节性能比电容器好。
五、电压调节
电压的调整，一般采用就地调整，因为无功在线路上的传输会既增加电压损耗，又增加有功损耗。
电压的调压方式：逆调压、顺调压、常调压。
大负荷时升高电压、小负荷时降低电压，这种调压方式称为“逆调压”。
大负荷时允许电压低运行，但不能低于额定值的 2.5%;小负荷时允许电压高一些，但不超
过额定电压的7.5%，这种方式成为顺调压。
介于逆调压和顺调压之间的调压叫常调压，即在任何负荷下，中枢点电压保持为恒定的数值。
逆调压方式用于远距离，负荷波动大的中枢点，二滩属于此种。
顺调压方式用于离负荷中心近、或负荷波动小的中枢点。
实现电压调整的方法：
1. 发电机调压
改变发电机励磁电流的大小进行调压。
2. 改变变压的分接头进行调压
我们厂的主变压器和厂高变的高压侧都有分接头，能调整分接头进行调压。变压器调压是有
级调压，变化幅度比较大。分接头在高压侧。
变压器调压分为：有载调压和无载调压。
有载调压一种是本身就具有调压绕组，另一种在串并在主变压上，这相当于在路上串联了一
个附加电势。
3. 改变网络的无功功率分配
各电网点采用无功设备进行补偿。
4. 改变线路参数
在线路上串接入静电电容器，利用电容器的容抗补偿线路的感抗，使电压损耗中Q
X、，分量
减小，从而提高线路末端电压。未串前：
— PR QX 串后：％」R Q（X—X C）
V V 电容器向系统提供的无功功率
串联接入的电容器安装地点与负荷和电源的分布有关 ，地点选择的原则是：使沿线电压尽可
能均匀，各负荷点电压都在允许范围内
，电容的串接要根据网络来定
，对单电源线路，要求到
线路末端安装，这样可以使避免始端电压过高和通过电容器的短路电流过大 ，二滩属于此种，
对沿线有若干个负荷，安装在补偿前产生二分之一线路电压损耗之处 ?
补偿效果：线路上加上串补后线路末端电压可以提升
QX C
V
，串补一般用于 35KV 10KV 、 负荷波动大而
频繁、功率因数又很低的配电线路上，补偿所需要的容抗值 XC 和被补偿线路
串补，其作用在于提高输送容量和提高系统运行的稳定性。还有补偿度也不一致。 第三节有功功率和频率调整 一、 频率的作用
频率是衡量电能质量的另外一个重要指标，
工业中普遍应用的是异步电动机，
其、转速和输
出有功均与频率有关，频率的变化，影响到产品的质量，频率的变化也影响电子设备的精确 性。频率不光是影响工农业，
对电力系统的正常运行也是十分有害汽轮发电机在额定频率下
运行时效率最佳，频率偏高或偏低对叶片都由影响。电厂用的许多
如给排水、风机等在频
率降低时都要减小出力，降低效率。频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，无 功功率损耗增加，这些会使电力系统无功平衡和电压调整增加困难。 二、 频率的允许范围 由于系统中的负荷随时在变，
但电力是不能储存的， 发电机的电磁功率由于机械惯性，
频率
是不可能绝对平衡， 因此，电力系统中的频率是随时在变化， 为了满足用户的需要，频率的
变化有个允许范围，电力工业技术管理法规中规定的频率偏差范围为土 0.2~ ± 0.5H z , —些
工业发达国家系统频率偏移大致控制在不超过土 0.1 H z
三、 系统负荷的分类
电力系统的负荷时刻都在变化， 根据负荷的变化规律，系统负荷可以分为三种，第一种是变 化幅度小，变化周期较短。第二种是变化周期较长，属于此类负荷的主要有电炉，
电气机车
等。第三种是变化缓慢的持续变动负荷， 引起负荷变化的原因主要是工厂的作息制度、 人民 的生活规律等。
当然负荷的变化将引起频率的相应的变化。
第一种变化负荷引起的频率偏移将由发电机组的
调速器进行调整，这种调整通常称为频率的一次调整。 第二种负荷引起的频率变动仅靠调速 器的作用往往不能将频率偏移限制在容许范围之内， 这时必须有调频器参与频率调整，
这种
调整通常称为频率的二次调整。 四、 系统负荷的有功功率与频率的关系
当频率变化时，系统中的有功功率负荷也将发生变化， 系统中有功随频率的变化特性称为负
荷的静态频率特性。
根据所需的有功功率与频率的关系可将负荷分成以下几种：
1?与频率的变化无关的负荷，如照明、整流负荷。 2. 与频率的一次方成正比的负荷 3?与频率的二次方成正比的负荷 4. 与频率的更高次成正比的负荷。
整个系统的负荷功率与频率的关系可以用下式表示：
以上两式电压损耗之差为线路末端电压提高的数值
QX c
1~4之间。对超高压输电线路加上
原来的感抗值XL 之比k c
当频率偏离额定值不大时，负荷的静态频率特性常用一条直线近似表示。
-■■■P D
斜率K D 一
称为负荷的频率调节效应，由全系统各类负荷比重决定，不同系统或同
-f
一系统不同时刻 K D 值都不同，它是不能整定的。 五、发电机组的有功功率与频率的关系 当系统有功功率平衡遭到破坏，
引起频率变化，原动机的调速系统将自动改变原动机的进水
量，相应增加或减少发电机出力，这种有功出力同频率之间的关系称为调速器的功率 -频率
静态特性。 机组的静态调差系数
P 2 - P l P
上式与系统的负荷的频率调节效应公式互为倒数， 但区别在多了一个负号，原因是系统中的
有功功率是与频率成正比变化， 有功多了，频率自然升高。发电机的有功与频率正反比变化，
并且符号相反。
静态调差系数的倒数就是机组的单位调节功率。 由静态调差系数公式可以看出，
调差系数愈小，频率的偏移亦愈小，但是因受机组调速机构
的限制，调差系数的调整范围是有限的。通常水轮机组取 0.02~0.04。
六、电力系统的有功功率与频率调节关系
要确定电力系统的负荷变化引起的频率波动， 需要同时考虑负荷及发电机组两者的饿调节效 应。为简单起见只考虑一台机组和一个负荷的情况 ?把负荷和发电机的静态特性画在一张图
上。
△ PD
△ PG
△ PD0
r
i
a 2P DN
f f
.f N ,f N
P D - a 0 P DN ' a i P DN
fl f2
Pi(f)
P2(f)
A ————
CD
P2
PI
现假定系统负荷增加了厶PD0其特性曲线变为P2 (f),发电机组仍是原来的特性，那么新的稳态运行点将由P2(f) 和发电机组的静态特性的交点 B 决定，与此相应的系统频率为f2 ，由图可见，由于频率变化了△ f,且厶f=f2-f1<0
此时发电机的功率输出的增量
△PG=-g f
由于负荷的频率调节效应所产生的负荷功率变化为“
△PD=KD\ f
当频率下降时，△ PD是负的。故负荷功率的实际增量为：△PD+A PD0=A PD0+KDKf
它应同发电机组的功率增量相平衡，即
△PD+A PD0=^ PG △PD0=- ( KG+KD^ f=-k △f
根据上式可知: 系统负荷增加时, 在发电机组功率频率特性和负荷本身的调节效应共同作用下又达到了新的功率平衡, 即:一方面, 负荷增加, 频率下降,发电机按有差调节特性增加输出；另一方面负荷实际取用的功率也因频率的下降而有所减小。
根据图可知：发电机组已经满载运行，即运行到D点，在D点以后，发电机组的静态特性将
是一条与纵轴平行的直线，在这段KG=0当系统的负荷再增加时，由于发电机已没有可调
