Активная нагрузка в трехфазной сети

Оглавление:

Распределение нагрузки в трехфазной сети

Допустимый перекос фаз, причины возникновения и способы устранения

Что такое перекос фаз

Это явление, возникающее в трехфазных четырех- и пятипроводных электрических сетях с глухозаземленной нейтралью. Данное состояние сети отличается несимметрией токов и напряжений с разными амплитудами напряжений углами между ними.

Для лучшего понимания и большей наглядности процесса предлагаем сравнить векторные диаграммы напряжений трехфазных сетей. Диаграмма 1 отличается идеальной взаимосвязью линейных и фазных напряжений, на диаграмме 2 хорошо видна несимметрия напряжений сети, т. е. имеет место перекос фаз.

Причины возникновения

В большинстве случаев к этому аварийному режиму приводит неравномерное распределения нагрузки — когда одна или две фазы перегружены. В этом случае высокие токи потребления на них приводят к неизбежному увеличению напряжения на других фазах.

Нередко, причиной несимметрии напряжения сети является неполнофазный режим. опасный не только для нагрузок с питающим напряжением 220 В, но и для трехфазного оборудования. Так, отсутствие одной фазы в линии может привести к возрастанию токов в остальных.

Обрыв нулевого провода. Режим работы линии при отсутствии рабочего нуля (N) можно отнести к разряду неполнофазных. Нарушение соотношений токов нагрузки на в таких случаях неизбежно вызывает изменение фазных напряжений (Uф). Отклонения напряжений зависит от соотношения мощностей нагрузки по фазам. В некоторых случаях Uф может достигать линейных значений (380 В).

Замыкание одной из фаз с рабочей нейтралью («нулем») и несработка по каким-либо причинам автомата защиты (неисправность, большая длина участка линии между местом КЗ и автоматом и пр.). В этом случае также происходит увеличение Uф на других проводниках.

Способы устранения

Несомненно, лучшим способом предотвращения несимметрии напряжения является планирование равномерного распределения предполагаемой нагрузки по фазам сети еще на стадии проектирования электроустановки.

Для устранения возникшей несимметрии напряжения в ходе эксплуатации электрической сети производят замеры токов по фазам и перераспределением нагрузок (переключение с более загруженных на менее нагруженные фазы) добиваются равных токов потребления.

В быту для обеспечения допустимого напряжения питания отдельных приборов или их группы нередко используют однофазные стабилизаторы напряжения, в трехфазных сетях — соответственно, трехфазные устройства.

Однако, следует учитывать, что выравнивание значения Uф до допустимого с использованием трехфазного стабилизатора неизбежно сопровождается отклонением от нормы на других фазах.

Таким образом, можно говорить об эффективности его использования для предотвращения отклонения напряжения на одной (контролируемой) фазе, но его отклонение от нормы на других может стать вторичной причиной возникновения несимметрии напряжении.

Допустимый перекос фаз

Главным действующим документом, определяющим качество электроэнергии и регламентирующим нормы несимметрии напряжений является ГОСТ 13109-97 (п.п 5.5). Допустимое отклонение соотношений нагрузок, согласно требований СП 31-110 (9.5) — 15% в панелях ВРУ и 30% в распредщитах.

Информация

Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.

При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220.ru обязательна.

Как правильно распределить нагрузку по фазам?

Каждый владелец трехфазного ввода (380 В) обязан позаботиться о равномерной нагрузке на фазы, дабы избежать перегрузки одной из них. При неравномерном распределении на трехфазном вводе, напряжения на фазных проводах начинают различаться друг от друга, как в большую так и в меньшую сторону. На уровне однофазного питания (220 Вольт) это может повлечь за собой поломку электрических приборов, из-за повышенного напряжения 250-280 Вольт, или же пониженного 180-150 Вольт. Помимо этого в данном случае наблюдается завышенное потребление электроэнергии у нечувствительных к перекосу напряжений электрических приборов. В этой статье мы расскажем вам, как выполняется распределение нагрузки по фазам, предоставив краткую инструкцию со схемой и видео примером.

Что важно знать?

Данная диаграмма условно иллюстрирует трехфазную сеть:

Напряжение между фазами 380 вольт обозначено синим цветом. Зеленым цветом обозначено равномерное распределенное линейное напряжение. Красным — перекос напряжений.

