Мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке кратко

Привет, мой друг, тебе интересно узнать все про мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке, тогда с вдохновением прочти до конца. Для того чтобы лучше понимать что такое мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке, смещение нейтрали , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства.

Трехфазные цепи являются основным видом электрических цепей, используемых при производстве, передаче и распределении электрической энергии. Они являются частным случаем симметричных многофазных цепей, под которыми понимают совокупность электрических цепей с источниками синусоидальных ЭДС, имеющими одинаковые амплитуды и частоты и смещенными по фазе относительно друг друга на одинаковый угол. В технике используются также другие многофазные цепи. Шести и двенадцатифазные – в силовых выпрямительных установках, двухфазные – в автоматике, но наибольшее распространение имеют именно трехфазные системы питания. Это связано с тем, что трехфазная система является минимально возможной симметричной системой*, обеспечивающей:

• экономически эффективное производство, передачу и распределение электроэнергии;
• эффективное преобразование электрической энергии в механическую посредством машин с вращающимся магнитным полем;
• возможность использования потребителем двух различных напряжений питания без дополнительных преобразований.

Основным свойством симметрии многофазных систем является равенство нулю суммы мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов, т.е. э

В симметричной трехфазной системе фазные напряжения одинаковы

Нагрузка, у которой комплексные сопротивления фаз одинаковы , называется симметричной

В случае симметрии нагрузки фазные токи образуют симметричную систему (рис. 3.5, ), вследствие чего ток в нейтральном проводе отсутствует .

рис. 3.5,

Отсутствие тока в нейтральном проводе при симметричной нагрузке означает, что этот провод вообще можно исключить и тогда трехфазная сеть становится трехпроводной.

Если нагрузку сети мысленно охватить замкнутой поверхностью, то по первому правилу Кирхгофа для линейных проводов трехпроводной сети, входящих в эту поверхность, можно составить уравнение

Расчет токов в трехпроводной сети при симметричной нагрузке ничем не отличается от расчета в сети с нейтральным проводом

. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Идентичны в этом случае и векторные диаграммы токов и напряжений (рис. 3.6, а). Отсутствие симметрии нагрузки нарушает симметрию фазных токов и напряжений, в то время как фазные и линейные напряжения генератора остаются симметричными (рис. 3.6, б). В результате этого изменяется потенциал нейтральной точки n и между нейтралями генератора и нагрузки возникает разность потенциалов называемая смещением нейтрали.

Рис 3.6 Соединение нагрузки звездой без нейтрального провода

Мощность при симметричной нагрузке

Трехфазная цепь является обычной цепью синусоидального тока с несколькими источниками.
Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз

(5)

Формула (5) используется для расчета активной мощности в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
При симметричной нагрузке:

При соединении в треугольник симметричной нагрузки

При соединении в звезду

.

В обоих случаях

.

Для симметрично нагруженных трехфазных цепей, с целью ориентировочного измерения общей активной мощности, если не требуется высокая точность, достаточно одного ваттметра, включенного лишь в одну из фаз. Затем, для получения значения активной мощности полной цепи, остается умножить показания ваттметра на количество фаз:

Активная мощность симметричного трехфазного приемника:



Реактивная мощность симметричного трехфазного приемника:



Удобнее мощности выражать через линейные U_л и I_л.

При симметричной нагрузке мощности фаз одинаковы, поэтому:

P = 3P_ф = 3U_фI_фcosφ_ф

Q = 3Q_ф = 3U_фI_фsinφ_ф

S = 3S_ф = 3U_фI_ф


тогда



Вывод: при симметричной нагрузке формулы мощности независимо от схемы соединения приемников одинаковы

Взглянув на векторную диаграмму токов и напряжений применительно к симметричной нагрузке, можно придти к выводу, что показания ваттметров определяются по следующим формулам:

Проанализировав эти выражения, можно понять, что при чисто активной нагрузке, когда φ = 0, показания двух ваттметров окажутся равны между собой, то есть W1 = W2.

При активно-индуктивном характере нагрузки, когда 0 ≤ φ ≤ 90°, показания ваттметра 1 окажутся меньше чем у ваттметра 2, то есть W1 60° показания ваттметра 1 будут отрицательными, то есть W1 < 0.

При активно-емкостном характере нагрузки, когда 0 ≥ φ≥ -90°, показания ваттметра 2 будут меньше чем ваттметра 1, то есть W1 > W2. При φ < -60° показания ваттметра 2 станут отрицательными.

Трехфазные сети проектируют и эксплуатируют таким образом, чтобы нагрузка в них была повозможности симметричной. В этом случае ток нейтрального провода незначителен и его сечение можно существенно уменьшить по сравнению с сечением линейных проводов

Измерение можности ваттметром при симметричной нагрузке

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.

Рис. 40.1

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 при-меняется схема с одним ваттметром, который включается в одну из фаз и измеряет активную мощность только этой фазы (рис. 40.1). Активная мощность всей цепи получается путем умножения показания ваттметра на число фаз:

P=3W=3U_фI_фcos(φ).

Схема с одним ваттметром может быть использована только для ориентированной оценки мощности и неприменима для точных и коммерческих измерений.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• мощность трехфазной цепи при несимметричной нагрузке , мощность трехфазной цепи ,

Понравилась статья про мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке? Откомментируйте её Надеюсь, что теперь ты понял что такое мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке, смещение нейтрали и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке