Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Измерение активной мощности и энергии в трехфазных цепях






     

    Как известно, независимо от характера нагрузки и схемы соедине­ний трехфазной системы активная мощность и энергия за время определяются выражениями:

    (9.9а)

    (9.9 б)

    где индекс «ф» обозначает фазные напряжения и токи.

    В симметричной трехфазной системе, в которой все фазные и линейные напряжения, токи и углы сдвига между фазными напряжениями и токами равны между собой, эти уравнения примут вид:

    (9.10 а)

    (9.11б)

    где - угол между фазными напряжениями и токами; индекс «л» обозначает линейные напряжения и токи.

     

    Рисунок 9.6 – Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи одним ваттметром при включении нагрузки звездой (а) и треугольником (б)

    В трехфазной системе независимо от схемы соединения нагруз­ки - треугольником или звездой - мгновенное значение мощно­сти системы равняется сумме мгновенных значений мощности отдельных фаз.

    На этом основании для схемы соединения нагрузки звездой (рис. 9.6, а) можно написать

    где - мгновенные значения фазных напряжений; - мгновенные значения фазных токов.

    На основании первого закона Кирхгофа можно в этом выражении исключить один из токов. Учитывая также, что , а уравнения для мгновенных значений мощно­сти можно представить в трех формах:

    К таким же выводам можно прийти и при включении нагрузки треугольником (рис. 9.6, б).

    Переходя от мгновенных значений активной мощности к средним, получим:

    (9.12 а)

    или

    (9.12 б)

    или

    (9.12 в)

    где и т. д., а также , и - действующие значе­ния линейных напряжений и токов; и т. д. - углы сдвига фаз между соответствующими токами и напряжениями.

    Из уравнений (9.9) - (9.12) видно, что для измерений мощности и энергии трехфазной системы могут быть применены один прибор (ваттметр или счетчик) два или три прибора.

    Метод одного прибора основывается на использовании выраже­ний (9.10) и применяется в симметричных трехфазных системах. При асимметричной системе, в которой значения токов и напряжений отдельных фаз не одинаковы, а также различаются углы сдвига фаз между векторами токов и напряжений, используется метод двух приборов. Наконец, в общем случае, в том числе и в четырехпроводной асимметричной системе на основании выражений (9.9), применяется метод трех приборов.

    В дальнейшем ограничимся рассмотрением только, методов измерения мощности, что дает также представление и о методах изме­рения энергии.

    Метод одного прибора. Если трехфазная система симметрична, а фазы нагрузки соединены звездой с доступной нулевой точкой, то однофазный ваттметр включают по схеме рис. 9.6, а и измеряют им мощность одной фазы. Для получения мощности всей системы показания ваттметра нужно утроить. Можно также измерить мощ­ность при соединений фаз нагрузки треугольником, но при условии включения последовательной обмотки ваттметра в одну из фаз (рис. 9.6, б).

    Если нагрузка включена треугольником или звездой с недоступ­ной нулевой точкой, то применяется включение ваттметра 1 с искус­ственной нулевой точкой (рис. 9.7, а), которая создается с помощью двух дополнительных резисторов с активным сопротивлением

    Рисунок 9.7 – Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи с искусственной нулевой точкой (а) и векторная диаграмма (б)

    и . При этом необходимо выполнить условие ( - сопротивление параллельной цепи ваттметра).

    На рис. 9.7, б показана векторная диаграмма, соответствующая схеме рис. 9.7, а. Напряжения , и на резисторах, образующих искусственную нулевую точку, можно рассматривать

    Рисунок 9.8 – Схемы включения двух ваттметров для измерения активной мощности трехфазной сети

    1 Для измерения энергии схема не применяется из-за большой индуктив­ности параллельной цепи счетчика.

    как фазные напряжения. Углы между фазными напряжениями и фазными токами нагрузки обозначены через . Поскольку углы между векторами и , а также между векторами и равны 30°, то угол между вектором напряжения, приложенного к параллельной цепи ваттметра, и вектором тока

    в последовательной обмотке также равен . Следовательно, ваттметр покажет мощность

    (9.13)

    Поскольку и то , т. е. ваттметр покажет мощность одной фазы. Для получения мощ­ности всей системы показание ваттметра нужно утроить. То же са­мое будет и при соединении на­грузки звездой.

    Метод двух приборов. Этот метод применяется в ассиметричных трехпроводных цепях трехфазного тока.

    На основе выражений (3.12а) - (3.12в) можно создать три варианта схем включения двух приборов, показанных на схеме рис. 9.8, а - в соответст­венно.

    Анализ работы схем двух ваттметров показывает, что в зависимости от характера нагрузки фаз знак показаний ваттметров может меняться. Следовательно, активная мощность трехфазной си­стемы должна определяться как алгебраическая сумма показаний обоих ваттметров.

    Метод трех приборов. Втом случае, когда несимметричная нагрузка включается звездой с нулевымпроводом, т. е. когда имеется асимметричная трехфазная четырехпроводная система, применяются три ваттметра, включенные по схеме рис. 9.9. При таком включе­ний каждый из ваттметров измеряет мощность одной фазы. Полная мощность системы определится как арифметическая сумма показа­ний ваттметров.

     


     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.