节的容量，不能再增加输出了，只有靠频率下降后负荷本身的调节效应的作用来取得新的平衡，但由于负荷的调节效应数值比较小，所以负荷增加所引起的频率下降就相当严重了。
七、电力系统的频率调整
1. 频率的一次调整
由发电机上所装调速器和系统负荷调节效应共同作用来调节。但由于它们的等值单位调节功率不能太大，即调差系数不能太小，并且一次调频适应范围小，经过他的调节不能保证频率偏移在允许范围内。
2. 频率的二次调整人为的手动进行调整。
八、频率调整和电压的关系电力系统中的有功功率和无功功率需求既同电压有关，也同频率有关，频率或电压的变化都将通过系统的负荷特性同时影响到有功功率和无功功率的平衡。
当系统频率下降时，系统的无功需求略有增加。频率高时，系统的无功需求略有减少。当电力网中的电压水平提高时，负荷所需的有功功率将要增加，电网中的损耗略有减少，系统总
的有功功率需求有所增加，如果有功电源不很充裕，将引起频率的下降当电压水平降低时，系统总的有功需求将要减少，从而导致频率的升高。
当系统由于有功不足和无功不足因而频率和电压都偏低时，应该首先解决有功功率平衡的问题因为频率的提高能减少无功功率的缺额，这对于调整电压是有利的，但如果首先去提高电压，就会扩大有功的缺额，导致频率更加下降，因而无助于改善系统的运行条件。
调频和调压的区别，全系统的频率是统一的，调频涉及整个系统，而无功功率平衡和电压调整则有可能按地区解决。
第四节、稳定分析把电力系统运行中受到微小的或大的扰动之后能否继续保持发电机间同步运行的问题，
称为电力系统稳定性问题。稳定性问题分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定。
静态稳定：电力系统在运行中受到微小扰动后，独立地恢复到它原来的运行状态的能力。暂态稳定：电力系统在正常运行时，受到一个大的扰动后，能从原来的运行状态，不失去同步地过度到新的运行状态，并在新运行状态下稳定运行。
系统稳定问题主要指系统内发电机的运行问题。发电机电磁功率为：
h
a PI
a' b" b
7T
/ 1 "
a" /J $ C PII
C'i b' /
△ 3
L
i 卜 1 F . 1 l\ △ 3
1 1 \ 1 1
1. 稳定分析
以a 、b 两个平衡点进行分析发电机的稳定问题：
在a 点运行时，假定系统受到某种微小的扰动， 使发电机的功角产生了一个微小的增量△ 3，
由原来的运行J.a 变到：a'。于是，电磁功率也相应地增加到
P a ，，从图中可以看到，正的功
角增量二廿-七产生正的电磁功率增量 厶巳=p a , —p 0，至于原动机的功率则与功角无 关，仍然保持FT = P 0不变，发电机电磁功率的变化，使转子上的转矩平衡受到破坏。由于
此时电磁功率大于原动机的功率， 转子上产生了制动性的不平衡转矩， 在此不平衡转矩作用 下，发电机转速开始下降，因而功角开始减小。经过衰减振荡后， 发电机恢复到原来的运行
点a ,如果在点a 运行时受扰动产生一个负值的角度增量
—.a ,, - :.a ，则电磁功率的增
量P e =Pa" -P o 也是负的，发电机将受到加速性的不平衡转矩作用而恢复到点 a 运行。所
以在点a 的运行是稳定的。
点b 运行的特性完全不同，正值的角度增量
，使电磁功率减小而产生负值的
电磁功率增量」P e 二R' -P °，于是，转子在加速性不平衡转矩作用下开始升速，使功角增 大。随着功角3的增大，电磁功率继续减小， 发电机转速继续增加。这样受端和送端的发电
机便不能继续保持同步运行，即失去了稳定。如果在点b 运行时受到微小扰动而获得一个负 值的角度增量.X.二茁，-、飞，则将 产生正值的电磁功率增量 厶巳=R ，，- P 0，发电机的工 作点，将由点b 过渡到点a ，由此
=EqU
S in 、 X
V 2
~2
X d -X q X d X q
sin2、
电流电压功率之间的关系及公式
电流、电压、功率的关系及公式 1、电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I2乘以R V=IR W=V2/R 电流=电压/电阻 功率=电压*电流*时间 2、电压V（伏特），电阻R（欧姆），电流强度I（安培），功率N（瓦 特）之间的关系是： V=IR， N=IV=I*I*R,或也可变形为:I=V/R,I=N/V等等. 但是必须注意,以上均是在直流(更准确的说,是直流稳态)电路情况下推导出来的!其它情况不适用. 如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系 电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 还有P=I2R P=IU R=U/I 最好用这两个；
3、如电动机电能转化为热能和机械能： 电流符号: I 符号名称: 安培（安） 单位: A 公式: 电流=电压/电阻 I＝U/R 单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安）1A（安）=1000mA（毫安）=1000000μA（微安） 单相电阻类电功率的计算公式= 电压U*电流I 单相电机类电功率的计算公式= 电压U*电流I*功率因数COSΦ三相电阻类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I（星形接法） = 3*相电压U*相电I（角形接法）三相电机类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ 星形电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P P=I2R 4、串联电路 P（电功率），U（电压），I（电流），W（电功），R（电阻），T（时
电力系统无功功率平衡与电压调整
电力系统无功功率平衡与电压调整 由于电力系统中节点很多，网络结构复杂，负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。要使各节点电压维持在额定值是不可能的。所以，电力系统调压的任务，就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内。 由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的，要想保持负荷端电压水平，就得向负荷供应所需要的无功功率。所以，电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。这是维持电力系统电压水平的必要条件。 一、无功功率负荷和无功功率损耗 1．无功功率负荷 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主要是异步电动机)所吸收的无功功率。一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。 2．电力系统中的无功损耗 (1)变压器的无功损耗。变压器的无功损耗包括两部分。一部分为励磁损耗，这种无功损耗占额定容量的百分数，基本上等于空载电流百分数0I ％，约为1％～2％。因此励 磁损耗为 0/100Ty TN Q I S V (Mvar)(5-1-1)