Новым, трехфазным абонентам электросети в частном доме или квартире, при первом подключении, не стоит сильно надеяться на изначально равномерно распределенную нагрузку на вводной линии. Поскольку от одной линии могут быть запитаны несколько потребителей, а у них с распределением могут возникать проблемы.

Первым делом нужно выяснить напряжение между фазами, а также между L1-L3 и нулем, измерив их измерительным прибором. Если вы начали обзор нашего портала с этой статьи, рекомендуем также ознакомиться с инструкцией по использованию мультиметра .

Допустимые параметры отличия напряжений на вводном кабеле, в допустимом диапазоне отклонений, описанных в ПУЭ, до 30% от заявленных 380-400 В. В том случае, если разность больше допустимого параметра от нормативного документа, необходимо обратится в электроснабжающую организацию для принятия соответствующих мероприятий по восстановлению симметрии фаз. Более подробно о том, что такое перекос фаз в сети. можете узнать из нашей статьи.

Согласно договору между абонентом и РЭС (о пользовании электроэнергией), последние должны поставлять качественную электроэнергию в дома, с указанным фазным и линейным напряжением. Частота также должна соответствовать 50 Герц.

Правила распределения

При сборке распределительного щита и подключении нагрузок к вводу, необходимо токовыми клещами контролировать величину тока на L1, L2, L3 и напряжение на них. Это нужно для того, чтобы избежать перекоса и излишней перегрузки вводного кабеля.

При проектировании схемы проводки необходимо максимально одинаково подбирать предполагаемые группы потребителей и распределить их по фазам. К примеру, каждая группа розеток по комнатам в доме подключена к своему фазному проводу и сгруппирована таким образом, чтобы нагрузка на сеть была оптимальна. Таким же образом организовывают линии освещения, выполняя их распределение по разным фазным проводника и так далее: стиральная машина, печь, духовка, котел, бойлер.

На схеме ниже изображены рекомендации, которые позволят вам правильно распределить нагрузку по фазам в частном доме либо коттедже:

Также советуем просмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется пример сборки трехфазного электрощита:

Теперь вы знаете, как должно выполняться распределение нагрузки по фазам в частном доме и квартире. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!

Рекомендуем также прочитать:

Как распределить 15 кВт по фазам?

В квартиру вся мощность подается по одной фазе и здесь особо не приходится ломать голову, что и как подключить, а вот на частные дома как правило выдают 15 кВт по 3 фазам т.е. на каждую фазу нагрузка не должна превышать 5 кВт.

При такой схеме ошибка в распределении потребителей по фазам будет стоить вам постоянным срабатыванием вводного автомата. Такие случаи нередки и часто приходится перекраивать распределительный щиты и исправлять перекосы.

Смотрите так же:  Провода для наушников днс

Для правильного распределения нагрузки необходимо как минимум разнести основных (мощных) потребителей по трем фазам, а лучше вместе с разнесением проанализировать какие приборы будут часто работать совместно, а какие совместно с другими никогда не включаться.

К основным потребителям можно отнести приборы, которые обладают большой мощностью потребления и встречаются в каждом доме: варочная поверхность (до 7 кВт – 4 конфорки), духовой шкаф (3,5 кВт), (чайник, мультиварка, хлебопечка…) розетки над столешницей на кухне – до 3,5 кВт, сплит-система – 1,5-2 кВт, пылесос – 2 кВт, утюг – 2,4 кВт.

Вводной автомат трехполюсный 25 А, т.е. запитать варочную поверхность по одной фазе не получиться. Исходя из этого решаем данный вопрос покупкой варочной поверхности с возможностью подключения по 3 фазам и заводим ее на трехфазный дифференциальный 16 А автомат.

Наглядно приведу пример компоновки щита ВРУ для одноэтажного дома (100 м2, кухня, санузел, три спальни, зал). В доме целесообразно установить щит ВРУ на 36 модулей. На входе используем дифференциальный 3 фазный автомат 25 А/100 мА. Используем три модуля защиты от перенапряжения на 220 В. Номинал выше чем вводной автомат (32 А). Как говорилось выше варочная поверхность будет подключаться в сеть по 3 фазам. Для этого будет достаточно проложить к ней провод 5/2,5 мм2.
У нас основное потребление происходит на кухне. Учитывая, что одновременно используются розетки, находящиеся в зоне готовки (над столешницей) и духовой шкаф мы разносим их по разным фазам. Обычно пылесос и утюг включается в другое время отличное от времени готовки т.к. у хозяйки две руки поэтому розетки в остальных комнатах распределяем равномерно между фазами, а вот стиральную машину и бойлер подключаем к третьей фазе.
Стоит упомянуть, что свет лучше развести по разным фазам с целью резервирования.

