Способы вычислений мощности трехфазной цепи
Вычисление величины полной мощности. Расчет полной мощности электрической цепи требует знания ее активной и реактивной составляющих, соотношение которых в любой схеме описывается треугольником мощностей.
Для вычисления активной (Р) и реактивной (Q) составляющих 3-х фазной цепи проводится суммирование их величин в каждой фазе по формулам:
IA, IВ, IС, UA, UВ, UС – вектора токов и напряжений в фазах, Φ – угол сдвига фаз векторов тока относительно напряжения.
Для симметричного режима работы схемы во всех фазах выполняется равенство мощностей. Поэтому общую величину мощности можно получить простым умножением фазной составляющей на количество фаз в системе:
Делаем замену фазных составляющих линейными по их соотношениям для схемы звезды: IЛ=IФ, UФ=UЛ/√3.
В результате получаем:
Заменяем фазные составляющие линейными для схемы треугольника по их соотношениям: IФ=IЛ/√3, UФ=UЛ.
Таким образом, получилось, что зависимость от вариантов соединения элементов цепи схемой γ либо Δ в 3-х фазной симметричной системе значения мощностей отсутствует. Они вычисляются по одним и тем же формулам:
Р=√3∙U∙I∙cosφ [Вт]; Q=√3∙U∙I∙sinφ [вар]; S=√(Р 2 +Q 2 ) [ВА].
Для данных выражений сложилось правило: подставлять линейные значения векторов U и I без указания их линейных индексов.
Способы измерений мощности В энергетике существует постоянная необходимость измерения электрических величин. Активная составляющая полной мощности замеряется ваттметром, а реактивная – варметром. Ваттметр работает по алгоритму, описанному формулой:
UW, IW – те вектора, которые подвели к клеммам прибору для замера активной составляющей.
Практика электрических измерений предлагает несколько вариантов подключения к электросети ваттметров. Они выбираются в зависимости от схемы выполненный коммутации нагрузок и ее характеристик.
В симметричной 3-х фазной системе достаточно включить один ваттметр в любую фазу для постоянного замера активной мощности с последующим утроением полученного результата по алгоритму Р=3W=3UФ∙IФ∙cosφ.
Однако, этот простой способ только ориентировочно оценивает замеряемые величины, имеет большие погрешности. Поэтому, он малоприемлем для выполнения замеров, требующих высокой точности и в решении коммерческих задач.
Более точные замеры активной составляющей для звезды с нейтральным проводом обеспечивает использование в измерении трех ваттметров.
Выполняемые отдельно в каждой фазе измерения обладают большей точностью. Сложение показателей всех трех ваттметров предоставляет информацию об активной мощности с минимальными погрешностями.
При несимметричной нагрузке в 3-х фазной сети без нейтрального провода применяется способ замера двумя ваттметрами.
Особенность замера состоит в том, что линейные/фазные токи в такой электрической цепи взаимосвязаны 1-м законом Кирхгофа, когда их сумма IА+IВ+IС=0. Если математически сложить показания обоих ваттметров и описать их математическими методами, то получим выражения:
В итоге, подтвердилось предположение, что два ваттметра замеряют активную мощность данной схемы при суммировании их показаний. На показания любого из них влияют характеристики и величины нагрузок.
Вид векторов напряжений и токов на комплексной плоскости для симметричной нагрузки демонстрирует диаграмма:
Из которой понятно, что для обеспечения показаний ваттметров используются выражения:
По результатам анализа данных формул достаточно несложно сделать следующие выводы:
1. При φ=0 создается равенство показаний обоих ваттметров, что весьма характерно для чистой активной нагрузки;
2. Когда 0≤φ≤90° (четверть активно-индуктивной нагрузки квадранта) показания 2-го ваттметра больше, чем первого (W2>W1). В этом же квадранте все показания у 1-го ваттметра приобретают отрицательную величину при значениях φ>60°;
3. В случае 0≥φ≥90° (четверть активно-емкостной нагрузки квадранта) показания 1-го ваттметра больше, чем второго (W1>W2). В этом же квадранте показания 2-го ваттметра приобретают отрицательную величину при значениях φ
© Forum220.ru | 2009 — 2015 | Теоретическая электротехника Размещение данных материалов на других веб-ресурсах возможно только при наличии обратной гиперссылки на сайт Forum220.ru
Определить показание ваттметра
Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.
Информация
Недавно просматривали 0 пользователей
- Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.