另一部分为绕组中的无功损耗。在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约 为10％这损耗可用式(6-2)求得 2(%)()100k TN TL Tz TN U S S Q S V (Mvar)(5-1-2) 式中，TN S 为变压器的额定容量(MVA)；TL S 为变压器的负荷功率(MVA)。 由发电厂到用户，中间要经过多级变压，虽然每台变压器的无功损耗只占每台变压器容量的百分之十几，但多级变压器无功损耗的总和可达用户无功负荷的75%～100％左右。 (2)电力线路的无功损耗。电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的无功损耗又称充电功率，与电力线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的无功损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此电力线路作为电力系统的一个元件，究竟是消耗容性还是感性无功功率，根据长线路运行分析理论，可作一个大致估计。对线路不长，长度不超过100km ，电压等级为220kV 电力线路，线路将消耗感性无功功率。对线路较长，其长度为300km 左右时，对220kV 电力线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容性无功功率，呈电阻性。大于300km 时，线路为电容性的。 二、系统综合负荷的电压静态特性 电力系统中某额定功率的用电设备实际吸收的有功功率和无功功率的大小是随电力网的电压变化而变的，尤其是无功功率受电压的影响很大。电力系统综合负荷的电压静态
电流与电压的关系向量图
用多功能电工表检验保护装置能否投入运行 发布时间：2007-1-22 10:50:20 浏览次数：20 古育文广东省梅县供电局（514011） 用负荷电流和工作电压检验是继电保护装置投入运行前的最后一次检查，对于某些保护装置是非常必要的，特别是在带有方向性的继电保护装置中，为了保护其动作正确，在投入运行前必须测量带负荷时的电流与电压的向量图，借此判断电流回路相序、相别及相位是否正确。通过多功能电工表可方便地实现上述功能，替换了以前用相位电压表法和瓦特表法两种繁琐的测量方法。下面结合实际谈谈如何用多功 能电工表来判断方向性的继电保护的接线是否正确。 在2002年10月28日我局所属的一个110kV变电所的电气设备进行电气试验， 经对试验结果进行分析、判断，发现110kV母线的B、C两相电压互感器内部绝 缘介质不良，严重威胁设备的安全运行。为了保证设备的安全运行，对这两相的电压互感器进行了更换。更换后，为了确保继电保护装置的动作正确，我们用多功能电工表（ST9040E型），进行了方向性继电保护装置的电流与电压的相位检查。 1测量方法 在测量前应先找出接入方向性的继电保护装置的电流、电压端子，在电压端子上用相序表检查所接入的电压互感器的二次接线相序应是正序（即是U A-U B-U C）。 然后用多功能电工表的电流测量钳钳住电流端子的A相电流线（假定电流端子接线正确），用多功能电工表的电压测量表笔依次与A、B、C三相的电压端子接触牢靠，将所测得的数据填入表1。用此法依次测量B、C相的电流与电压的相位值，所测得的数据也填入表1。
表1电流、电压和相位值 电压(V) 电流(A) 相位(°) I A=0.9I B=0.91I C=0.9 U A=60197316.873 U B=60.577.8195313.5 U=60 31776.3193 据上表的数据用AUTOCAD2002软件绘出电流向量图，见图1。 图1电流向量图(六角图) 2根据六角图判断接线 六角图作出后，根据测量时的功率的送受情况，判断接线是否正确。这对检验方向 保护，特别是差动保护接线是行之有效的。 功率的送受情况有以下四种： (1)有功与无功功率均从母线送往线路，电流向量应位于第I象限； (2)有功功率从母线送往线路，无功功率由线路送往母线，电流向量应位于第II象
无功功率平衡和的电压调整
电力系统的无功功率平衡和电压调整 1.输电线路传输无功功率的电压效应。负荷的无功功率――电压静特性。 2.电力系统的无功功率平衡 3. 电力系统的无功损耗。 4.电力系统的无功功率源。 5.电力系统调压方式有哪几种。 6.电力系统中无功功率分布对电压的影响。
1.输电线路传输无功功率的电压效应。负荷的无功功率――电压静特性。 如图7－1所示的简单输电线路。图中R ＋jX 为线路集中阻抗，输电线的电容不考虑。当线路末端的功率为r r jQ P +,这一功率将在线路上引起电压降。在高压电网中系统节点电压幅值的变化仅与无功功率的变化有关，且一节点的无功功率变化对其本身的电压变化影响最大。 当传输的负荷功率r r jQ P +通过阻抗时要产生电压降，电压降纵分量U ?和 横分量U δ和电压相量s U ,均示于图7－1（b ），我们已知 图7－1 简单输电线路 (a)等值电路；(b)相量图 =+r r r r r r U R Q X P U U X Q R P U －＝δ? 并可以近似地认为线路首端到末端的电压损耗为υ?。 从图7－1(b)，当已知r U ，r P ，r Q ，始端电压s U 可由下式求得（r U 作为参考相量）。
r R r Q X r P j r X r Q R r P r j S r R r Q X r P j r X r Q R r P r j r S U U U )s i n (c o s U U U U U +++=+?+++=++υδδυυδυ? ＝ 电压为110千伏以上的输电线路R< 1、欧姆定律： I=U/R U：电压，V； R：电阻，Ω； I：电流，A； 2、全电路欧姆定律： I=E/（R+r） I：电流，A； E：电源电动势，V； r：电源内阻，Ω； R：负载电阻，Ω 3、并联电路，总电流等于各个电阻上电流之和 I=I1+I2+…In 4、串联电路，总电流与各电流相等 I=I1=I2=I3=…=In 5、负载的功率 纯电阻有功功率P=UI → P=I2R（式中2为平方）U：电压，V； I：电流，A； P：有功功率，W； R：电阻 纯电感无功功率 Q=I2*Xl （式中2为平方） Q：无功功率，w； Xl：电感感抗，Ω I：电流，A 纯电容无功功率 Q=I2*Xc （式中2为平方） Q：无功功率，V； Xc：电容容抗，Ω I：电流，A 6、电功（电能） W=UIt W：电功，j； U：电压，V； I：电流，A； t：时间，s 7、交流电路瞬时值与最大 值的关系 I=Imax×sin(ωt+Φ) I：电流，A； Imax：最大电流，A； (ωt+Φ)：相位，其中Φ为 初相。 