Лекция Введение. Основные понятия и определения. Измерения, результат измерения, погрешности измерения и их классификация, достоверность измерения
жүктеу/скачать 1.55 Mb. Pdf көрінісі
|
|
Измерение активной мощности и энергии в трехфазных цепях В трехфазной системе независимо от схемы соединения нагрузки треугольником или звездой (см. рисунок 10.2) мгновенное значение мощности р системы равняется сумме мгновенных значений мощности от- дельных фаз:p=p 1 +p 2 +p 3 Рисунок 10.2 - Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи одним ваттметром при включении нагрузки звездой (а) и треугольником (б) Для симметричной трехфазной системы, в которой все фазные и линейные напряжения, токи и углы фазового сдвига между напряжениями и токами равны между собой, эти уравнения примут вид: Р=3U ф I ф cos φ = cos φ Л = U n l a cos φ, W=3U ф I ф где: U л ,, I л — линейные напряжения и токи; cosφ— косинус угла фазового сдвига между током и напряжением в фазе нагрузки. При соединении нагрузки звездой (рис. 10.2, а) мгновенная мощность p = u AN i A + u BN i B + u CN i c , где u AN , u BN , u CN — мгновенные значения фазных напряжений; i A , i B , i c — мгновенные значения фазных токов. Учитывая что i A + i B + i C = 0 и U BС = = U BN — U CN ,, U AB = U AN - U BN и U СА = U CN — U AN , уравнение для мгновенного значения мощности трехфазной системы можно представить в трех формах: p= u AC i A -u BC i B ; p = u AB i A -u CB i c ; р = u BA i B - u CA i c . Из вышеприведенных уравнений видно, что для измерения мощности, а следовательно, и энергии трехфазной системы могут быть применены один 51 прибор, два прибора или три прибора. Метод одного прибора основывается на использовании выражений Р=3U ф I ф cos φ и применяется в симметричных трехфазных системах. В асимметричной системе, в которой значения токов, напряжений и углов фазового сдвига неодинаковы, используется метод двух приборов. Наконец, в самом общем случае, в том числе и в четырехпроводной асимметричной системе, применяется метод трех приборов. Рассмотрим методы 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 рисунка 10.2, а и измеряют мощность одной фазы. Для получения мощности всей системы показания ваттметра утраивают. Можно также измерить мощность при соединении фаз нагрузки треугольником, но при условии, что последовательную обмотку ваттметра можно включить в одну из фаз нагрузки (рисунок 10.2, б). Если нагрузка включена треугольником или звездой с недоступной нулевой точкой, то применяют включение ваттметра с искусственной нулевой точкой (см. рисунок 10.3, а), которая создается с помощью двух дополнительных резисторов с активным сопротивлением Ri и R.2. Рисунок 10.3 - Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи с ис- кусственной нулевой точкой (а) и векторная диаграмма (б) При этом необходимо чтобы R l =R 2 = Ru (Яи—сопротивление параллельной цепи ваттметра). На рисунке 10.3, б показана векторная диаграмма, соответствующая схеме рисунка 10.3, а. Напряжения U AN , V BN и U cw на параллельной обмотке и резисторах, образующих искусственную нулевую точку, равны фазным напряжениям, показание ваттметра Р=U AN I A cosφ. Поскольку ваттметр показывает мощность одной фазы, для получения мощности всей системы показание ваттметра нужно утроить. То же самое будет и при соединении нагрузки звездой. Для измерения энергии такая схема не применяется из-за большой индуктивности параллельной цепи счетчика. Метод двух приборов. Этот метод применяют в асимметричных трехпроводных цепях трехфазного тока. Имеется три варианта схемы включения 52 двух приборов (см. рисунок 10.4, а — в). Анализ работы ваттметров по этим схемам показывает, что в зависимости от характера нагрузки фаз знак показаний каждого из ваттметров может меняться. Активная мощность трехфазной системы в этом случае должна определяться как алгебраическая сумма показаний обоих ваттметров. Рисунок 10.4 - Схемы включения двух ваттметров для измерения активной мощности трехфазной сети Метод трех приборов. В этом случае когда несимметричная нагрузка включается звездой с нулевым проводом, т. е. когда имеется асимметричная трехфазная четырехпроводная система, применяют три ваттметра, включенные по схеме рисунка 10.5. При таком включении каждый из ваттметров измеряет мощность одной фазы. Полная мощность системы определяется как арифме- тическая сумма показаний ваттметров. Рисунок 10.5 - Схема измерения активной мощности тремя ваттметрами Методы одного, двух и трех приборов применяют главным образом в лабораторной практике. В промышленных условиях применяют двух- и трехфазные ваттметры и счетчики, которые представляют собой сочетание в одном приборе двух-(двухэлементные) или трех-(трехэлементные) однофазных измерительных механизма, имеющих общую подвижную часть, на которую действует суммарный вращающий момент всех элементов. 53 Рисунок 10.6 - Схема включения ваттметра (а) для измерения реактивной мощности в симметричной трехфазной сети и векторная диаграмма (б). жүктеу/скачать 1.55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|