第二章基本概念
第二章基本概念 本章论述组成电力系统的各种能量形式以及电机中机 电能量转换的概念,讨论了直流传输与交流传输的基 本概念,阐述了交流电路中有功功率、无功功率、视 在功率及复数功率的概念。讨论了单相系统的缺陷与 三相系统的优点以及在对称三相系统中的单相分析法
本章论述组成电力系统的各种能量形式以及电机中机 电能量转换的概念,讨论了直流传输与交流传输的基 本概念,阐述了交流电路中有功功率、无功功率、视 在功率及复数功率的概念。讨论了单相系统的缺陷与 三相系统的优点以及在对称三相系统中的单相分析法
第一节电力与电能系统 动能(Kineticenergy)We=号Mo 位能(otentialy)me=Td6 电力系统中 的能量形式 磁场能(Magnetic field energy) 电场能(Electric field energy) 耗散能(Dissipative energy)W,=∫R[i)jdh 旋转电机中 同步机 的能量转换 异步机
电力系统中 的能量形式 动能(Kinetic energy) 1 2 2 W KE M 位能(Potential energy) r W T d PE 磁场能(Magnetic field energy) 1 2 2 mf W i L 电场能(Electric field energy) 1 2 2 W Cu ef 耗散能(Dissipative energy) 2 0 W R i t dt d 旋转电机中 的能量转换 同步机 异步机
第二节直流传输 电路中的电流 i= R 线路始端电压 R+r u=u2 +ir u2 R 负载所消耗的功率 p2=21 输电线始端功率 D =ui=uzi+i"r 输电系统的效率 7、 ui+ir山2+ir4
负载所消耗的功率 2 u i R 线路始端电压 电路中的电流 输电线始端功率 输电系统的效率 1 2 2 R r u u ir u R 2 2 p u i 2 p u i u i i r 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 u i u u u i i r u ir u
第三节交流传输 1,单相系统 2. 交流传输与功率方向 3对称三相系统 4.△联结的三相负载 5.、 单相分析法
1. 单相系统 2. 交流传输与功率方向 3. 对称三相系统 4. Δ 联结的三相负载 5. 单相分析法
单相系统 传输功率以两倍 电流电压具有正弦形式 u=u sin ot 角频率围绕平均功 i=i sin(ot-) 率UI cos中 波动 由电源输入该一端口网络的瞬时功率 p=UI cos-Ⅱcos(2ot-) =UI cos(1-cos2@t)-UI sinosin 2@t 定义有功 P=UI cosφ 和无功 Q≡II sin >p=P(1-cos2@t)-Qsin2@t 视在功率 S=UI=+=(UIcos)+(UIsin) 复功率 S=ji=U∠(0.-4)=1∠p=S(cos+jsin)=P+j0
电流电压具有正弦形式 由电源输入该一端口网络的瞬时功率 p cos cos(2 ) cos 1 cos 2 sin sin 2 UI UI t UI t UI t 传输功率 以两倍 角频率围绕平均功 率 波动 cos sin P UI Q UI 定义有功 和无功 视在功率 复功率 sin sin( ) m m u u t i i t UI cos p P t Q t 1 cos 2 sin 2 2 2 2 2 S UI P Q UI UI cos sin (cos sin ) u i S U I UI UI S j P jQ
注意: 1.有功功率P规定为的平均值,其物理意义是被传送的有用功率,它的大小与 功率因数相关。 2.无功功率O定义为的顶值,在线路上往返传送,平均值为零,所以是“无 用”功率。但它为建立电场和磁场所必需。 3.P和Q均可用物理量瓦(W)表示,但着重于Q代表“无效”功率,用无效伏 安来度量,因而单位用乏(Voltamperes reactive,var),千乏、兆乏表示。 4. 负荷以滞后功率因数运行时所吸收的无功功率为正,以超前功率因数运行时 所吸收的无功功率为负:发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为 正,以超前功率因数运行时所发出的无功功率为负
注意: 1. 有功功率P规定为p的平均值,其物理意义是被传送的有用功率,它的大小与 功率因数 相关。 2. 无功功率Q定义为 的顶值, 在线路上往返传送,平均值为零,所以是“无 用”功率。但它为建立电场和磁场所必需。 3. P和Q均可用物理量瓦(W)表示,但着重于Q代表“无效”功率,用无效伏 安来度量,因而单位用乏(Voltamperes reactive ,var),千乏、兆乏表示。 4. 负荷以滞后功率因数运行时所吸收的无功功率为正,以超前功率因数运行时 所吸收的无功功率为负;发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为 正,以超前功率因数运行时所发出的无功功率为负
二、交流传输与功率方向 P =UIcos8=U2I=P 在无有功损耗的情况下,送受两端功率相等 sin UU2si8
在无有功损耗的情况下,送受两端功率相等 1 1 2 2 P U I U I P cos 1 2 1 1 sin sin L L U U U IX P X
二、交流传输与功率方向 功率方向 P和Q的方向 方法是去求解EI先定义一个方向(电流方向),再 看P、Q的正负符号
功率方向 P和Q的方向 方法是去求解 先定义一个方向(电流方向),再 看P、Q的正负符号 * E I
例题 两电压源代表1#及2#同步机经过阻抗Z相联。已知 E1=220∠0 E2=220∠30y以及Z=0+5Q 试决定两机何者为发电机及何者为电动机?它们分别产 生或消耗多少有功功率和无功功率?联系阻抗吸收多少 有功功率和无功功率?
两电压源代表1#及2#同步机经过阻抗Z相联。已知 以及 试决定两机何者为发电机及何者为电动机?它们分别产 生或消耗多少有功功率和无功功率?联系阻抗吸收多少 有功功率和无功功率? E1 220 0 E V 2 220 30 Z j 0 5