8、交流电路最大值与在效 值的关系 Imax=2的开平方×I I：电流，A； Imax：最大电流，A； 9、发电机绕组三角形联接 I线=3的开平方×I相 I线：线电流，A； I相：相电流，A； 10、发电机绕组的星形联接 I线=I相 I线：线电流，A； I相：相电流，A； 11、交流电的总功率 P=3的开平方×U线×I线 ×cosΦ P：总功率，w； U线：线电压，V； I线：线电流，A； Φ：初相角 12、变压器工作原理 U1/U2=N1/N2=I2/I1 U1、U2：一次、二次电 压，V； N1、N2：一次、二次线圈 圈数； I2、I1：二次、一次电流， A； 13、电阻、电感串联电路 I=U/Z Z=（R2+XL2）和的开平方 （式中2为平方） Z：总阻抗，Ω； I：电流，A； R：电阻，Ω； XL：感抗，Ω 14、电阻、电感、电容串联 电路 I=U/Z Z=[R2+（XL-Xc）2]和的开 平方（式中2为平方） Z：总阻抗，Ω； I：电流，A； R：电阻，Ω； XL：感抗，Ω； Xc：容抗，Ω 第二节无功功率与电压调整 一、电压的作用 电压是衡量电能质量的一个重要标准，电压过高或过低都会对用户造成不良的影响。 比如：电压低的危害： 在电力系统中常见的用电设备为异步电动机，各种电热设备、照明以及家用电器。这些设备 与电压都保持着一定的关系，电动机的转矩是与其端电压的平方成正比，当电压下降时，转 矩也下降，如果电动机所拖的机械负荷的阻力矩(负荷)不变，随着电压的降低，电动机的转差增大，定子电流也随之增大，发热增加，绕组温度增高，加速绝缘老化。当电压再低时，电动机将停转。电压低了，照明灯发光不足，电炉冶炼时间长，降低效率。电压降低，会使网络中的功率损耗和能量损耗将加大，电压过低还可能危及电力系统运行稳定。 电压高的危害： 电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，电压高，加在设备上的电场变的强，使介质中的局 部产生放电，这是电老化。绝缘的老化分为电老化、热老化、环境老化。在超高压网络中还将增加电晕损耗等。 因此电力系统根据电压等级的不同，制定了各类用户的允许电压偏移。 1.35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10% 2.10kV用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7% 3.380V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7% 4.220V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+5%- -10%。 事故后，考虑时间较短，事故又不经常发生，电压偏移容许比正常值再多5%。 二、系统中的无功功率的平衡 电力系统中，各种无功电源发出的无功功率应能满足系统负荷和电网损耗的需求。电力系统 对无功功率的要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于所需要的无功功率和网络的无功损耗，为了保证安全，应有一定的储备。 Q GC-Q LD-Q L=Q res Q G C为系统的无功电源之和；Q L D为系统无功负荷之和；Q L为网络无功损耗之和，这个损耗包含线路电抗的无功损耗，为正，线路的充电功率，为负。一般在110KV 电压等级及以上才计算这部分功率。 三、无功功率的产生和电压的关系 电力系统负荷中，都属于电感性负荷，这不可避免的要消耗无功功率，现在以几个典型 的无功负荷研究无功功率与电压的关系。 1?异步电动机 异步电动机是电力系统中的主要无功负荷，占了比较大的比重。根据异步电动机的等值电路， 列出它所消耗的无功功率为： U 2 2 Q M二Q m I 2X - X m 从以上公式看出， Q m为励磁功率，根据公式看，它同电压平方成正比，但实际上，当电压较高时，由于饱和 影响，励磁电抗X m还将下降。所需的无功更多。Q二为漏抗所需的无功损耗，如果负载功 2R(^S)S二常数，当电压降低时，转差将增大，定子电流随之增大，相应地在漏抗中率不变，则P m = I 的无功损耗也要增大。综合这两部分无功功率的变化特点，可得异步电机的 电力系统无功功率平衡与电压调整 由于电力系统中节点很多，网络结构复杂，负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。要使各节点电压维持在额定值是不可能的。所以，电力系统调压的任务，就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内。 由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的，要想保持负荷端电压水平，就得向负荷供应所需要的无功功率。所以，电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。这是维持电力系统电压水平的必要条件。 一、无功功率负荷和无功功率损耗 1．无功功率负荷 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主要是异步电动机)所吸收的无功功率。一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。 2．电力系统中的无功损耗 (1)变压器的无功损耗。变压器的无功损耗包括两部分。一部分为励磁损耗，这种无功损耗占额定容量的百分数，基本上等于空载电流百分数0I ％，约为 1％～2％。因此励磁损耗为 0/100Ty TN Q I S = (Mvar) (5-1-1) 另一部分为绕组中的无功损耗。在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约为10％这损耗可用式(6-2)求得 2(%)()100k TN TL Tz TN U S S Q S = (Mvar) (5-1-2) 式中，TN S 为变压器的额定容量(MVA)；TL S 为变压器的负荷功率(MVA)。 由发电厂到用户，中间要经过多级变压，虽然每台变压器的无功损耗只占每台变压器容量的百分之十几，但多级变压器无功损耗的总和可达用户无功负荷的75%～100％左右。 (2)电力线路的无功损耗。电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的无功损耗又称充电功率，与电力线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的无功损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此电力线路作为电力系统的一个元件，究竟是消耗容性还是感性无功功率，根据长线路运行分析理论，可作一个大致估计。对线路不长，长度不超过100km ，电压等级为220kV 电力线路，线路将消耗感性无功功率。对线路较长，其长度为300km 左右时，对220kV 电力线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容性无功功率，呈电阻性。大于300km 时，线路为电容性的。 二、系统综合负荷的电压静态特性 电力系统中某额定功率的用电设备实际吸收的有功功率和无功功率的大小是随电力网的电压变化而变的，尤其是无功功率受电压的影响很大。