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三相电的功率计算方法是什么?

三相电的功率分为有功功率、无功功率和视在功率,计算方法如下:

有功功率(P)

对称负载:在三相电路中,如果负载是对称的(即三相负载的电阻、电抗等参数相等),有功功率计算公式为 P=3U线I线cosφP = \sqrt{3}U_{线}I_{线}\cos\varphi

U线I线cosφ 。其中 U线U_{线} 是线电压(单位为伏特,V), I线I_{线} 是线电流(单位为安培,A), cosφ\cos\varphi 是功率因数,它反映了负载对电能利用的效率。例如,某三相电动机,线电压为380V,线电流为 20A,功率因数为 0.8,则其有功功率 P=3×380×20×0.810.53P = \sqrt{3}×380×20×0.8 \approx 10.53

×380×20×0.810.53(kW)。

不对称负载:当三相负载不对称时,需要分别计算各相的有功功率,然后将三相的有功功率相加,即 P=PA+PB+PCP = P_{A}+P_{B}+P_{C} ,其中 PA=UAIAcosφAP_{A}=U_{A}I_{A}\cos\varphi_{A}PB=UBIBcosφBP_{B}=U_{B}I_{B}\cos\varphi_{B}PC=UCICcosφCP_{C}=U_{C}I_{C}\cos\varphi_{C} 。这里 UAU_{A}UBU_{B}UCU_{C} 分别是A相、B相、C相的相电压, IAI_{A}IBI_{B}ICI_{C} 分别是A相、B相、C相的相电流, cosφA\cos\varphi_{A}cosφB\cos\varphi_{B}cosφC\cos\varphi_{C} 分别是A相、B相、C相的功率因数。

无功功率(Q)

对称负载:对于对称三相负载,无功功率计算公式为 Q=3U线I线sinφQ = \sqrt{3}U_{线}I_{线}\sin\varphi

U线I线sinφ ,其中 sinφ\sin\varphi 是与功率因数对应的正弦值,可由 sinφ=1cos2φ\sin\varphi = \sqrt{1 - \cos^{2}\varphi}

算出。例如上述例子中,已知 cosφ=0.8\cos\varphi = 0.8 ,则 sinφ=10.82=0.6\sin\varphi=\sqrt{1 - 0.8^{2}} = 0.6

=0.6 ,无功功率 Q=3×380×20×0.67.9Q = \sqrt{3}×380×20×0.6 \approx 7.9

×380×20×0.67.9(kvar)。无功功率用于建立磁场等,不对外做功,但对电力系统的稳定运行很重要。

不对称负载:同样先分别计算各相无功功率,再求和,即 Q=QA+QB+QCQ = Q_{A}+Q_{B}+Q_{C} ,其中 QA=UAIAsinφAQ_{A}=U_{A}I_{A}\sin\varphi_{A}QB=UBIBsinφBQ_{B}=U_{B}I_{B}\sin\varphi_{B}QC=UCICsinφCQ_{C}=U_{C}I_{C}\sin\varphi_{C}

视在功率(S)

对称负载:对称三相电路中,视在功率计算公式为 S=3U线I线S = \sqrt{3}U_{线}I_{线}

U线I线 ,单位是伏安(VA)或千伏安(kVA)。视在功率表示电源提供的总功率,包括有功功率和无功功率。例如,上述例子中视在功率 S=3×380×20=13.16S = \sqrt{3}×380×20 = 13.16

×380×20=13.16(kVA)。

不对称负载:对于不对称三相负载,视在功率 S=P2+Q2S=\sqrt{P^{2}+Q^{2}}

,这里的 PPQQ 分别是三相总的有功功率和无功功率。