12 комментариев

Вопрос как лучше распределить фазы. В гостевом доме две половины. По фазе на каждую половину или все три равномерно чтоб не было перекоса фаз. Какую систему резервирования электроснабжения применить в доме? Как распределить 15 кВт по фазам ?

31.05.2017 на 18:05

EROFORCE купить
EroForce — капсулы для потенции, которые оказывают
комплексное воздействие на мужской организм.
Это средство способно решить множество проблем, начиная с ослабления либидо и заканчивая полной импотенцией.
Препарат снова вернёт радость от
секса.
Капсулы Eroforce практически не
имеют аналогов по своему воздействию и обладают массой достоинств по сравнению с похожими средствами:
быстрый длительный эффект;

натуральный состав;
усиление либидо;
капсулы не просто маскируют, а излечивают и устраняют проблему полностью;
продлевают половой акт;
делают ощущения более
яркими;
не имеют противопоказаний;
удобны в применении. http://intouch.com.ua/

02.06.2017 на 14:07

Лучше играть в подкидного дурака, отвлекитесь немного) https://luckforfree.com/durak/podkidnoy/

07.06.2017 на 11:40

You really make it seem so easy along with your presentation but I in finding this topic to be actually something that I think I’d by no means understand. It sort of feels too complicated and extremely wide for me. I’m looking forward for your subsequent submit, I?¦ll try to get the dangle of it!

ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

Типовые задачи с решениями

1. К источнику трехфазной сети с линейным напряжением Uл = 380 В и частотой f = 50 Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда», с полным сопротивлением в фазе Z = 90 Ом и индуктивностью L = 180 мГн. Определить активную, реактивную и полную мощности, коэффициент мощности, действующие значения линейного тока и напряжения. построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Решение. Фазное напряжение

Фазный ток

Линейный ток

Реактивное сопротивление в фазе

Активное сопротивление в фазе

Коэффициент мощности катушки

Мощности, потребляемые нагрузкой:

активная

или

реактивная

полная

2. К четырехпроводной трехфазной сети с действующим значением линейного напряжения 220 В подключена неравномерная активная нагрузка с потребляемой мощностью в фазах РА = 3 кВт, РВ = 1,8 кВт, РС = 0,6 кВт. Определить действующее значение тока в нейтральном проводе.

Решение. Напряжение в каждой фазе Токи в фазах Ток в нейтральном проводе определяем из векторной диаграммы как сумму векторов фазных токов: Ответ:

3. К трехфазной четырехпроводной сети с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В и частотой f = 50 Гц подключен приемник энергии, соединенный по схеме «звезда». В фазу А включена катушка с индуктивностью L = 0,18 Гн и активным сопротивлением RA = 80 Ом, в фазу В – резистор сопротивлением RВ = 69 Ом, в фазу С – конденсатор емкостью С = 30 мкФ с последовательно соединенным резистором сопротивления RС = 40 Ом. Определить действующие значения линейных и фазных токов, полную потребляемую нагрузкой мощность.

Решение. Фазное напряжение

Полное сопротивление: в фазе Ав фазе Вв фазе С

в фазе Ав фазе Вв фазе С

в фазе Ав фазе Вв фазе С

Полная мощность нагрузки

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Схема соединения «звезда»

1. Три резистора, каждый сопротивлением R = 125 Ом, соединены по схеме «звезда» и включены в трехфазную четырехпроводную сеть. Ток каждой фазы I = 880 мА. Определить действующие значения фазного и линейного напряжений, линейного тока, полную потребляемую мощность нагрузки, построить векторную диаграмму токов и напряжений.

2. Определить действующие значения токов в каждой фазе, если в фазе А (из задачи1) сопротивление нагрузки увеличить в двое; линейное напряжение при этом остается прежним.

3. Потребитель, соединенный по схеме «звезда» (нагрузка равномерная), включен в трехфазную сеть переменного тока с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В. Коэффициент мощности нагрузки cosφ = 0,5 ток в фазе Iф = 22 А. Определить полное, активное и реактивное сопротивления потребителя в фазе, а также полную, активную и реактивную мощности нагрузки.

