Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов
Несимметричные режимы в простейших характерных случаях (короткое замыкание и холостой ход), их анализ на основе построения векторных диаграмм. Нахождение мгновенной мощности трехфазного источника энергии. Условия измерения мощности в трехфазных цепях.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.03.2017 |
| Размер файла | 192,1 K |
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
Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов
Несимметричные режимы в простейших характерных случаях (короткое замыкание и холостой ход) могут быть проанализированы на основе построения векторных диаграмм.
Рассмотрим режимы обрыва и короткого замыкания фазы при соединении в звезду для трех- и четырехпроводной систем. При этом будем проводить сопоставление с симметричным режимом работы цепи, фазные напряжения и токи в которой будут базовыми. Для этой цепи (см. рис.1,а) векторная диаграмма токов и напряжений приведена на рис. 1,б (принято, что нагрузка носит активно-индуктивный характер). Здесь
.
При обрыве фазы А нагрузки приходим к векторной диаграмме на рис. 2. замыкание векторный мощность энергия цепь
В этом случае
.
При коротком замыкании фазы А (трехпроводная система) имеет место векторная диаграмма на рис. 3. Из нее вытекает:
;
;
;
;
.
При обрыве фазы А в четырехпроводной системе (нейтральный провод на рис. 1,а показан пунктиром, а вектор тока - пунктиром на рис. 1,б)
; ; .
Симметричный трехфазный приемник при соединении в треугольник и соответствующая этому случаю векторная диаграмма напряжений и токов приведены на рис. 4.
Здесь при том же способе соединения фаз генератора
; ;
; ; .
При обрыве провода в фазе А-В нагрузки, как это видно из схемы на рис. 5, ; , при этом сами токи и в силу автономности режима работы фаз при соединении нагрузки в треугольник такие же, как и в цепи на рис. 4,а. Таким образом,
; ; .
Цепь при обрыве линейного провода А-А' и соответствующая этому случаю векторная диаграмма приведены на рис.6.
Здесь
; ; .
Мощность в трехфазных цепях
Мгновенная мощность трехфазного источника энергии равна сумме мгновенных мощностей его фаз:
.
Активная мощность генератора, определяемая как среднее за период значение мгновенной мощности, равна
.
Соответственно активная мощность трехфазного приемника с учетом потерь в сопротивлении нейтрального провода
,
реактивная
и полная
.
Суммарная активная мощность симметричной трехфазной системы
. (1)
Учитывая, что в симметричном режиме для звезды имеют место соотношения
и для треугольника -
на основании (1) для обоих способов соединения фаз получаем
,
где j - угол сдвига между фазными напряжением и током.
Аналогично
Докажем теперь указанное ранее свойство уравновешенности двухфазной системы Тесла и симметричной трехфазной системы.
1. Двухфазная система Тесла
В соответствии с рис. 7
(2)
. (3)
С учетом (2) и (3)
.
Таким образом, суммарная мгновенная мощность фаз есть величина постоянная, равная суммарной активной мощности источника.
2. Симметричная трехфазная цепь
Тогда
Отсюда
,
т.е. и для симметричной трехфазной цепи свойство уравновешенности доказано.
Измерение мощности в трехфазных цепях
Ниже рассмотрены практические схемы включения ваттметров для измерения мощности в трехфазных цепях.
1. Четырехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 8 схема называется схемой трех ваттметров.
Суммарная активная мощность цепи определяется как сумма показаний трех ваттметров
.
2. Четырехпроводная система, симметричный режим.
Если режим работы цепи симметричный, то для определения суммарной активной мощности достаточно ограничиться одним ваттметром (любым), включаемым по схеме на рис. 8. Тогда, например, при включении прибора в фазу А,
. (4)
3. Трехпроводная система, симметричный режим.
При отсутствии доступа к нейтральной точке последняя создается искусственно с помощью включения трех дополнительных резисторов по схеме «звезда», как показано на рис. 9 - схема ваттметра с искусственной нейтральной точкой. При этом необходимо выполнение условия , где - собственное сопротивление обмотки ваттметра. Тогда суммарная активная мощность трехфазной системы определяется согласно (4).
4. Трехпроводная система, симметричный режим; измерение реактивной мощности.
С помощью одного ваттметра при симметричном режиме работы цепи можно измерить ее реактивную мощность. В этом случае схема включения ваттметра будет иметь вид по рис. 10,а. Согласно векторной диаграмме на рис. 10,б измеряемая прибором мощность
.
Таким образом, суммарная реактивная мощность
.
5. Трехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 11 схема называется схемой двух ваттметров. В ней сумма показаний приборов равна суммарной активной мощности цепи.
Действительно, показания приборов в данной схеме:
.
Тогда
В заключение отметим, что если в схеме на рис. 11 имеет место симметричный режим работы, то на основании показаний приборов можно определить суммарную реактивную мощность цепи
. (5)
Литература
1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. -5-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1978. -528с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Схема исследуемых электрических цепей. Измерение напряжения на всех элементах цепи, значения общего тока и мощности. Определение параметров напряжения в режиме резонанса и построение векторных диаграмм тока, топографических векторных диаграмм напряжений.
