三相变压器的功率是多大?

如题所述

首先说电流:高压端电流不归我们管,只管低压就行,按1000KVA÷380V=2631.57A,但这是单相电计算方法,由于是三相电,同样功率电流小,小多少?小1.732倍,所以2631.58÷1.732=1519.4A,这就是变压器的最大承受电流。再说功率,如果变压器全部是电热(阻性)负载,按理论,就能带1000千瓦的负载。但实际根据电业局规定,最高负荷是满载的85%,也就是850KVA。若全部是电动机一类感性负载,一般就要打6折,也就是600千瓦的电动机负载,如果两种负载都有,那就打7折(700KW)或8折(800KW),那要看哪种负载占的比例多了。实际根据电业局规定,最高负荷不能超过850KVA。
讨论,为什么三相电流比单相电电流小1.732(根号下3)倍?可以这样理解:一个3千瓦的三相380伏的电热负载星接法,其实就是三个220伏1千瓦的电热负载用星接法连在一起而去掉没有电流的零线罢了。二者是等效的,完全相同的。220伏1千瓦的电热负载电流等于:1000W÷220V=4.545A,三个220伏1千瓦的电热负载电流等于4.545×3=13.64A。所以,一个3千瓦的三相380伏的电热负载星接法的电流应该为4.545A,和三个220伏1千瓦的电热负载单个负载的电流完全相等。我们计算一下:3000W÷380V=7.8947A,??怎么不等于4.545A?就是因为没有除1.732,7.8947A÷1.732=4.558A,这就对了。也可以这样算:3000W÷220V÷3=4.545A。因为380V比220V高了1.732倍,电压高了,功率不变,电流就小了,电压高1.732倍,电流就小1.732倍,这就是1.732的来历。
再讨论电动机为什么电流比电热负载大,这个问题分两说:一是效率问题。电动机铭牌标出的是机械功率,也就是转轴输出的功率,是扭矩与转速的乘积除以常数9550(为什么要除以9550?原来,9550=60(秒)乘以1000(千瓦)除以2π(圆周做功)。为什么这样算? 是因为:功率是以“千”瓦为单位,而扭矩和转速的乘积算出来的却是“瓦”,因此要有1000来平衡,而转速的单位是以每分钟为单位,而“瓦”却是每“秒”做功的焦耳数,因此必须有60,最后,扭矩是半径方向的力气大小,而实际电动机或内燃机动力输出都是圆周运动,半径和圆周长的关系是2π,所以还得有个2π,这就是9550的来历),实际耗电是电功率,它等于:电压与电流的乘积再乘功率因数(电流落后于电压相位角的余弦值),这本来就不是一回事。所有电动机都有一个效率问题,也就是不可能全部电能都变成机械能。一般的讲,电动机质量越好,效率越高。全铜线电机就比铝线电机效率高,定子和转子之间的间隙越小效率越高。用无氧铜绕成的电机比普通铜效率高,硅钢片的质量也有很大关系。总之,电动机发热越少,效率越高。
功率因数是怎么回事?电动机的电通路是漆包线绕在铁芯上,是有电感的,在交流电路中,纯电感电路中的电流要比电压落后90度的电角度。实际电路中,感抗占主要成分,这是因为变压器、电动机、电磁铁、接触器都是感性元件,会使功率因数(就是电流落后于电压实际角度的余弦值,用符号cosφ表示)降低,而功率因数降低会使有功功率P(就是实际利用的功率,等于电流和电压的乘积再乘以电流落后于电压实际角度的余弦值(cosφ、功率因数),单位是:瓦、W)变小,无功功率Q(就是负载和电源交换的虚功率。等于电流和电压的乘积再乘以电流落后于电压实际角度的正弦值(sinφ),单位:乏尔var)变大,视在功率S(就是变压器容量的功率。等于电流和电压的乘积。单位:伏安VA)变大,线路和主供变压器损耗变大。加上电动机的起动电流是运行电流的5至7倍,所以,如果负载全部是电动机,变压器的容量只能应用六折,电动机总功率要比变压器容量小得多。
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