4. Три индуктивные катушки с активным сопротивлением R = 34,2 Ом и индуктивным сопротивлением ХL = 23,5 Ом соединены по схеме «звезда» и подключены к источнику трехфазного напряжения. Активная мощность в фазе Рф = 1,6 кВт. Определить действующие значения линейного и фазного напряжений, тока в фазе, полную и реактивную мощности нагрузки.

5. К источнику трехфазного напряжения с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В и частотой f = 50 Гц подключена равномерная индуктивная нагрузка, соединенная по схеме «звезда». Действующее значение тока в фазе Iф = 1,25 А, коэффициент мощности нагрузки cosφ = 0,456. Определить полное и активное сопротивления нагрузки, ее индуктивность, полную потребляемую мощность. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

6. В трехфазную сеть с действующим значением линейного напряжения Uл = 220 В включена равномерная активная нагрузка по схеме «звезда» с сопротивлением в каждой фазе Rф = 20 Ом. Определить напряжения в фазах и токи до и после перегорания предохранителя в фазе В. Построить векторные диаграммы токов и напряжений.

7. В трехфазную сеть с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В включена активная нагрузка, соединенная по схеме «звезда». Сопротивления резисторов в фазах А, В и С соответственно равны 15, 15 и 35 Ом. Определить действующие значения напряжений в фазах, если в фазе А произошел разрыв цепи. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Смотрите так же:  Как подключить люстру 4 провода из потолка

8. Полная мощность S, потребляемая равномерной нагрузкой, соединенной по схеме «звезда», состоящей из конденсатора емкостью С = 80 мкФ и последовательно включенного с ним резистора сопротивлением R = 51 Ом, в каждой фазе составляет 561 В·А. Определить действующие значения линейного и фазного напряжений, линейного и фазного токов, активную и реактивную мощности нагрузки. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

9. В сеть трехфазного тока включена равномерная нагрузка с активным сопротивлением в каждой фазе R = 8 Ом и индуктивным сопротивлением XL = 14 Ом, соединенная по схеме «звезда». Определить напряжение в начале линии, имеющей активное сопротивление Rл = 0,6 Ом, если напряжение на нагрузке Uн = 110 В. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

10. К трехфазному генератору с ЭДС в фазе Еф = 309 В, обмотки которого соединены по схеме «звезда» и имеют активное и индуктивное сопротивления в фазе R = 0,5 Ом и XL = 1,5 Ом, подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда» с активным и индуктивным сопротивлениями в фазе 10 и 12 Ом. Определить действующие значения линейного напряжения генератора и нагрузки, ток в линии и потери напряжения в линии, если Rл = Хл = 2,5 Ом.

11. В сеть с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В включен трехфазный асинхронный двигатель, обмотки которого соединены по схеме «звезда». Действующее значение линейного тока Iл = 10,5 А, коэффициент мощности cosφ = 0,85. Определить ток и напряжение в фазе, потребляемую двигателем полную, активную и реактивную мощности.

12. Три одинаковые группы ламп накаливания, соединены по схеме «звезда», включены в трехфазную четырехпроводную сеть с действующим значением линейного напряжения Uл = 380 В. Определить полную мощность, потребляемую нагрузкой, если линейный ток Iл = 16,5 А.

4. В трехфазную сеть с действующим значением линейного напряжения 220 В и частотой 50 Гц включен потребитель, соединенный по схеме «треугольник» и имеющий равномерную нагрузку, состоящую из катушки с индуктивностью L = 0,3 Гн и последовательно включенного с ней резистора с активным сопротивлением 20 Ом в каждой фазе. Определить действующие значения линейных и фазных токов, фазное напряжение, потребляемую полную, активную и реактивную мощности.

Мгновенная активная, реактивная, полная мощность, эффективность энергопотребления в трехфазных сетях

Определение понятия активной, реактивной и полной мощности линейной однофазной цепи в рамках теории электротехники. Описание схем включения постоянной и индуктивной нагрузки электрической цепи. Расчет интервалов периодов питающего напряжения в цепи.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

на тему: «Мгновенная активная, реактивная, полная мощность, эффективность энергопотребления в трехфазных сетях»

Вилесов Дмитрий Васильевич

доктор технических наук, профессор

Бондаренко Александр Евгеньевич

кандидат технических наук

В классической электротехнике достаточно полно определены и используются понятия активной P, реактивной Q, и полной мощности S линейной однофазной цепи. Эти мощности вычисляются один раз за интервал времени, равный периоду питающего напряжения. Такой же подход применяются и в трехфазных цепях без искажений кривой напряжения.

