电路功率因素题目求解

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远上寒山有人家
2020-12-22 · 知道合伙人教育行家
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中南工业大学电气自动化专业,工程硕士,从事电力运行工作近30年

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解:(1)设U(相量)=220∠0°V,则:

I1(相量)=U(相量)/(R1+jX1)=220∠0°/(10+10√3)=220∠0°/20∠60°=11∠-60°=5.5-j5.5√3(A)。

I2(相量)=U(相量)/(R2+jX2)=220∠0°/(5+5√3)=220∠0°/10∠60°=22∠-60°=11-j11√3(A)。

KCL:I(相量)=I1(相量)+I2(相量)=5.5-j5.5√3+11-j11√3=16.5-j16.5√3=33∠-60°(A)。及电流表读数为:I=33(A)。

φu=0°,φi=-60°,所以:φ=φu-φi=60°,所以功率因数:cosφ=cos60°=0.5。

(2)电路总的有功功率:P=UIcosφ=220×33×cos60°=3630(W)。

无功功率:Q=UIsinφ=220×33×sin60°=3630√3(var)。

补偿后,电路的有功功率不变,cosφ'=0.866,则:φ'=30°(欠补偿)或者φ'=-30°(过补偿)。

此时电路的无功功率为:Q'=P×tanφ'=3630×tan30°=1210√3(var)。——电路呈现感性。

或者:Q'=-1210√3(var)——即此时电路过补偿,向外部输出无功功率,电路呈现容性。

因此需要电容的补偿容量为:△Q=Q-Q'=3630√3-1210√3=2420√3(var)或者:△Q=3630√3-(-1210√3)=4840√3(var)。

因此电容的容抗为:Xc=U²/△Q=220²/2420√3=20/√3(Ω)或者:Xc=220²/4840√3=10/√3(Ω)。

根据Xc=1/(2πfC),C=1/(2×3.14×50×20/√3)=0.0002758(F)=275.8(μF)。

或者:C=1/(2×3.14×50×10/√3)=0.0005516(F)=551.6(μF)。

(3)根据:P=UIcosφ,其中U=220V不变,cosφ'=0.866,P=3630W不变。

所以:I=3630/(220×0.866)=11√3=19.05(A)。

即电流表读数降为原来的1/√3,为19.05A。

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