电力系统综 功率电压电流公式功率电压电流公式大全 1、欧姆定律： I=U/R U：电压，V； R：电阻，Ω； I：电流，A； 2、全电路欧姆定律： I=E/（R+r） I：电流，A； E：电源电动势，V； r：电源内阻，Ω； R：负载电阻，Ω 3、并联电路，总电流等于各个电阻上电流之和 I=I1+I2+…In 4、串联电路，总电流与各电流相等 I=I1=I2=I3=…=In 5、负载的功率 纯电阻有功功率P=UI → P=I2R（式中2为平方） U：电压，V； I：电流，A； P：有功功率，W； R：电阻 纯电感无功功率Q=I2*Xl（式中2为平方）Q：无功功率，w； Xl：电感感抗，Ω I：电流，A 纯电容无功功率Q=I2*Xc（式中2为平方）Q：无功功率，V； Xc：电容容抗，Ω I：电流，A 6、电功（电能） W=UIt W：电功，j； U：电压，V； I：电流，A； t：时间，s 7、交流电路瞬时值与最大值的关系 I=Imax×sin(ωt+Φ) I：电流，A； Imax：最大电流，A； (ωt+Φ)：相位，其中Φ为初相。 8、交流电路最大值与在效值的关系 Imax=2的开平方×I I：电流，A； Imax：最大电流，A； 9、发电机绕组三角形联接 I线=3的开平方×I相 I线：线电流，A； I相：相电流，A； 10、发电机绕组的星形联接 I线=I相 I线：线电流，A； I相：相电流，A； 11、交流电的总功率 P=3的开平方×U线×I线×cosΦ P：总功率，w； U线：线电压，V； I线：线电流，A； Φ：初相角 12、变压器工作原理 U1/U2=N1/N2=I2/I1 U1、U2：一次、二次电压，V； N1、N2：一次、二次线圈圈数； I2、I1：二次、一次电流，A； 13、电阻、电感串联电路 I=U/Z Z=（R2+XL2）和的开平方（式中2为平方） Z：总阻抗，Ω； I：电流，A； R：电阻，Ω； XL：感抗，Ω 14、电阻、电感、电容串联电路 I=U/Z Z=[R2+（XL-Xc）2]和的开平方（式中2为平方）Z：总阻抗，Ω； I：电流，A； R：电阻，Ω； XL：感抗，Ω； Xc：容抗，Ω 电流=电压/电阻 功率=电压*电流*时间 电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I的平方乘以R V=IR 电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I的平方乘以R V=IR W=V的平方除以R 电压V（伏特），电阻R（欧姆），电流强度I（安培），功率N（瓦特）之间的关系是： V=IR，N=IV =I*I*R, 或也可变形为:I=V/R,I=N/V等等.但是必须注意,以上均是在直流(更准确的说,是直流稳态)电路情况下推导出来的!其它情况不适用.如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系 电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 就记得这一些了，不知还有没有 还有P=I2R P=IU R=U/I 最好用这两个；如电动机电能转化为热能和机械能。电流 符号: I 符号名称: 安培（安） 单位: A 公式: 电流=电压/电阻 I＝U/R 单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安） 1A（安）=1000mA（毫安）=1000000μA（微安）单相电阻类电功率的计算公式= 电压U*电流I 单相电机类电功率的计算公式= 电压U*电流I*功率因数COSΦ 三相电阻类电功率的计算公式= *线电压U*线电流I （星形接法） = 3*相电压U*相电流I（角形接法） 三相电机类电功率的计算公式= *线电压U*线电流I*功率因数COSΦ（星形电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 就记得这一些了，不知还有没有 还有P=I2R ⑴串联电路 P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间） 电流处处相等 I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和 R=R1+R2 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 ⑵并联电路 总电流等于各处电流之和 I=I1+I2 各处电压相等 U1=U1=U 总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和R=R1R2÷（R1+R2） 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 I1：I2=R2：R1 W1：W2=I1：I2=R2：R1 P1：P2=R2：R1=I1：I2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 电机转矩功率转速电压电流之间的关系及计算 公式 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】 电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式 电动机输出转矩： 使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。 转矩与功率及转速的关系：转矩(T)=9550*功率(P)/转速(n) 即:T=9550P/n—公式【1】 由此可推导出： 转矩=9550*功率/转速《＝＝＝》功率=转速*转矩/9550，即P=Tn/9550——公式 【2】 方程式中： P—功率的单位（kW）； n—转速的单位（r/min)； T—转矩的单位（N.m）； 9550是计算系数。 电机扭矩计算公式 T=9550P/n 是如何计算的呢？ 分析： 功率=力*速度即 P=F*V---————公式【3】 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) 推出F=T/R---——公式【4】 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---——公式【5】 将公式【4】、【5】代入公式【3】得： P=F*V=T/R*πR*n分/30 =π/30*T*n分 -----P=功率单位W， T=转矩单位N.m， n分=单位转/分钟 如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式： P*1000=π/30*T*n 30000/π*P=T*n30000/3.1415926*P=T*n9549.297*P=T*n 这就是为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数关系。。。 