Особенностью трехфазных цепей, в данном случае, является то обстоятельство, что процесс энергопотребления можно и нужно рассматривать в каждый момент времени, даже на интервале периода питающего напряжения. Основной характеристикой процесса энергопотребления является скорость передачи или скорость необратимого преобразования электромагнитной энергии, или мгновенная мощность трехфазной цепи p(t), действующее значение которой и определяет уже известную активную мощность P, чей физический смысл заключается в средней за период скорости преобразования электромагнитной энергии, потребителем.

Другой особенностью трехфазных цепей [Бондаренко А.Е] является возможность использовать понятия мгновенной активной p(t), мгновенной реактивной q(t), мгновенной полной мощности s(t) и их физические датчики для целей контроля и защиты параметров электроэнергетической системы, и расчетов.

Для объяснения предложенных здесь понятий, рассмотрим, для примера симметричную, активно — индуктивную трехфазную цепь, описываемую системой уравнений:

ua,b,c — мгновенные фазные напряжения нагрузки,

ia,b,c — мгновенные фазные токи нагрузки,

i 1 a,b,c — производные мгновенных фазных токов,

L, R — индуктивность и активное сопротивление в фазе нагрузки.

Преобразуем вышеприведенные уравнения в одно, для чего умножим первое уравнение на “1”, второе на “exp(j120)”, третье на “exp(j240)”, а затем полученные уравнения сложим, в результате этого получим следующее комплексно — векторное выражение для активно — индуктивной нагрузки:

Uexp[j(г+в+ц)] = Iexp[j(г+в)] R+L(I 1 exp[j(г+в )]+(г 1 +в 1 )LI exp[j(г+в+90)]) (1)

мощность нагрузка электрическая цепь

I — модуль изображающего вектора тока трехфазной нагрузки,

I 1 — производная модуля изображающего вектора тока,

U — модуль изображающего вектора напряжения трехфазной нагрузки,

R — активное сопротивление нагрузки,

L — индуктивность нагрузки,

г = щt -угол между вращающейся осью d (система координат d-q) и неподвижной фазной осью А ( неподвижная трехфазная система координат),

в — угол между осью d и изображающим вектором тока I,

ц — угол между изображающим вектором тока и напряжением,

j — мнимая единица,

exp( ) — экспотенциальная функция.

Все эти величины, приведенные в выражении (1), являются мгновенными, а модуль изображающего вектора пропорционален корню квадратному из суммы квадратов мгновенных фазных величин. Умножим уравнение (1) на “1,5 I” и сократим на “exp[j(г+в)]”, в результате получим следующее векторное уравнение:

1,5IUexp(jц) = 1,5I 2 R + 0,75 (LI 2 ) 1 + j1,5 I 2 L(г 1 +в 1 ) (2)

Левая часть уравнения (2) представляет собой комплекс мгновенной полной мощности, а правая часть представляет комплексное число, действительная часть которого равна мгновенной активной мощности, а мнимая часть равна мгновенной реактивной мощности:

s(t) = p(t)+j q(t) = 1,5 I 2 R + 0,75 (LI 2 ) 1 + j1,5 I 2 L(г 1 +в 1 ).

Физическим смыслом мгновенной активной мощности p(t) или мгновенной мощности трехфазной сети является мгновенная скорость необратимого преобразования электромагнитной энергии трехфазным потребителем. Мгновенная активная мощность p(t) равна скалярному произведению изображающих векторов тока I и напряжения U трехфазной системы:

В каждый момент времени, для рассматриваемого примера, электромагнитная энергия, содержащаяся в индуктивных элементах трехфазной сети, пропорциональна произведению величины квадрата модуля изображающего вектора тока на величину индуктивности. Если производная по времени от квадрата модуля тока больше нуля, то электромагнитная энергия в индуктивностях повышается за счет энергии поступающей от источника, в другом, противоположном случае, когда производная квадрата модуля тока меньше нуля, то трехфазная индуктивность отдает свою энергию в сеть. В случае, когда производная квадрата модуля тока равна нулю, то есть при отсутствии переходных процессов, суммарная электромагнитная энергия в индуктивных элементах трехфазной сети сохраняется постоянной.

