常用的电参数

news2024/11/19 1:49:49

电参数根据电流的特点可以分为直流电参数和交流电参数，在电参数中有些是可以通过电参数表测得，有些参数则为通过测得的参数计算而来。

一、电参数

1.1 直接可测电参数

$u_i$ ——瞬时电压值

$i_i$ ——瞬时电流值

n——采样点数

f——频率

time——时间

其中，频率表示采样频率， $f=1/T$

1.2 间接可求电参数

	交流	直流
有效值（均方根值）	$U{_{RMS}}=\sqrt{\frac{1}{n}\int_{0}^{n}u_{i}^{2}dt}$	$I{_{RMS}}=\sqrt{\frac{1}{n}\int_{0}^{n}i_{i}^{2}dt}$
直流分量	$U_{DC}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}u_{i}$	$I_{DC}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}i_{i}$
交流分量	$U{_{AC}}=\sqrt{U{_{RMS}^{2}}-U{_{AC}^{2}}}$	$I{_{AC}}=\sqrt{I{_{RMS}^{2}}-I{_{AC}^{2}}}$
正峰值	$U_{pk+}=MAX(u_{i})$	$I_{pk+}=MAX(i_{i})$
负峰值	$U_{pk-}=MIN(u_{i})$	$I_{pk-}=MIN(i_{i})$
峰值	$U_{pk}=MAX(\left \| U_{pk+} \right \|,\left \|U_{pk-} \right \|)$	$I_{pk}=MAX(\left \| I_{pk+} \right \|,\left \|I_{pk-} \right \|)$
峰峰值	$U_{p-p}=U_{pk+}-U_{pk-}$	$I_{p-p}=I_{pk+}-I_{pk-}$
峰值因数	$U_{CF}=\frac{U_{pk}}{U_{RMS}}$	$I_{CF}=\frac{I_{pk}}{I_{RMS}}$

1.3 功率与效率

有功功率P

保持用电设备正常工作的功率

$P=UIcos\varphi=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}u_{i}i_{i}=\frac{1}{T}\int_{0}^{T}u(t)i(t)dt$ ，

其中U,I为有效值； $u_{i}i_{i}$ 为瞬时采样值； $u(t)i(t)$ 为连续值。

在直流电中，由于电流和电压方向相同 $\varphi=0$ ，因此功率直接为电压有效值和电流有效值的乘积；在单相电路中，有功功率等于电压有效值和功率因数的乘积；

三相电的电功率的计算公式_200KW三相四线制线路，需要多少A电源空开？ - 知乎

三相电中由于相之间角度为120°，所以三相电的电功率的计算公式：

$P=\sqrt{3}UIcos\varphi$

其中P有功功率，U电源的线电压，I线电流，cosφ功率因数。

在纯电阻电路cosφ是1，在感性负载为主的电力拖动cosφ取0.75，在以电解电度负载cosφ取0.6。知道了功率，电压和功率因数，我们就可以计算出设备的电流。

阻性负载：I=P/（1.732*U*cosφ）=200KW/1.732/380V/1 =304A

感性负载：I=P/（1.732*U*cosφ）=200KW/1.732/380V/0.75 =405A

电解电镀负载：I=P/（1.732*U*cosφ）=200KW/1.732/380V/0.6 =506A

通过上面计算，我们可以选择设备的开关了，那就是，

电加热类的负载开关选用： I=304*1.1=334A 查断路器选型手册，选用350A断路器。

感性负载：I=405*1.25=506A 查断路器选型手册，选用500A断路器。

电解电镀负载： I=506*1.1=557A 查断路器选型手册，选用630A断路器。

由于在采样电路中采集的数据均为离散数据，因此使用求和；当为连续点时，求和变为积分。

无功功率

不对外做功，用于电磁或电感充能的功率

$Q=UIsin\varphi$

视在功率

电压电流有效值的乘积

$S=UI$

功率因数

决定于电路元件参数和工作频率，线性电阻电路为1，纯电容/电感电路为0

$\lambda =cos\varphi =\frac{P}{S}$

电路传输效率

输出功率比上输入功率，交流输电由于

1.4 电能量和电量

二、关于电参数基础的理解

2.1、关于交直流的定义

直流：方向和大小保持不变，电流方向始终与电压相同，电荷流速不变，输出恒定。

交流：方向和大小随时间变化，电流方向可以与电压方向不同，电荷流速随时间变化，通常用频率表示，会出现周期性变化。

直流电和交流电之间的能量传输效率会受到电源电压、线路长度、线路阻抗等影响。

一般情况下，交流电能够更好地传输电力，因为交流电在传输过程中可以利用变压器进行电压变换，从而有效地减少电线的损耗和成本，并且通过调整频率可以改变电流和电压之间的相位差，进一步优化传输效率。

另外，直流电在较长距离的传输中会有比较大的能量损失，因为直流电线路上存在电流、电压不稳定等问题，这些问题难以通过直接的变压或调节频率来解决，因此相比之下，交流电在能量传输效率上更为优越。

2.2、有效值

根据电流的热效应来定义的，直流电中电流电压的方向相同直接进行积分就可以；在交流电中，让交流电和直流电分别通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相同，那么直流电的数值叫做这个交流电的有效值。上面表中有对应的量化。

2.3、直流分量与交流分量

直流分量：指信号中的直流成分，信号的直流分量就是信号的平均值，一个与时间无关的常数。直流分量是指频率为0的信号分量，信号的时间均值。求取：求和取平均、低通滤波器、FFT、f=0的分量、采样直流偏置、AD不接交流信号。零次谐波

交流分量：频率不为0的部分，值等于根号下有效值和直流分量的平方差。

2.4、谐波

参考链接：谐波_银河百科

光伏发电站谐波及间谐波相关概念详解

上面的百科已经介绍的非常全了

谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。谐波的频率必然也等于基波的频率的整数倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推。不管几次谐波，他们都是正弦波。可通过变频器系统的供电电源与其它设备的供电电源相互独立，或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器或者将变频器放入铁箱内，铁箱外壳接地来消除。