Материал: Высшего образования московский технологический институт

Поскольку I = иУ, соэср = С/У, эшср = В/У, получаем после подстановки в (2.10.9а)

14. 1   2   3   4   5   6   7   8   9

Мощности в цепях синусоидального тока: активная, реактивная, полная и комплексная. Треугольник мощностей. Коэффициент мощностиФормулы для определения полной, активной и реактивной мощностей записаны раньшеРассмотрим простой прием, позволяющий найти активную и реактивную мощности по комплексным напряжению и току. Для этого умножим комплекс напряжения на сопряженный комплекс тока Коэффициент мощности и пути его улучшения.Большинство современных потребителей электрической энергии имеют ин­дуктивный характер нагрузки, токи которой отстают по фазе от напряжения ис­точника. Активная мощность таких потребителей при заданных значениях тока и напряжения зависит от Следовательно, повышение коэффициента мощности приводит к уменьше­нию тока.Если обозначить сопротивление проводов линии   , то потери мощности в ней можно определить так:Таким образом, чем выше   потребителя, тем меньше потери мощности в линии и дешевле передача электроэнергии. Коэффициент мощности показывает, как используется номинальная мощность источника. Так, для питания приемника 1000 кВт при = 0,5 мощность генератора должна быть  кВА,а при = 1   = 1000 кВА.Следовательно, повышение увеличивает степень использования мощно­сти генераторов. Чтобы повысить экономичность энергетических устано­вок, принимают повышают – используют батареи конденсаторов, подключаемые параллельно индуктивной нагрузке (рис. 2.18 а).

Рис. 2.18Емкость конденсатора, необходимую для повышения   от существующего зна­чения   до требуемого   , можно определить по диаграмме (рис. 2.18 б, в). При построении векторной диаграммы в качестве исходного вектора принят вектор напряжения источника. Если нагрузка представляет собой индуктив­ный характер, то вектор тока   отстает от вектора напряжения на угол   . Актив­ная составляющая тока совпадает по направлению с напряжением, реак­тивная составляющая тока   отстает от него на 90° (рис. 2.18 б).

15. 
    Трехфазные цепи переменного тока и её электрические параметры (мгновенные, амплитудные действующие, средние значения электрических величин, фазное напряжение, линейное напряжение). Симметричные и несимметричные трехфазные системы ЭДС.
    

Система из трех ЭДС будет называться симметричной в том случае, если все три значения напряжений и токов фаз будут иметь одинаковые действующие значения, иметь сдвиг друг относительно друга на угол 2π/3 или 120 0.Несимметричной система будет называться в случае если действующие значения токов и напряжений не будут равны или угол сдвига фаз будет не равен 2π/3 или 120 0.

16. 
    Трехфазная система ЭДС. Последовательность фаз. Вращающееся магнитное поле
    

Трёхфазные цепи Трёхфазная система эдсТрёхфазная электрическая цепь может быть представлена как совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной и той же частоты, сдвинутых относительно друг друга на одну треть периода, т.е. на 

.

Принцип получения трёхфазной системы ЭДС показан на рис. 1.



Рис. 1. Принцип получения трёхфазной системы ЭДС

В равномерном магнитном поле с постоянной угловой скоростью ω вращаются три одинаковых, жестко скрепленных друг с другом, катушки. Плоскости катушек смещены в пространстве на 120° одна относительно другой. В каждой из катушек наводится синусоидальная ЭДС одинаковой амплитуды, но по фазе они сдвинуты на 120°.

17. 
    Соотношения между линейными и фазными напряжениями источника при соединении фаз приемника «звездой» и «треугольником». Мощности (активная, реактивная, полная) в симметричной трехфазной цепи. Векторные (топографические) диаграммы
    

При соединении фаз по схеме «звезда» линейное напряжение по модулю в  раз больше фазного напряжения, что следует из рисунка 4.7.Рисунок 4.7 – Соотношение между фазными и линейными токамипри соединении обмоток по схеме «звезда»В соответствии с этим, в четырехпроводной трехфазной цепи имеются два уровня напряжения, различающиеся в  раз (380/220 и 220/127), что позволяет использовать приемники с различным номинальным напряжением.Так как обмотка генератора, линейный провод и приемник, принадлежащие одной фазе, соединяются последовательно, то при соединении генератора «звездой» линейный ток равен фазному току IЛ=Iф. Комплексные величины линейных и фазных токов обозначаются İA, İB, İC.Ток в нейтральном проводе определяется по первому закону Кирхгофа:

İA+İB+İC-İ0=0

(4.1)

Таким образом, ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме фазных токов. При возникновении несимметрии токов в фазах нагрузки по нейтральному проводу протекает ток i0, амплитуда которого меньше амплитуды токов в линейных проводах. В соответствии с этим сечение нулевого провода принимают на ступень меньше сечения линейных проводов.В симметричной трехфазной системе при соединении фаз по схеме «звезда» действующие

фазные и линейные токи равны друг другу, а линейное напряжение в  раз больше фазного. Обмотки трехфазных генераторов на электростанциях всегда соединяют «звездой», что позволяет выполнять изоляцию обмоток на фазное напряжение.

При соединении фаз по схеме «треугольник» напряжение между началом и концом фазы – это напряжение между линейными проводами.

В симметричной трехфазной системе при соединении фаз нагрузки «треугольником» фазные и линейные напряжения равны друг другу, а линейный ток в  раз больше фазного.



Рисунок 4.8– Соотношение между фазными и линейными токами при

соединении по схеме «треугольник»

Преимуществом соединения фаз приемника «треугольником» является взаимная независимость фазных токов.

Таблица 4.1 – Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при различном соединении фаз для симметричной трехфазной цепи

Соединение Y	Соединение ∆

18. 
    Несимметричные трехфазные цепи. Соединение приемников «звездой» (трехпроводная и четырехпроводная цепи). Напряжение смещения нейтрали
    

Четырехпроводные трехфазные цепи (рисунок 4.4) используются при напряжениях до 1000 В во внутренних и наружных проводках стационарных объектов. При соединении обмоток генератора звездой концы фаз Х, Y, Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью). Концы фаз нагрузки x, y, z так же соединяются в нейтральной точке n. Начала фаз нагрузки (а, b, c) подключаются к началам фаз генератора (А, В, С).