В нашем примере мгновенная реактивная мощность определяется как:

q(t) = 1,5 IU sinц(t) = 1,5 I 2 L(г 1 +в 1 ),

(г 1 +в 1 ) — мгновенная угловая скорость вращения изображающего вектора тока относительно неподвижной фазной оси A.

Мгновенная реактивная мощность q(t), в этом примере, своей текущей величиной, характеризует суммарную мгновенную электромагнитную энергию, накопленную в индуктивностях трехфазной нагрузки, с коэффициентом пропорциональности равным удвоенной мгновенной угловой скорости вращения изображающего вектора тока относительно фазной оси А. На основании тригонометрического соотношения между мгновенной полной мощностью, мгновенной активной мощностью и учитывая как они описываются с помощью мгновенных фазных токов и мгновенных фазных напряжений, предлагается следующее общее выражение для определения мгновенной реактивной мощности:

Смотрите так же:  Ухта 220 вольт

В соответствии с этим выражением (3), можно непрерывно контролировать величину мгновенной реактивной мощности в сети, которая вызвана реактивными элементами сети, различными процессами коммутации и нелинейной нагрузкой. «Ровный» характер изменения q(t), т.е, когда производная мгновенной реактивной мощности не меняет свой знак очень часто, говорит о наличии в сети реактивных элементов. Частое изменение знака производной мгновенной реактивной мощности говорит о наличии в сети коммутационных процессов.

Физический аналог модуля мгновенной полной мощности s(t) — это та максимально-возможная мгновенная активная мощность, которую потребляла бы трехфазная сеть, при тех же значениях модулей тока и напряжения, в случае совпадения направлений изображающих векторов.

Теперь определим предложенное понятие «мгновенная эффективность потребления энергии трехфазным потребителем». Физический смысл предложенного понятия л(t) — это косинус мгновенного угла между изображающими векторами трехфазного тока и напряжения. Мгновенную эффективность потребления энергии логично определять по соотношению мгновенной активной мощности к мгновенной полной мощности. Выразим мгновенную эффективность потребления энергии также и через фазные токи и напряжения:

Данный, предложенный коэффициент л(t) характеризует потребитель, c точки зрения качества мгновенного преобразования электромагнитной энергии во времени, и позволяет на практике легко контролировать процесс энергопотребления, особенно при нелинейной нагрузке.

В установившемся режиме, для предложенного примера, и при отсутствии нелинейной нагрузки, когда I 1 = в 1 = 0, а г 1 = щ, мгновенная активная мощность p(t) численно равна активной мощности P, вычисленной классически как действующее значение за период питающего напряжения, а мгновенная реактивная мощность q(t) равна реактивной мощности Q, определенной также традиционно:

Ниже приведены осциллограммы мгновенных мощностей и параметров при включении различной тестовой нагрузки. На рис.1 красным цветом показана осциллограмма величины, пропорциональной модулю изображающего вектора трехфазного напряжения, зеленым цветом показана осциллограмма величины, пропорциональной мгновенной активной мощности, голубым цветом показана величина, пропорциональная мгновенной полной мощности, синим цветом показана осциллограмма величины, пропорциональной мгновенному коэффициенту эффективности энергопотребления

На рис. 1 видно, что в момент включения индуктивной нагрузки, с появлением тока, угол между изображающими векторами тока и напряжения равен 0 (cosц =1). В дальнейшем происходит накапливание энергии в фазных индуктивностях, угол ц меняется от 0 до 90 эл. градусов, вектор тока отстает от вектора напряжения (1>cosц >0), далее происходит возврат накопленной энергии в источник, в этот интервал времени вектор тока опережает вектор напряжения, (-1

Измерение электрической мощности и энергии

Довольно часто возникает необходимость измерять мощность, потребляемую из сети, или же генерируемую в сеть. Это необходимо для учета потребляемой или генерируемой энергии, а также для обеспечения нормальной работы энергосистемы (избежание перегрузок). Измерять мощность можно несколькими способами – прямым и косвенным. При прямом измерении применяют ваттметр, а при косвенном амперметр и вольтметр.

Измерение мощности в цепи постоянного тока

Из-за отсутствия реактивной и активной составляющей в цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют очень редко. Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью последовательно включенного амперметра измеряют ток I в цепи, а с помощью параллельно подключенного вольтметра измеряют напряжение U нагрузки. После чего применив простую формулу P=UI и получают значение мощности.

