носит активно-индуктивный характер). Здесь |
|
Лекция N 18
Несимметричные режимы в простейших характерных случаях (короткое замыкание и холостой ход) могут быть проанализированы на основе построения векторных диаграмм.
Рассмотрим
режимы обрыва и короткого замыкания фазы при соединении в звезду для трех- и четырехпроводной
систем. При этом будем проводить сопоставление с симметричным режимом работы цепи,
фазные напряжения и токи в которой будут базовыми. Для этой цепи (см. рис.1,а)
векторная диаграмма токов и напряжений приведена на рис. 1,б (принято, что нагрузка
носит активно-индуктивный характер). Здесь
.
При обрыве фазы А нагрузки приходим к векторной диаграмме на рис. 2.
В этом случае
.
При коротком замыкании фазы А (трехпроводная система) имеет место векторная
диаграмма на рис. 3. Из нее вытекает: 
; 
; 
; 
; 
.
При обрыве фазы А в четырехпроводной системе (нейтральный провод на рис.
1,а показан пунктиром, а вектор тока 
- пунктиром на рис. 1,б) 
; 
; 
.
Симметричный трехфазный приемник при соединении в треугольник и соответствующая этому случаю векторная диаграмма напряжений и токов приведены на рис. 4.
Здесь
при том же способе соединения фаз генератора 
; 
; 
; 
; 
; 
.
При
обрыве провода в фазе А-В нагрузки, как это видно из схемы на рис. 5, 
; 
,
при этом сами токи 
и 
в силу автономности режима работы фаз при соединении нагрузки в треугольник такие
же, как и в цепи на рис. 4,а. Таким образом,
; 
; 
.
Цепь при обрыве линейного провода А-А’ и соответствующая этому случаю векторная диаграмма приведены на рис.6.
Здесь
; 
; 
.
Мощность в трехфазных цепях
Мгновенная мощность трехфазного источника энергии равна сумме мгновенных мощностей его фаз:
.
Активная мощность генератора, определяемая как среднее за период значение мгновенной мощности, равна
.
Соответственно активная мощность трехфазного приемника с учетом потерь в сопротивлении нейтрального провода
,
реактивная
и полная
.
Суммарная активная мощность симметричной трехфазной системы
. | (1) |
Учитывая, что в симметричном режиме для звезды имеют место соотношения
и для треугольника -
на основании (1) для обоих способов соединения фаз получаем
,
где j - угол сдвига между фазными напряжением и током.
Аналогично
Докажем теперь указанное ранее свойство уравновешенности двухфазной системы Тесла и симметричной трехфазной системы.
1. Двухфазная система Тесла
В соответствии с рис. 7
| (2) |
. | (3) |
С учетом (2) и (3)
.
Таким образом, суммарная мгновенная мощность фаз есть величина постоянная, равная суммарной активной мощности источника.
2. Симметричная трехфазная цепь
Тогда
Отсюда
,
т.е. и для симметричной трехфазной цепи свойство уравновешенности доказано.
Измерение мощности в трехфазных цепях
Ниже рассмотрены практические схемы включения ваттметров для измерения мощности в трехфазных цепях.
1. Четырехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 8 схема называется схемой трех ваттметров.
Суммарная активная мощность цепи определяется как сумма показаний трех ваттметров
.
2. Четырехпроводная система, симметричный режим.
Если режим работы цепи симметричный, то для определения суммарной активной мощности достаточно ограничиться одним ваттметром (любым), включаемым по схеме на рис. 8. Тогда, например, при включении прибора в фазу А,
. | (4) |
3. Трехпроводная система, симметричный режим.
При отсутствии доступа к нейтральной точке последняя создается искусственно с
помощью включения трех дополнительных резисторов по схеме «звезда», как показано
на рис. 9 – схема ваттметра с искусственной нейтральной точкой. При этом
необходимо выполнение условия 
, где 
- собственное сопротивление обмотки ваттметра. Тогда суммарная активная мощность
трехфазной системы определяется согласно (4).