лабораторная работа [455,5 K], добавлен 31.01.2016Расчёт токов симметричного трехфазного и несимметричного двухфазного короткого замыкания, сравнение приближенных и точных результатов. Построение векторных диаграмм и расчёт теплового импульса. Определение токов и напряжений в месте повреждения.
курсовая работа [869,0 K], добавлен 31.01.2011Расчет трехфазного короткого замыкания. Определение мгновенного значения апериодической составляющей тока. Однофазное короткое замыкание. Определение действующего значения периодической составляющей тока. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 03.02.2009Расчет параметров схемы замещения, сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания. Расчет токов всех видов коротких замыканий. Построение векторных диаграмм. Расчет предела передаваемой мощности и коэффициента статической устойчивости.
курсовая работа [990,8 K], добавлен 12.04.2016Мгновенная, средняя и полная мощности гармонических колебаний в электрических цепях. Положительное значение мгновенной мощности и потребление электрической энергии. Условия передачи максимума средней мощности от генератора к нагрузке. Режим генератора.
лекция [136,2 K], добавлен 01.04.2009Аналитические выражения как основа методов измерений мощности и энергии в цепях постоянного и однофазного тока. Характеристика и устройство приборов, использование электродинамических и ферродинамических механизмов. Измерение энергии в трехфазных цепях.
курсовая работа [883,3 K], добавлен 10.05.2012Описания потерь мощности при передаче электроэнергии по сети. Расчет напряжений в узлах сети и потерь напряжения в ее элементах. Построение векторных диаграмм и определение значения векторов. Нахождение линейной поперечной составляющей падения напряжения.
презентация [94,9 K], добавлен 20.10.2013Расчет ударного и полного тока при трехфазном коротком замыкании. Составление схемы замещения элементов электроэнергетической системы. Расчет токов при несимметричных коротких замыканиях. Построение векторных диаграмм токов и напряжений в точке замыкания.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.02.2013Напряжение, ток, мощность, энергия как основные электрические величины. Способы измерения постоянного и переменного напряжения, мощности в трехфазных цепях, активной и реактивной энергии. Общая характеристика электросветоловушек для борьбы с насекомыми.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 19.07.2011Расчет токов трехфазного короткого замыкания. Составление схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Определение замыкания в установках напряжением до 1000 В. Построение векторных диаграмм токов и напряжений для точки короткого замыкания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2014Причины возникновения переходных процессов. Анализ промежуточной схемы, стадии расчета симметричного и несимметричного короткого замыкания. Построение векторных диаграмм токов и напряжений. Расчет активного и индуктивного сопротивления трансформатора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.03.2012Расчёт неразветвлённой цепи с помощью векторных диаграмм, разветвлённой цепи с помощью векторных диаграмм. Расчет ложных цепей переменного тока символическим методом, трёхфазной цепи при соединении приемника в звезду, неразветвлённой цепи.
курсовая работа [123,9 K], добавлен 03.11.2010Расчеты нормальных режимов, предшествующих короткому замыканию. Электромагнитный переходный процесс, сверхпереходные, ударные и установившиеся токи при трехфазном КЗ. Симметричные составляющие и фазные токи и напряжения. Построение векторных диаграмм.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.12.2011Классификация коротких замыканий. Причины их возникновения, расчетные условия и последствия. Двухфазное короткое замыкание на землю. Расчет максимально возможных токов. Выбор электрических аппаратов, проводников и проверка их по условиям работы.
презентация [19,3 K], добавлен 11.12.2013Расчет токов сверхпереходного и установившегося режимов в аварийной цепи при симметричном и несимметричном коротком замыкании. Построение векторных диаграмм токов и напряжений в данных единицах в точке короткого замыкания. Аналитический расчет токов.
курсовая работа [412,6 K], добавлен 13.05.2015Расчет эквивалентных параметров цепей переменного тока. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. Проверка баланса мощностей. Исследование резонансных явлений в электрических цепях. Построение векторных топографических диаграмм.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 09.02.2013Параллельная работа синхронного генератора с сетью, регулирование его активной и реактивной мощности. Построение векторных диаграмм при различных режимах нагрузки. Схема подключения синхронного генератора к сети с помощью лампового синхроноскопа.
контрольная работа [92,0 K], добавлен 07.06.2012Расчёт короткого двухфазного замыкания на землю. Построение векторных диаграмм токов и напряжений в месте КЗ и на зажимах генератора. Составление схемы замещения обратной последовательности. Определение периодической слагающей тока в месте КЗ.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.03.2011Основные элементы трехфазных электрических цепей. Трехфазный источник электрической энергии. Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схемам "звезда" с нулевым проводом и "треугольник". Расчет и измерение мощности.
презентация [742,4 K], добавлен 25.07.2013Понятие о многофазных источниках питания и о многофазных цепях. Соединения звездой и многоугольником. Расчет симметричных и несимметричных режимов трехфазных цепей. Линейные цепи периодического несинусоидального тока: описание, расчет режима, мощности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.11.2010