Чтоб уменьшить погрешность измерений из-за влияний внутренних сопротивлений устройств, приборы могут подключать по различным схемам, а именно при относительно малом сопротивлении нагрузки R применяют такую схему включения:

А при большом значении R такую схему:

Измерение мощности в однофазных цепях переменного тока

Главным отличием цепей переменного тока от сетей постоянного тока, пожалуй, заключается в том, что в переменном напряжении существует несколько мощностей – полная, активная и реактивная . Полную измеряют зачастую тем же косвенным методом с помощью амперметра и вольтметра и значение ее равно S=UI.

Замер же активной P=UIcosφ и реактивной Q=UIsinφ производится прямым методом, с помощью ваттметра. Для измерения ваттметр в цепь подключают по следующей схеме:

Где токовую обмотку необходимо подключить последовательно с нагрузкой Rн, и, соответственно, обмотку напряжения параллельно нагрузке.

Замер реактивной мощности в однофазных сетях не производится. Такие опыты зачастую ставятся только в лабораториях, где ваттметры включают по специальным схемам.

Измерение мощности в трехфазных цепях переменного тока

Как и в однофазных сетях, так же и в трехфазных полную энергию сети можно измерять косвенным методом, то есть с помощью вольтметра и амперметра по схемам показанным выше. Если нагрузка трехфазной цепи будет симметричной, то можно применить такую формулу:

Uл – напряжение линейное, I- фазный ток.

Если же фазная нагрузка не симметрична, то производят суммирование мощностей каждой из фаз:

При измерении активной энергии в четырехпроводной цепи при использовании трех ваттметров, как показано ниже:

Общей энергией потребляемой из сети будет сумма показаний ваттметров:

Не меньшее распространение получил и метод измерения двумя ваттметрами (применим только для трехпроводных цепей):

Сумму их показаний можно выразить следующим выражением:

При симметричной нагрузке применима такая же формула как и для полной энергии:

Где φ – сдвиг между током и напряжением (угол фазового сдвига).

Измерение реактивной составляющей производят по той же схеме (смотри рисунок в)) и в этом случае она будет равна разности алгебраической между показателями приборов:

Если сеть не симметрична, то для измерения реактивной составляющей применяют два или три ваттметра, которые подключают по различным схемам.

Процесс измерения активной и реактивной мощности

Счетчиками индукционными или электронными производят измерения активной мощности цепи переменного напряжения. Они подключаются по тем же схемам что и ваттметры. Учет реактивной энергии в однофазных потребителей в нашей стране не ведется. Ее учет производят в трехфазных цепях крупных промышленных предприятий, потребляющих большие объемы электроэнергии. Счетчики активной энергии имеют маркировку СА, реактивной СР. Также широкое применение получают электронные счетчики электроэнергии.

Похожие статьи:

  • Электрическая варочная панель 220 вольт Подключение варочной панели Фолклиг от Икеа на 380В Уважаемые форумчане, Здравствуйте! Не кидайте камней, поиском пользовался знакомых опрашивал. Задача в следующем: дом новостройка - ввод в квартиру 380, соответственно на кухню к […]
  • Как подключить трёхфазный электродвигатель на две фазы Как подключить трехфазный двигатель к двум фазам. Группа: Участники Сообщений: 1 Ну, и почему так категорично? А я вот, думаю, что - можно. Двигатель и на 2-х фазах крутиться будет. А с псевдо-фазой, мне кажется – т.б. Как подключать: […]
  • Схема электронного полива Устройство автоматического полива - схема Устройство для автоматического полива представляет собой электронное реле на транзисторе VT1, база и эмиттер которого соединены с пластинами из токопроводящего материала, воткнутыми в почву на […]
  • Реле переменного тока 220 в Реле МК2Р (АС 220 В) Реле МК2Р (АС 220 В) предназначено для защиты от перегрузок сети и коротких замыканий в жилых и промышленных помещениях. Область применения Реле переменного тока широко используется для контроля работы двигателя, […]
  • 3 фазная сеть заземление Начинающим электрикам о заземлении Что здесь есть: Сколькими усадьбами владеет премьер-министр Медведев? Узнайте из расследования Фонда по борьбе с коррупцией. Вот видеоверсия. А здесь текстовый вариант. Заземление в сетях с […]
  • Заземление в электротехнике это Что такое сопротивление заземления Заземляющее устройство обладает сопротивлением. Сопротивление заземления состоит из сопротивления, которое оказывает земля проходящему току (сопротивление растеканию), сопротивления заземляющих проводов […]