4. Трехпроводная система, симметричный режим; измерение реактивной мощности.
С помощью одного ваттметра при симметричном режиме работы цепи можно измерить ее реактивную мощность. В этом случае схема включения ваттметра будет иметь вид по рис. 10,а. Согласно векторной диаграмме на рис. 10,б измеряемая прибором мощность
.
Таким образом, суммарная реактивная мощность
.
5. Трехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 11 схема называется схемой двух ваттметров. В ней сумма показаний приборов равна суммарной активной мощности цепи.
.
Тогда
В заключение отметим, что если в схеме на рис. 11 имеет место симметричный режим работы, то на основании показаний приборов можно определить суммарную реактивную мощность цепи
. | (5) |
Литература
Контрольные вопросы и задачи
Ответ: 
.
Ответ: в два раза.
Ответ: 
.
соединена в звезду. Линейное напряжение 
.Определить показание ваттметра.
Ответ: 
.
. Определить показания ваттметров.
Ответ: 
.
Системы электропитания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики, промышленной электроники, средств связи, информационно-измерительной и вычислительной техники содержат, как правило, источник электропитания (первичный) и источник вторичного электропитания. В качестве источников электропитания используются электростанции, автономные электромашинные генераторы постоянного и переменного тока, химические источники (аккумуляторы и гальванические батареи), солнечные и атомные батареи, МГД-генераторы, термоэлектрические и термоэлектронные генераторы. Первичные источники в большинстве случаев не удовлетворяют требованиям со стороны потребителей или части потребителей электроэнергии по роду, величине и качеству вырабатываемого напряжения, по возможностям его стабилизации или регулирования. Основные функции источника вторичного электропитания, включаемого между источником электропитания и потребителями, состоит в однократном или многократном преобразовании тока – выпрямлении или инвертировании, изменении величины напряжении – трансформировании для переменного тока и конвертировании для постоянного, преобразовании частоты переменного тока, стабилизации и регулировании напряжения или тока, подавлении пульсаций и шумов выходного напряжения или тока – фильтрации. Причем источники вторичного электропитания могут выполнять одну из указанных функций или некоторую их комбинацию.
Статический трансформатор – устройство, предназначенное для изменения величины
переменного напряжения – является практически обязательным структурным элементом
источника вторичного электропитания. При наличии первичного источника, вырабатывающего
переменное напряжение, трансформатор достаточно часто включается в источник
вторичного электропитания в качестве входного элемента. В этом случае трансформатор
называется силовым, и его функциональное назначение заключается в преобразовании
входной системы переменного напряжения (однофазной или трехфазной) в одну или
несколько других систем переменных напряжений, используемых для питания соответствующих
потребителей постоянного и переменного тока. При этом выходные напряжения трансформатора
по величинам согласованы с требованиями со стороны потребителей. В системах
питания электронной аппаратуры применяются силовые трансформаторы малой мощности.
Они в большинстве случаев работают при низких напряжениях на обмотках (до 1
кВ), синусоидальной или близкой к синусоидальной форме преобразуемого напряжения
и частоте равной 50 Гц (частоте промышленной сети) или 400 Гц (стандартной частоте
автономных источников электропитания подвижных объектов).
|
|
| Расчет электрических цепей Бесплатная консультация юриста: временная регистрация граждан снг . Регистрация и перерегистрация. Цепи постоянного и переменного тока Изготовление пресс-форм в Китае: изготовление пресс форм . Ведущие полимерные выставки. Расчёт трёхфазных электрических цепей Законы Кирхгофа и расчёт резистивных электрических цепей Бесплатная консультация врача: медицина . Вся медицина Москвы. Расчёт магнитной цепи Расчёт электрического поля скрипт эротического видеочата Сборник заданий по ТОЭ Явление электромагнитной индукции и магнитные цепи Электрические цепи постоянного тока Электрические цепи переменного тока Баланс мощностей Граф электрической цепи Лекции по курсу основы электротехники |