Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока

Для измерения активной мощности трехпроводной цепи трехфазного тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой, соединенной звездой или треугольником, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током I_н номинальным напряжением U_н и числом делений шкалы a_н=150дел.

Для нормального режима работы цепи:

§ начертить схему включения ваттметров в цепь;

§ доказать, что активную мощность трехпроводной цепи трехфазного тока можно представить в виде суммы двух слагаемых;

§ построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров;

§ определить мощности Р₁ и Р₂, измеряемые каждым из ваттметров;

§ определить число делений шкалы a₁ и a₂ на которые отклоняются стрелки ваттметров.

Для аварийного режима работы при обрыве одной фазы приемника энергии:

§ начертить схему включения ваттметров в цепь;

§ построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров;

§ определить мощности Р₁ и Р₂, измеряемые каждым из ваттметров;

§ определить число делений шкалы a₁ и a₂ на которые отклоняются стрелки ваттметров.

Исходные данные:

· мощность цепи S=2,5кВА;

· коэффициент мощности cosj=0,74;

· фазное напряжение

· схема соединения – звезда;

· последовательные обмотки включены в провода А и В;

· обрыв фазы А.

Рассчитаем нормальный режим работы цепи.

1 Схема включения ваттметров в цепь представлена на рисунке.

Рисунок 5

2 Докажем, что активную мощность трехпроводной цепи трехфазного тока можно представить в виде суммы двух слагаемых.

Перейдя от мгновенных значений к средним получим

Величина

42,27°= -12,27°- угол между фазным напряжением U_AС и линейным током I_A

42,27°= 72,27°- угол между фазным напряжением U_BC и линейным током I_C

Тогда мощность равна:

3 Построим в масштабе векторную диаграмму.

Рисунок 6

В

А

4 Определим мощность P₁ и P₂ измеряемые каждым ваттметром. Выбранные для этой цели ваттметры должны выдерживать линейное напряжение U_л=219,97В и линейный ток в проводах I_л=6,562А. Выберем ваттметры с такими параметрами: U_н=300В, I_н=10А, число делений шкалы a_н=150 делений.

Постоянная по току такого ваттметра: Вт/дел

Показания ваттметров:

Вт

Вт

5 Определим число делений, на которое отклоняется стрелка ваттметров:

дел

дел

Суммарная мощность в системе:

Вт

Рассчитаем систему трехфазного тока при обрыве фазы.

1 Схема включения ваттметров в цепь:

Рисунок 7

2 При обрыве фазы его сопротивление будет равно ¥, следовательно ток равен нулю. Две другие фазы окажутся соедененными между собой последовательно и подключенными на линейное напряжение.

Ом

А

При обрыве фазы линейный ток повернется относительно линейного напряжения на угол 60°.

Построим векторную диаграмму.

3 Показания ваттметров:

Вт

Вт

Рисунок 8

4 Число делений, на которое отклоняется стрелка:

дел

дел

Суммарная мощность в системе:

Вт

Результаты расчетов сведем в таблицу.

	Наименование величин	Единицы измерения	Результат
Нормальный режим работы цепи	Мощность цепи Р	Вт	1850,044
Линейное напряжение Uл	В	219,97
Линейный ток Iл	А	6,562
Номинальное напряжение ваттметра Uн	В
Номинальный ток ваттметра Iн	А
Постоянная ваттметра С	Вт/дел
Мощность, измеряемая первым ваттметром Р1	Вт	1410,47
Мощность, измеряемая первым ваттметром Р2	Вт	439,574
Число делений шкалы a1	дел
Число делений шкалы a2	дел
Обрыв фазы	Мощность, измеряемая первым ваттметром Р1	Вт
Мощность, измеряемая первым ваттметром Р2	Вт	-153,384
Число делений шкалы a1	дел
Число делений шкалы a2	дел

Задача5

Дата добавления: 2015-04-30