电工初学者会正确计算负载功率吗？一篇文章彻底教会你

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上初中物理就学过P=UI这个计算电功率的公式，相信大家对这个公式都不陌生。
但这个最基本的公式不是适用所有电路的，一般情况下只适用于直流电路和交流纯电阻电路。直流电路不用说。交流纯电阻电路就是电能完全转化为内能的电路，如：白炽灯，电炉，电烤箱等。

白炽灯

电炉
其实正弦交流电路功率计算公式是P=UIcosφ（cosφ就是功率因数）φ为电压和电流的相位差，纯电阻电路φ=0，根据三角函数推出，cos0°=sin90°=1，所有，此公式可以简化为P=UI。
对于感性负载和容性负载来说，电压和电流就存在相位差，（纯感性负载电压超前电流90度,纯容性是电流超前电压90°）φ不为0，cosφ不等于1，所以就不能按P=UI来计算。
曾有初学电工的朋友问我，说一台3000瓦的三相电机，电流=功率/电压=3000/380=7.89A，为什么不对呢？

电机
这就涉及到三相功率的计算，P=UIcosφ是单相功率计算，三相功率计算公式是：P=3U相I相cosφ，这个公式中的电压和电流指的是相电压和相电流，但咱们平时所说的额定电压、额定电流指的是线电压和线电流。diangon.com这就要看负载的连接方式，当负载为对称的星形联接时线电压=√3相电压，线电流=相电流；当负载为对称的三角形联接时，线电压=相电压，线电流=√3相电流。所以无论对称负载是星形联接还是三角形联接，P=3U相I相cosφ都可演变为P=√3U线I线cosφ，再通过这个公式就可以计算出线电压和线电流。
对于三相异步电机功率的计算，还要考虑电机的效率，所以公式为：P=√3×U×I×COSΦ×η，例如计算3000瓦三相电机电流，（功率因数取0.86，效率取0.88的话）可代入公式，3000=√3×380×I×0.86×0.88，I=6.02A。
提高负载功率因数的几种方法
可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法：
提高自然因数的方法：
1). 恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。
2). 对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换）。
3). 避免电机或设备空载运行。
4). 合理配置变压器，恰当地选择其容量。
5). 调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。
6). 改善配电线路布局，避免曲折迂回等。
人工补偿法：
实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。一下为理论解释：
在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。
在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的电流滞后于电压90，而纯电容的电流则超前于电压90，电容中的电流与电感中的电流相差180，能相互抵消。
电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，如图1所示，将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，功率因数将提高。

并联电容器的补偿方法又可分为：
1．个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。
适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。
2．分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。
优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。
3．集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。
优点:是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。
实际中上述方法可同时使用。对较大容量机组进行就地无功补尝。

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