Измерение основных электрических величин: напряжения, тока, мощности, энергии
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
p>
где U и I - действующие значения линейных напряжения и тока.
Полная мощность приемника при несимметричной нагрузке определяется как |S| = |S1 + S2 + S3|, где S1, S2 и S3 - полные мощности фаз приемника.
При измерении активной мощности в трехфазной четырех-проводной цепи включают три ваттметра. Активная мощность приемника определяется суммой их показаний:
P=P1 +P2 + P3
Широко распространено измерение активной мощности в трехфазных цепях методом двух ваттметров. Этот метод используют только для трехпроводной цепи. На рисунке, в показана одна из возможных схем включения ваттметров W1 и W2. Сумма показаний ваттметров выражается как
UABIAcos(ABЭA) + UCBIccos(CBЭC) = P = ?W1 + ?W2
и представляет собой активную мощность трехфазного приемника.
При симметричной нагрузке эта сумма представляется в виде
Р = UIcos?,
где U и I - действующие значения линейных напряжения и тока; ? - сдвиг фаз между фазными напряжением Uф и током Iф.
Реактивную мощность измеряют по показаниям ваттметров, включенных по схемам рисунка, в. В этом случае реактивная мощность пропорциональна алгебраической разности показаний прибора:
UIcos(? + 30) - UIcos(? - 30) = UI sin? = Q/.
Измерение активной и реактивной энергии
Активную энергию в цепях однофазного переменного тока измеряют индукционными счетчиками, включаемыми в цепь по тем же схемам, что и ваттметры. Активная энергия выражается в ватт-секундах или киловатт-часах. Для измерения активной энергии в системах энергоснабжения широко применяют двух- и трехэлементные счетчики.
Понятие о коэффициенте мощности с.х. электроустановок. Зависимость коэффициента мощности от параметров и режима работы электроустановок. Способы его повышения
Для создания магнитного поля асинхронных двигателей, трансформаторов, других электромагнитных аппаратов и устройств переменного тока необходим реактивный ток Iа, который отличается от активного Iа тем, что его изменение происходит с некоторым отставанием от напряжения (на 90 при векторном изображении). После векторного сложения активного и реактивного токов получается вектор полного тока I, образующий некоторый угол с вектором напряжения. Этот угол обычно обозначают буквой ср, при этом cos?=Ia/I. Коэффициент мощности со? указывает долю активного тока в общем токе и, следовательно, долю активной мощности в кажущейся мощности токоприемника.
Коэффициент мощности на практике определяют измеряя активную и реактивную мощность, а чаще - измеряя активную и реактивную энергию при помощи соответствующих счетчиков.
При этом
, (1)
где Р - активная мощность, Вт; Q - реактивная мощность, вар.
Активная мощность трехфазного двигателя
.
Следовательно, полный ток
. (2)
Из уравнения (1) видно, что увеличение реактивной мощности Q или уменьшение активней Р при неизменной реактивной приводит к уменьшению cos?. Равенство (2) показывает, что при одной и той же передаваемой активной мощности полный ток увеличивается при снижении коэффициента мощности.
Увеличение полного тока приводит к необходимости увеличения площади сечения электрических проводов, мощности трансформаторов, повышению потерь энергии в них.
Повышение коэффициента мощности электрических установок предприятий - это часть общей проблемы экономии электрической энергии и материалов. Асинхронные двигатели потребляют 65...75% реактивной мощности сети. Их cos? при номинальной нагрузке находится в пределах 0,7...0,9, снижаясь с уменьшением нагрузки до 0,3...0,4 при их холостом ходе. Это объясняется тем, что реактивная мощность, потребляемая асинхронным двигателем, примерно одна и та же как при нагрузке, так и без нее.
Реактивная мощность больше у тихоходных двигателей, так как они имеют большие размеры, и у двигателей с фазным ротором из-за большего воздушного зазора и больших размеров. Следует помнить, что значение воздушного зазора сильно влияет на cos?, поэтому обтачивать ротор при ремонте недопустимо. При увеличении напряжения реактивная мощность растет.
Для повышения коэффициента мощности целесообразно проводить следующие мероприятия: правильно выбирать электродвигатели по мощности; в приводах большой мощности применять синхронные двигатели или асинхронные с большой номинальной частотой вращения; полностью использовать технологическое оборудование, обеспечивая номинальную загрузку электродвигателей; двигатели, постоянно загруженные менее чем на 40 %, заменять двигателями меньшей мощности; устранять работу асинхронных двигателей на холостом ходу при помощи автоматических ограничителей; переключать в звезду незагруженные двигатели, обмотки которых соединены треугольником (такое возможно у двигателей с номинальным напряжением 660/380 В); следить за уровнем напряжения, не допускать длительного его увеличения выше номинального.
В тех случаях, когда этими средствами не удается повысить cos? до требуемого, на предприятиях предусматривают специальные установки для искусственного повышения средневзвешенного cos?, состоящие из батарей специальных конденсаторов и пускорегулирующей аппаратуры.
Повышение коэффициента мощности путем подключения конденсаторов основано на том, что электрическая емкость представляет собой источник реактивной мощности: реактивный ток компенсируется ?/p>