 |
Коэфициент мощности, способы его повышения.
|
|
|
|
Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Коэффициент мощности
показывает, насколько рационально используется электрическая энергия. Чем ближе 
, тем лучше, так как больше удельный вес Р в S, а именно активная мощность Р и совершает полезную работу.
Для повышения 
существует два способа:
1. Естественный способ. Для повышения можно использовать потребители, которые не используют реактивную мощность (машины постоянного тока); асинхронные двигатели, соответствующие требуемой мощности, или специальные электрические машины (синхронные компенсаторы).
2. Искусственный способ (рис. 1.21). Для повышения нужно уменьшить угол сдвига фаз между током и напряжением либо к нагрузке, носящей активно-индуктивный характер, параллельно подключить батарею емкостей.
Рис. 1.21. Схема (а) и векторная диаграмма (б) при искусственном
увеличении коэффициента мощности (––– – до подключения С;
- - - – после подключения С)
Для цепи, показанной на рис. 1.21, а, имеем
, 
.
Так как 
, то 
.
Трехфазная система ЭДС. Фазные и линейные напряжения.
Совокупность трех синусоид смещенных относительно друг друга во времени на 1/3 периода(120град).
Источником трехфазной цепи явл синхронный генератор который состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.
Ротор представляет собой электромагнит питаемый постоянным током
Статор состоит из сердечника и трех групп катушек(фаз).
|
|
|
Напряжения ua,ub,uc фазное напряжение генератора измеряют между началом и концом фазы.
Фазное либо между линейным и нейтральным проводом uab,ubc,uca 
uл линейное напряжение генератора измеряется между началом двух фаз, либо между двумя линейными проводами.
Классификация и способы включения приемников в трехфазную сеть.
Приемники трехфазной цепи может быть:
1)трехфазными(двигатели, трансформаторы, 3-фазное оборудование).
2)Однофазными(бытовые, осветительные приборы прочее).
Звезда
Принимается когда наминальное напряжение потребителя соотвествует фазному напряжению источника.
2)Соединение треугольник
Применяется когда наминальное напряжение потребителя соотвествует линейному напряжению источника
Трехфазная сеть при соединении приемников по схеме «звезда».назначение нейтрального провода.
Соединение звезда может быть двух видов:
1)Четырехпроходная звезда или звезда с нейтральным проводом
Применяется при не симметричной нагрузке.
2)Звезда Четырехпроходная либо без нейтрального провода
Применяется при симметричной нагрузке.
UA,UB,UC-фазные напряжения источника
Ua,Ub,Uc-фазное напряжение потребителя
IA,IB,IC-линейны токи – токи проводящих проводов
Ia,Ib,Ic-фазные токи потребителя
Iл=Iср
Iа= 
Ib= 
Iа= 
14.Трехфазная цепь при соединении приемников по схеме «треугольник».Симметричный режим работы. 
Мощность трехфазной цепи.
Активная и реактивная мощности трехфазной цепи, как для любой сложной цепи, равны суммам соответствующих мощностей отдельных фаз:
где IA, UA, IB, UB, IC, UC – фазные значения токов и напряжений.
В симметричном режиме мощности отдельных фаз равны, а мощность всей цепи может быть получена путем умножения фазных мощностей на число фаз:
В полученных выражениях заменим фазные величины на линейные. Для схемы звезды верны соотношения Uф/Uл/√3, Iф=Iл, тогда получим:
|
|
|
Для схемы треугольника верны соотношения: Uф=Uл; Iф=Iл / √3, тогда получим:
Следовательно, независимо от схемы соединения (звезда или треугольник) для симметричной трехфазной цепи формулы для мощностей имеют одинаковый вид:
В приведенных формулах для мощностей трехфазной цепи подразумеваются линейные значения величин U и I, но индексы при их обозначениях не ставятся.
Активная мощность в электрической цепи измеряется прибором, называемым ваттметром, показания которого определяется по формуле:
где Uw, Iw - векторы напряжения и тока, подведенные к обмоткам прибора.
Для измерения активной мощности всей трехфазной цепи в зависимости от схемы соединения фаз нагрузки и ее характера применяются различные схемы включения измерительных приборов. Для измерения активной мощности симметричной трехфазной цепи применяется схема с одним ваттметром, который включается в одну из фаз и измеряет активную мощность только этой фазы. Активная мощность всей цепи получается путем умножения показания ваттметра на число фаз: P=3W=3UфIфcos(φ). Схема с одним ваттметром может быть использована только для ориентированной оценки мощности и неприменима для точных и коммерческих измерений.
При отсутствии нулевого провода линейные (фазные) ток связаны между собой уравнением 1-го закона Кирхгофа: IA+IB+IC=0. Сумма показаний двух ваттметров равна:
Таким образом, сумма показаний двух ваттметров равна активной трехфазной мощности, при этом показание каждого прибора в отдельности зависит не только величины нагрузки но и от ее характера.
На рис. 40.4 показана векторная диаграмма токов и напряжений для симметричной нагрузки. Из диаграммы следует, что показания отдельных ваттметров могут быть определены по формулам:
16.Переходные процессы в линейных электрических цепях, основные понятия,законы.
Переходный процесс возникает в электрической цепи призматического режима ее работы под воздействием выключений при включении и выключении источников,потребителей либо при аварийных режимах на участках цепи(ХХ и КЗ). Переходный процесс с индуктивностью либо емкостью не может протекать мгновенно,т.к.энергия магнитного поля индуктивности или электрического поля емкости не может изменяться скачком.Любое изменение в электрической цепи вызывает изменение режима работы,наз коммутацией.
|
|
|
Законы коммутации:1) Ток индуктивного элемента не может изменяться скачком. Il(-0)=Il(0)=Il(+0);2)Напряжение на емкостном элементе не может изменяться скачком Uc(-0)= Uc (0)= Uc (+0)
17.Переходные процессы в электрической цепи с индуктивным элементов.(рассмотреть на примере задачи)
Электромагнит постоянного тока имеет сопротивление R=11 Ом и индуктивность L=0,44 Гн. Напряжение источника U=220 В. Рассчитать сопротивление Rp реостата, шунтирующего обмотку электромагнита, при котором напряжение на обмотке в момент отключения электромагнита не превысит утроенного значения напряжения источника.
Решение. Установившееся значение тока электромагнита, включенного под напряжение, I=U/R=20 А. Электрическое состояние цепи при отключенном источнике напряжения характеризуется уравнением
0=(R+ Rp) i +L di/dt,
Решение которого i =Ae-(R+Rp)/L*t.
Поскольку ток в индуктивности не изменяется скачком, то в момент размыкания ключа(t=0) i (0)=20=Ae0, значит А=20, и ток в переходном режиме
i=20 e(R+Rp)/L*t А.
Напряжение на обмотке электромагнита
u Эм=Rp i =20Rpe-(R+Rp)/L*t В.
Сопротивление Rp расчитываем так, что бы в момент отключения (t=0) u ЭМ было больше либо равно 3U:
3U>=20 Rpe0; Rp<=660/20=30 Ом.
18. Переходные процессы в электрической цепи с емкостным элементом.(рассмотреть на примере задачи)
I.
Uc+UR=E
UR= i R
i c=C dUc/dt
Uc+RC dUc/dt =E
II.
Uc=Uсц+Uс дв
Uсц=E при dUc/dt =0
Uс дв=AlPt P-корень 1+RCP=0
P=-1/RC
Uс дв= Al-t/RC
|
|
|