Популярные темы
Автор: dann
Создана 22 Марта
Автор: alexcsharkov
Создана 22 Марта
Автор: oparin.i-m
Создана 11 Июля 2023
Автор: Заря Алексей
Создана 17 Октября 2023
Автор: Тамбовский Волк
Создана 26 Марта
Автор: dann
Создана 22 Марта
Автор: Багаутдинов
Создана 12 Августа 2014
Автор: ДарьяЛ
Создана в понедельник в 06:59
Автор: Aleksandr2024
Создана 8 Марта
Автор: Тамбовский Волк
Создана 26 Марта
Автор: dann
Создана 22 Марта
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: Багаутдинов
Создана 12 Августа 2014
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: larina 38
Создана 1 Декабря 2021
Автор: Aleksandr2024
Создана 8 Марта
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012
Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2016
- Новости
- Метрология
- Стандартизация
- Законодательство
- Мероприятия
- Наука и техника
- Новости компаний
- Другие новости
© 2009 — 2024 Metrologu.ru
Трансформаторные подстанции высочайшего качества
Выясним, сколько ваттметров нужно включить для измерения активной мощности в трехфазной цепи при любом несимметричном режиме.
На рис. 32 прямоугольником условно показана сколь угодно сложная цепь, питаемая трехфазной линией с нейтральным проводом. Фазные напряжения на входе линии с нейтральным проводом всегда можно приписать трем источникам напряжения (показаны штриховой линией). Из этого следует, что для измерения активной мощности в трехфазной линии с нейтральным проводом нужно включить три ваттметра, как показано на рис. 32 (ваттметры измеряют активные мощности источников напряжения).
В цепи без нейтрального провода (рис. 33) линейные напряжения на входных выводах всегда можно рассматривать получающимися от двух источников напряжения, например, включенных так, как показано штриховой линией на рис. 33.
Следовательно, активная мощность передачи энергии по линии без нейтрального провода может быть измерена двумя ваттметрами. Следует иметь в виду, что возможны такие режимы работы цепи, при которых стрелка того или иного ваттметра отклоняется в обратную сторону, несмотря на правильное включение ваттметра в цепь. Тогда, чтобы сделать отсчет по шкале, нужно изменить подключение обмотки напряжения или обмотки тока соответствующего ваттметра на противоположное. Измеренную после этого мощность следует считать отрицательной. Пример подобного случая приводится ниже.
Выясним зависимость мощности, измеряемой каждым из ваттметров в схеме рис. 33, от сдвига фаз между напряжениями и токами в частном случае симметричного режима. На рис. 34 показана векторная диаграмма токов и напряжений. Линии, соединяющие центр тяжести треугольника напряжений с его вершинами, можно рассматривать как фазные напряжения эквивалентного приемника, соединенного звездой.
На основании схемы включения одноименных выводов ваттметров и руководствуясь векторной диаграммой, можно записать
Как следует из этих выражений, показания ваттметров одинаковы только при φ =0. При φ =60° получаем P2 =0, а при φ = -60° имеем P1 = 0. При φ >60° имеем P2 < 0, а при φ P1 < 0. При 
имеем P2 = — P1 . Таким образом, при | φ |>60° стрелка одного из ваттметров отклоняется в обратную сторону.
Лабораторная работа № 12 Тема: Измерение активной и реактивной мощности в трехфазных электрических цепях методом одного ваттметра.
Тема: Измерение активной и реактивной мощности в трехфазных электрических цепях методом одного ваттметра.
Цель: Научится измерять на опыте методом одного ваттметра
Приборы и оборудование:
1. Ваттметр ферродинамической системы WH -1200 Вт
3. Лабораторный стенд
4. Лабораторный автотрансформатор ЛАТР-2
Электрическая схема испытания
Краткие теоретические сведения
Метод применяется при измерении мощности в симметричных трехфазных цепях.Для измерения активной мощности обмотка напряжения ваттметра включается на фазное напряжение, а обмотка тока включается в провод какой-либо фазы. Для получения активной мощности всей трехфазной цепи необходимо показания ваттметра утроить: Р = ЗР .
Для измерения реактивной мощности обмотка напряжения ваттметра включается на линейное напряжение(штриховая линия). Для получения реактивной мощности всей трехфазной цепи необходимо показания ваттметра умножить на v 3: Q = V 3 P .
1. Ознакомиться с приборами, необходимыми для работы, записать их основные технические данные в таблицу 1.
2. Определить зажимы последовательных и параллельных обмоток ваттметра.
3. Соединить приборы по схеме, приведенной выше, и показать ее для проверки преподавателю.
4. Включить цепь по схеме для измерения активной мощности и измерить активную мощность по данным ваттметра Р . По показаниям определить Р всей цепи.
5. Включить цепь по схеме для измерения реактивной мощности (штриховая линия) и измерить реактивную мощность по данным ваттметра Р . По показаниям определить Q всей цепи.
6. Сравнить значение мощности по показаниям ваттметра, амперметра, вольтметра.
7. Вычислить погрешность.
 |
Наблюдения и расчеты записать в таблицу.
1. Наименование работы.
3. Приборы и оборудование .
4. Электрические схемы.
7. Расчетные формулы.
8. Вывод по работе и ответы на контрольные вопросы.
1. Что собой представляет предел измерения у электроизмерительных приборов?
2. Способ подключения ватметра?
Малиновский В.Н «Электрические измерения» М.: «Энергоиздат.» 1983-392с.