电动机转矩、转速、电压、电流之间的关系 由于电功率P=电压U*电流I，即 P=UI————公式【6】 由于公式【2】中的功率P的单位为kw，而电压U的单位是V，电流I的单位是A，而UI 乘积的单位是V.A，即w，所以将公式【6】代入到公式【2】中时，UI需要除以1000以统一单位。 则： P=Tn/9550=UI/1000————公式【7】 ＝＝》Tn/9.55=UI————公式【8】 ＝＝》T=9.55UI/n————公式【9】 ＝＝》U=Tn/9.55I————公式【10】 ＝＝》I=9.55U/Tn————公式【11】 方程式【7】、【8】、【9】、【10】、【11】中： P—功率的单位（kW）； 电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I的平方乘以R V=IR W=V的平方除以R 电流=电压/电阻 功率=电压*电流*时间 电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I的平方乘以R V=IR 电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I的平方乘以R V=IR W=V的平方除以R 电压V（伏特），电阻R（欧姆），电流强度I（安培），功率N（瓦特）之间的关系是：V=IR，N=IV =I*I*R, 或也可变形为:I=V/R,I=N/V等等.但是必须注意,以上均是在直流(更准确的说,是直流稳态)电路情况下推导出来的!其它情况不适用.如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系 电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 就记得这一些了，不知还有没有 还有P=I2R P=IU R=U/I 最好用这两个；如电动机电能转化为热能和机械能。电流 符号: I 符号名称: 安培（安） 单位: A 公式: 电流=电压/电阻I＝U/R 单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安） 1A（安）=1000mA（毫安）=1000000μA（微安）单相电阻类电功率的计算公式= 电压U*电流I 单相电机类电功率的计算公式= 电压U*电流I*功率因数COSΦ 三相电阻类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I （星形接法） = 3*相电压U*相电流I（角形接法） 三相电机类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ（星形电流= I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 就记得这一些了，不知还有没有 还有P=I2R ⑴串联电路P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间）电流处处相等I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和R=R1+R2 1 第六章 电力系统的无功功率和电压调整 6-1 电力系统总无功功率的平衡 一、 无功功率负荷和无功功率损耗 无功负荷：绝大部分是异步电动机 无功损耗：1. 变压器 ；2. 输电线路。 变压器中的无功功率损耗分为两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流0I 的百分值，约为%2~%1；绕组漏抗中损耗，在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约为%10。因此，对一台变压器或一级变压器的网络而言，变压器中的无功功率损耗并不大，满载时约为它额定容量的百分之十几。但对多级电压网络，变压器中的无功功率损耗就相当可观。 电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联导纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的这种损耗又称充电功率，与线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此，线路作为电力系统中的一个元件究竟消耗容性或感性无功功率就不能肯定。但可作一大致估计：当通过线路输送的有功功率大于自然功率（所谓自然功率是指负荷阻抗为波阻抗时该负荷所消耗的功率。）时，线路将消耗感性无功功率；当通过线路输送的有功功率小于自然功率时，线路将消耗容性无功功率。 二、电网中的无功电源 1. 发电机 同步发电机既是有功功率电源，又是最基本的无功功率电源。 2．电容器和调相机 并联电容器只能向系统供应感性无功功率。特点有：电容器所供应的感性无功与其端电压的平方成正比，电容器分组投切，非连续可调。 调相机实质上是只能发出无功功率的发电机。 3．静止补偿器和静止调相机 静止补偿器和静止调相机是分别与电容器和调相机相对应而又同属“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源。 电流电压电阻功率的关 系 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 电流、电压、电阻、功率的关系功率（瓦）=电流（安培）x电压（伏特）； 功率=电压*电流 12V*1A=12W 电流=电压/电阻 12V/40Ω= 电压/电流=电阻 功率符号P单位W 电压符号U单位V 电阻符号R单位Ω 电流符号I单位A 关系式 ⑴串联电路 P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间） 电流处处相等 I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和 R=R1+R2 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 ⑵并联电路 总电流等于各处电流之和 I=I1+I2 各处电压相等 U1=U2=U 总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R=（R1R2）/（R1+R2） 总电功等于各电功之和 W=W1+W2 I1：I2=R2：R1 W1：W2=I1：I2=R2：R1 P1：P2=R2：R1=I1：I2 总功率等于各功率之和 P=P1+P2 ⑶同一用电器的电功率 ①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方2．