Методы измерения реактивной мощности в трехфазной сети.
Реактивная мощность Q, измеряемая в вольт-амперах реактивных (вар), может быть определена как в однофазных цепях, так и в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях переменного тока. Реактивная мощность в однофазной цепи определяется выражением
 .
Измерение реактивной мощности в однофазной цепи может быть осуществлено электродинамическим или ферродинамическим прибором, у которого вращающий момент пропорционален не косинусу угла между векторами тока и напряжения, а синусу этого угла. Для трехфазной цепи реактивная мощность определяется суммой реактивных мощностей отдельных фаз. Подреактивной мощностью трехфазного потребителяпонимают сумму реактивных мощностей фаз нагрузки:
 ,
где QA, QB и QС являются реактивными мощностями фаз нагрузки.
Для трехфазной системы, соединенной по схеме звезда – треугольник, реактивные мощности фаз нагрузки определяются по следующим выражениям:
 ; ; .
Независимо от способа соединения нагрузки в звезду или в треугольник при симметричной нагрузке фаз
 .
Измерение реактивной мощности методом одного прибора. На рисунке 1 приведена схема измерения реактивной мощности методом одного прибора. Штриховой линией показано включение обмотки напряжения ваттметра при измерении активной мощности нагрузки, имеющей доступную нулевую точку. Включение обмотки напряжения ваттметра при измерении реактивной мощности на замененное напряжение показано сплошными линиями.
| Рисунок 1 — Схема измерения реактивной мощности методом одного прибора в трехфазной трехпроводной цепи при полной симметрии: а — схема включения; б — векторная диаграмма
|
Нетрудно видеть, что в рассматриваемом случае замененным напряжением по отношению к фазному напряжению UA будет линейное напряжение UBC. Действительно, из векторной диаграммы, изображенной на рисунке, видно, что вектор линейного напряжения UBС отстает иа 90° от вектора фазного напряжения Ua, подключаемого к обмотке напряжения ваттметра при измерении активной мощности. Показание ваттметра в рассматриваемом случае равно:
Pw = U вс IA cos (U вс ^ IA) = Uл I л cos (90° — j) = Uл I л sinj.
С учетом предыдущего выражения находим, что для получения реактивной мощности всей цепи необходимо умножить показание ваттметра на ÖЗ
Q= Uвс IA cos (U вс ^ IA) = Uл I л cos (90° — j) =ÖЗ Uл I л sinj.
Недостатком схемы является то, что незначительная асимметрия токов в трехфазной цепи приводит к большим погрешностям.
| Рисунок 2¾ Схема подключения ваттметров для измерения реактивной мощности
|  Измерение реактивной мощности методом трех приборов.На рисунке 2 показано (сплошными линиями) включение трех ваттметров PW1 — PW3 для измерения реактивной мощности в трехфазной четырехпроводной цепи. Измерение реактивной мощности с использованием метода трех приборов применяется в трехфазных четырехпроводных цепях как при симметрии, так и при асимметрии токов. Кроме того, метод трех приборов может быть использован и при измерении реактивной мощности в трехфазной трехпроводной цепи как с симметричными, так и асимметричными токами.
Для удобства анализа схемы включения ваттметров для измерения реактивной мощности на этом же рисунке показано включение трех ваттметров (штриховые линии) для измерения активной мощности. Нетрудно видеть, что при измерении активной мощности на обмотки напряжения ваттметров PW1 — PW3 соответственно подавались фазные напряжения UA, UB и UC. В соответствии с правилами включения ваттметров для измерения реактивной мощности на обмотки напряжения этих ваттметров надо подать напряжения, отстающие на 90°. Такими напряжениями в соответствии с векторной диаграммой рисунке .8 будут линейные напряжения UВС, UСА и UАВ (для упрощения векторная диаграмма построена для полностью симметричной трехфазной цепи). Определим показания ваттметров:
Pw1 = U ВС IA cos (U ВС ^ IA) = Uл I л cos (90° — j) = Uл I л sinj;
Pw2 = U СА IВ cos (U СА ^ IВ) = Uл I л cos (90° — j) = Uл I л sinj;
Pw3 = U АВ IС cos (U АВ ^ IС) = Uл I л cos (90° — j) = Uл I л sinj.
Следовательно, алгебраическая сумма показаний ваттметров
PwS =Pw1 + Pw2 + Pw3=3Uл I л sinj.
Разделив последнее выражение на Ö3, получим реактивную мощность трехфазной цепи:
Q= PwS/Ö3=ÖЗ Uл I л sinj.
Конструкция трехэлементных варметров соответствует конструкции трехэлементных ваттметров, а необходимая математическая операция, связанная с делением на Ö3, учтена при градуировке варметров.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
