电气设计知识一功率的计算方式

1、电气设计知识一功率的计算方式第一部分功率的计算 对于直流电路的功率计算比较简单， P=UI, 根据欧姆定律：P二UI=I2R=U2/RP-功率（W）对于交流电路的纯电阻负载，同样适合 . 但电路中不是纯电阻负载时，功率的计 算方式将有变化。一. 视在功率：1. 定义：电路的端电压和电流有效值的乘积， 称为视在功率 （ apparentpower ）。2. 特点：显然，只有电路完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率， 否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率） ，也就是说，视在功率不是电路实 际所消耗的功率。3. 单位：为以示区别，视在功率不用瓦特（W为单位，而用伏安（VA或千伏 安（K

2、VA为单位。二. 功率因数 在正弦交流电路中，有功功率一般小于视在功率，也就是说视在功率上打一个折扣才能等于平均功率，这个折扣就是 Cos，称为功率因数（powerfactor ），用 Cos表示。电路中电压与电流间的相位差角 ,称之为功率因数角。视在功率是怎样计算出来的：KVA是设备的输出容量，单位是VA或KVA既是该设备的视在功率S,三相视在功率计算公式为 S=3Up Ip，单位是：VA或KVA。三相电路的有功功率等于各相功率之和。三相有功功率各相有功功率分别为Pa二Uax la x CO aPb二Ub lb x CO bPc二UcX Ic x CO c 三相有功功率为 P=Pa+Pb+P

3、c=Ua la x COS& a+Ubx lb x COS& b+UcX Ic x CO c三相负载对称时：P=3UX I x CO单位是 W或KW交流纯电阻电路的功率计算如下：电阻消耗的功率在任一瞬时都是正值，即在 任一时刻都向电源吸取电能， 一周期内瞬时的平均值称为平均功率， 又称有功功率， 用P表示，单位为 W它等于电压的有效值和电流的有效值的乘积即：P=UI=I平方x R=U平方 R.实例：1)假设已知用电器的电压是220V,电流是0.5A，求用电器的功率？应用公式：P=UI, 220Vx 0.5A=110W 答：用电器的功率是：110W 2)假设已知三相高压电力变压器的视在功率是：8

4、00KVA求此变压器可承载多大负载？KVAx CO=800KVA 0.8=640KW答：三相高压电力变压器的视在功率是 800KVA时可承载640KW勺用电负载。三. 视在功率的意义 由于视在功率等于电路的端电压、电流有效值的乘积，而有效值能客观地反映 正弦量的大小和他的做功能力，因此这两个量的乘积反映了为确保电路能正常工作， 外电路需传给电路的能量或该电路的容量。由于电路中既存在电阻这样的耗能元件， 又存在电感、 电容这样的储能元件， 所以，外电路必须提供其正常工作所需的功率， 即平均功率或有功功率，同时应有一部分能量被贮存在电感、电容等元件中。这就 是视在功率大于平均功率的原因。只有这样电

5、路中的设备才能正常工作。若按平均 功率给电路提供电能是不能保证其正常工作的。因此，在实际中，通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的，用 视在功率来标示它的容量。另外，由于电感、电容等元件在一段时间之内储存的能 量将分别在其它时间段内释放掉，这部分能量可能会被电阻所吸收，也可能会提供 给外电路。所以，我们看到电路的瞬时功率有时为正有时为负。在交流电路中，我们将正弦交流电电路中电压有效值与电流有效值的乘积称为 视在功率，即 S=UI 视在功率不表示交流电路实际消耗的功率，只表示电路可能提供 的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。在整个RLC串联电路中吸收的瞬时功率为 ;P=Pr+Pc+

6、Pl=RI 平方 1+cos（2wt）-（wl-1/wc）I 平方 sin（2wt） 它是一个频率为 正弦电流或电压频率 2 倍的非正弦周期量。第一项始终是大于或等于零。是瞬时功 率的不可逆部分，为电路所吸收的功率，不再返回外部电路。第二项表明，电感和电容的瞬时功率反相，在能量交换过程中，彼此互补，电 感吸收或释放能量时。恰好是电容释放或吸收能量。彼此互补后的不足部分由外部 电路补充，可通过电路的U丄从如下几个方面反映正弦稳态电路的功率状态。1 .有功功率PP二Ulcos ,表示实际吸收的功率。单位用瓦特表示2. 无功功率QQ=UIsin,此能量在往复交换的过程中，没有消耗掉。单位用VAR表示

7、3. 视在功率SS=UI4. 称为功率因数角。是电压超前电流的相位差。 三视在功率的计算1.公式：S=U匸P+承中：S-视在功率（输入功率）,单位KVA千伏安）P- 有功率率（输出功率真正做功的功率），单位KW（千瓦）Q-无功率率（未做功转 换成其他能量的功率） , 单位 Kvr（ 千乏）P有功功率P=3U I CO =V3UICOS）S视在功率S=3U I =V3UI视在功率、 有功功率和无功功率构成一个直角三角形，我们称为功率三角形，因此S=yP2+Q2COS = P/SCO为功率因数，为相位角。CO功率因数是用电设备的一个重要技术指标。电路中的功率因数是由负载元件中包括的电阻与电抗的相对大小决定的一般负载的功率因数在0.70.9之间，有时会更低，功率因数低对系统运行有 一下不利影响： a. 电源设备的容量不能充分利用； b. 当负载吸取的有功功率和负载 电压一定时，功率因数越低，所需电流就越大。2.计算根据USS设计需要，每个工程需统计所有电源设备的容量：(1) .将马达，泵浦等设备的KW功率换算成视在功率S1(KVA)。(2) . 将整流机 (或凡是带电感的设备 )