有关电路的公式 ⑴电阻 R ①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积） R=ρ×（L/S） ②电阻等于电压除以电流 R=U/I ③电阻等于电压平方除以电功率 R=U²/P ⑵电功 W 电功等于电流乘电压乘时间 W=UIT（普式公式） 电功等于电功率乘以时间 W=PT 电功等于电荷乘电压 W=QU 电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I²RT（纯电阻电路） 电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=U²T/R（同上） ⑶电功率 P ①电功率等于电压乘以电流 P=UI ②电功率等于电流平方乘以电阻 P=I²R（纯电阻电路） 第12章 电力系统的无功功率平衡及电压调整 上一章我们学习了电力系统正常、稳态运行状况的分析和计算。本章和下一章是上章的继续和发展。因这两章将阐述正常、稳态运行状况的优化和调整，亦即保证正常、稳态运行时的电能质量和经济性问题。 衡量电能质量的指标是频率和电压的偏移。频率偏移以Hz 表示，例如±0.2Hz 。电压偏移以百分数表示，例如±0.5%。衡量运行经济性的主要指标是比耗量和线损率。这些技术经济指标的优劣与系统中有功、无功功率的分配以及频率、电压的调整有关。而这两方面正分别是接下来两章中将讨论的主要容。 本章主要阐述电力系统中无功功率平衡和电力系统的电压调整两个问题。包括图12-1所示容。 图12-1 第12章结构图 Q -V ？ 么 什 为 怎样 调整？ 有 谁有关系？ 有什么关系？ 12-1 电力系统的无功功率平衡 电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功功率输出（简称无功出力）应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。为此，先对无功负荷、网络损耗和各种无功电源的特点作一些说明，并得到系统无功和电压特性图。 一无功负荷和无功损耗 大多数用电设备都要消耗无功功率。白炽灯和一些电热设备不消耗无功功率；同步电机可以消耗也可以发出无功功率；而用电设备中的异步电动机消耗的无功功率最大。未经补偿的综合负荷的自然功率因数一般为0.6~0.9，低值对应于异步电动机比例较高的负荷。这些在运行中要消耗无功功率的负荷，即为无功负荷。 无功损耗主要是指电力线路上的无功损耗和变压器的无功损耗。 1 无功负荷 异步电动机在电力系统负荷（特别是无功负荷）中占的比重很大。系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定，其等值电路如图12-2所示。其中Xσ为定子和转子漏抗，R为转子电阻，X m为励磁电抗，s为转差率。 电动机从电网中吸收的无功功率为： 步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f 模式或调整电位器等方法。 一、引言随着变频调速技术的发展，变频器调速已成为交流调速的主流，在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制，即变压变频（VVVF）方式调速，因此，变频器在使用前正确地设定其压频比，对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频率两项功能参数的比值决定，即基准电压/基准频率=压频比。基准电压与基准频率参数的设定，不仅与电动机的额定电压与额定频率有关（电机的压频比为电机的额定电压与额定频率之比），而且还必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电机在一般调速应用时，其基准电压与基准频率按出厂值设定（基准电压380V，基准频率50Hz），即满足使用要求。但对于某些行业使用的较特殊的电机，就必须根据实际情况重新设定基准电压与基准频率的参数。由于变频器使用说明书以及有关书籍中没有对这两个参数作详细介绍，因此正确的设定该参数对于不少使用者来说，并非很 【最新整理，下载后即可编辑】 电流、电压、功率的关系及公式 1、电流I，电压V，电阻R，功率W，频率F W=I2乘以R V=IR W=V2/R 电流=电压/电阻 功率=电压*电流*时间 2、电压V（伏特），电阻R（欧姆），电流强度I（安培），功率N（瓦特） 之间的关系是： V=IR， N=IV=I*I*R,或也可变形为:I=V/R,I=N/V等等. 但是必须注意,以上均是在直流(更准确的说,是直流稳态)电路情况下推导出来的!其它情况不适用. 如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系 电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 还有P=I2R P=IU R=U/I 最好用这两个； 3、如电动机电能转化为热能和机械能： 电流符号: I 符号名称: 安培（安） 单位: A 公式: 电流=电压/电阻 I＝U/R 单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安） 1A（安）=1000mA（毫安）=1000000μA（微安） 单相电阻类电功率的计算公式= 电压U*电流I 单相电机类电功率的计算公式= 电压U*电流I*功率因数COSΦ 三相电阻类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I（星形接法） = 3*相电压U*相电I（角形接法）三相电机类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ 星形电流=I，电压=U，电阻=R，功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P P=I2R 4、串联电路 P（电功率），U（电压），I（电流），W（电功），R（电阻），T（时间）电流处处相等： I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和： U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和： R=R1+R2 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和“ W=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和： P=P1+P2 5、并联电路 总电流等于各处电流之和： I=I1+I2 各处电压相等： U1=U1=U 总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和： 第二节 无功功率与电压调整 一、 电压的作用 电压是衡量电能质量的一个重要标准，电压过高或过低都会对用户造成不良的影响。 比如：电压低的危害： 在电力系统中常见的用电设备为异步电动机，各种电热设备、照明以及家用电器。这些设备与电压都保持着一定的关系，电动机的转矩是与其端电压的平方成正比，当电压下降时，转矩也下降，如果电动机所拖的机械负荷的阻力矩（负荷）不变，随着电压的降低，电动机的转差增大，定子电流也随之增大，发热增加，绕组温度增高，加速绝缘老化。当电压再低时，电动机将停转。电压低了，照明灯发光不足，电炉冶炼时间长，降低效率。电压降低，会使网络中的功率损耗和能量损耗将加大，电压过低还可能危及电力系统运行稳定。 电压高的危害： 电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，电压高，加在设备上的电场变的强，使介质中的局部产生放电，这是电老化。绝缘的老化分为电老化、热老化、环境老化。在超高压网络中还将增加电晕损耗等。 因此电力系统根据电压等级的不同，制定了各类用户的允许电压偏移。 1.35kV 及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。 2.10kV 用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的±7%。 3.380V 用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的±7%。 4.220V 用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+5%～-10%。 事故后，考虑时间较短，事故又不经常发生，电压偏移容许比正常值再多5%。 二、 系统中的无功功率的平衡 电力系统中，各种无功电源发出的无功功率应能满足系统负荷和电网损耗的需求。电力系统对无功功率的要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于所需要的无功功率和网络的无功损耗，为了保证安全，应有一定的储备。 Q GC -Q LD -Q L =Q res Q GC 为系统的无功电源之和；Q LD 为系统无功负荷之和；Q L 为网络无功损耗之和，这个损耗包含线路电抗的无功损耗，为正，线路的充电功率，为负。一般在110KV 电压等级及以上才计算这部分功率。 三、 无功功率的产生和电压的关系 电力系统负荷中，都属于电感性负荷，这不可避免的要消耗无功功率，现在以几个典型的无功负荷研究无功功率与电压的关系。 1.异步电动机 异步电动机是电力系统中的主要无功负荷，占了比较大的比重。根据异步电动机的等值电路，列出它所消耗的无功功率为： σσX I X U Q Q Q m m M 22 +=+= 从以上公式看出， m Q 为励磁功率，根据公式看，它同电压平方成正比，但实际上，当电压较高时，由于饱和影响，励磁电抗m X 还将下降。所需的无功更多。σQ 为漏抗所需的无功损耗，如果负载功率不变，则常数， =-=S S R I P m )1(2当电压降低时，转差将增大，定子电流随之增大，相应地在漏抗中的无功损耗也要增大。综合这两部分无功功率的变化特点，可得异步电机的 电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式 电动机输出转矩： 使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生 一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。 转矩与功率及转速的关系：转矩(T)=9550*功率(P)/转速(n) 即:T=9550P/n—公式【1】 由此可推导出： 转矩=9550*功率/转速《＝＝＝》功率=转速*转矩/9550，即P=Tn/9550——公式【2】 方程式中： P—功率的单位（kW）； n—转速的单位（r/min)； T—转矩的单位（N.m）； 9550是计算系数。 电机扭矩计算公式T=9550P/n 是如何计算的呢？ 分析： 功率=力*速度即P=F*V---————公式【3】转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) 推出F=T/R---——公式【4】 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---——公式【5】 将公式【4】、【5】代入公式【3】得： P=F*V=T/R*πR*n分/30 =π/30*T*n分 -----P=功率单位W， T=转矩单位N.m， n分=每分钟转速单位转/分钟 如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式： P*1000=π/30*T*n 30000/π*P=T*n 30000/3.1415926*P=T*n 9549.297*P=T*n 这就是为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数关系。。。 电动机转矩、转速、电压、电流之间的关系 由于电功率P=电压U*电流I，即 P=UI————公式【6】 由于公式【2】中的功率P的单位为kw，而电压U的单位是V，电流I的单位是A，而UI乘积的单位是V.A，即w，所以将公式【6】代入到公式【2】中时，UI需要除以1000以统一单位。 则： P=Tn/9550=UI/1000————公式【7】 电流、电压、电阻、功率的关系 功率（瓦）=电流（安培）x电压（伏特）； 功率=电压*电流12V*1A=12W 电流=电压/电阻12V/40Ω=0.300mA 电压/电流=电阻 功率符号P单位W 电压符号U单位V 电阻符号R单位Ω 电流符号I单位A 关系式 ⑴串联电路P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间）电流处处相等I1=I2=I 总电压等于各用电器两端电压之和U=U1+U2 总电阻等于各电阻之和R=R1+R2 U1：U2=R1：R2 总电功等于各电功之和W=W1+W2 W1：W2=R1：R2=U1：U2 P1：P2=R1：R2=U1：U2 总功率等于各功率之和P=P1+P2 ⑵并联电路 总电流等于各处电流之和I=I1+I2 各处电压相等U1=U2=U 总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和R=（R1R2）/（R1+R2） 总电功等于各电功之和W=W1+W2 I1：I2=R2：R1 W1：W2=I1：I2=R2：R1 P1：P2=R2：R1=I1：I2 总功率等于各功率之和P=P1+P2 ⑶同一用电器的电功率 ①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方Pe/Ps=(Ue/Us)的平方2．有关电路的公式 ⑴电阻R ①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积）R=ρ×（L/S） ②电阻等于电压除以电流R=U/I ③电阻等于电压平方除以电功率R=U²/P ⑵电功W 电功等于电流乘电压乘时间W=UIT（普式公式） 电功等于电功率乘以时间W=PT 电功等于电荷乘电压W=QU 电功等于电流平方乘电阻乘时间W=I²RT（纯电阻电路） 电功等于电压平方除以电阻再乘以时间W=U²T/R（同上） ⑶电功率P ①电功率等于电压乘以电流P=UI ②电功率等于电流平方乘以电阻P=I²R（纯电阻电路）功率电压电流公式 功率电压电流公式大全
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