ТОЭ Лекции- №40 Мощность трехфазной цепи и способы ее измерения
Активная и реактивная мощности трехфазной цепи, как для любой сложной цепи, равны суммам соответствующих мощностей отдельных фаз:
где IA, UA, IB, UB, IC, UC – фазные значения токов и напряжений.
В симметричном режиме мощности отдельных фаз равны, а мощность всей цепи может быть получена путем умножения фазных мощностей на число фаз:
В полученных выражениях заменим фазные величины на линейные. Для схемы звезды верны соотношения Uф/Uл/√3, Iф=Iл, тогда получим:
Для схемы треугольника верны соотношения: Uф=Uл ; Iф=Iл / √3 , тогда получим:
Следовательно, независимо от схемы соединения (звезда или треугольник) для симметричной трехфазной цепи формулы для мощностей имеют одинаковый вид:
В приведенных формулах для мощностей трехфазной цепи подразумеваются линейные
значения величин U и I, но индексы при их обозначениях не ставятся.
где Uw, Iw — векторы напряжения и тока, подведенные к обмоткам прибора.
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=3UфIфcos(φ). Схема с одним ваттметром может быть использована только для ориентированной оценки мощности и неприменима для точных и коммерческих измерений.
Для измерения активной мощности в четырехпроводных трехфазных цепях (при на¬личии
нулевого провода) применяется схема с тремя приборами (рис.
40.2), в которой произво¬дится измерение
активной мощности каждой фазы в отдельности, а мощность всей цепи оп¬ределяется как сумма показаний трех
ваттметров:
Для измерения активной мощности в трехпроводных трехфазных цепях (при отсутствии нулевого провода) применяется схема с двумя приборами (рис. 40.3).
При отсутствии нулевого провода линейные (фазные) ток связаны между собой урав¬нением 1-го закона Кирхгофа: IA+IB+IC=0. Сумма показаний двух ваттметров равна:
Таким образом, сумма показаний двух ваттметров равна активной трехфазной мощности, при этом показание каждого прибора в отдельности зависит не только величины нагрузки но и от ее характера.
На рис. 40.4 показана векторная диаграмма токов и напряжений для сим¬метричной нагрузки. Из диаграммы следует, что показания отдельных ваттметров могут быть определены по формулам:
Анализ полученных выражений позволяет сделать следующие выводы.
При активной
нагрузке (φ = 0), показания ваттметров равны (W1 = W2).
При активно-индуктивной нагрузке(0 ≤ φ ≤ 90°) показание первого ватт-метра меньше, чем второго (W1 < W2), а при φ>60° показание первого ваттметра становится отрицательным (W1 < 0).
При активно-емкостной нагрузке(0 ≥ φ≥ -90°) показание второго ватт-метра меньше, чем первого (W1 больше W2), а при φ(меньше)-60 ° показание второго ватт-метра становится отрицательным.
Описание параметра «Полная мощность» — Профсектор
Полная выходная мощность стабилизатора (VA) определяет максимальную величину мощности подключаемой к нему нагрузки.
Выбор стабилизатора напряжения по мощности.
При выборе стабилизатора необходимо учитывать:
1. суммарную мощность подключенной нагрузки — выходная мощность стабилизатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой.
Немного теории.
Полная мощность (S) состоит из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).
Связь между мощностями следующая:
- S — измеряется в вольт-амперах (ВА, VA)
- P — измеряется в ваттах (Вт, W)
- Q — измеряется в варах (Вар, var)
Существуют электроприборы, которые потребляют только активную мощность. Это любые нагревательные приборы (тэны, утюги, чайники и т.д.), лампы накаливания и т.д. Они не потребляют реактивную мощность, поэтому при выборе стабилизаторов для таких приборов можно учитывать в расчетах, что полная мощность равна активной мощности, S(VA)=P(W).
Также существуют электроприборы, которые потребляют не только активную мощность, но и реактивную мощность. Это электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.д.
Для расчета полной мощности для таких устройств используют специальный коэффициент мощности, cos (φ).
Формула расчет будет выглядеть следующим образом:
Cos (φ) определен для большинства типов оборудования и обычно он пишется на шильдике соответствующего прибора.
В тех случаях, когда нет возможности узнать значение cos (φ), примерный расчет производится с коэффициентом 0,75.
Примерные мощности электроприборов и их коэффициенты cos (φ) приведены в таблице.
| Электроприборы | Мощность, Вт | cos (φ) | Электроприборы | Мощность, Вт | cos (φ) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Электроплита | 1200 — 6000 | 1 | Бойлер | 1500 — 2000 | 1 | |
| Обогреватель | 500 — 2000 | 1 | Компьютер | 350 — 700 | 0.95 | |
| Пылесос | 500 — 2000 | 0.9 | Кофеварка | 650 — 1500 | 1 | |
| Утюг | 1000 — 2000 | 1 | Стиральная машина | 1500 — 2500 | 0. 9 | |
| Фен | 600 — 2000 | 1 | Электродрель | 400 — 1000 | 0.85 | |
| Телевизор | 100 — 400 | 1 | Болгарка | 600 — 3000 | 0.8 | |
| Холодильник | 150 — 600 | 0.95 | Перфоратор | 500 — 1200 | 0.85 | |
| СВЧ-печь | 700 — 2000 | 1 | Компрессор | 700 — 2500 | 0.7 | |
| Электрочайник | 1500 — 2000 | 1 | Электромоторы | 250 — 3000 | 0.7 — 0.8 | |
| Лампы накаливания | 60 — 250 | 1 | Вакуумный насос | 1000 — 2500 | 0.85 | |
| Люминисцентные лампы | 20 — 400 | 0.95 | Электросварка (дуговая) | 1800 — 2500 | 0. 3 — 0.6 |
2. пусковые токи — все электроприборы, в состав которых входит двигатели или дроссели в момент запуска потребляют в несколько раз больше мощности чем в рабочем режиме. В таких случаях полную мощность данного оборудования рассчитывают путем умножения потребляемой мощности (указана в паспорте прибора) на кратность пусковых токов (обычно 3-7).
3. запас мощности — чтобы увеличить срок службы стабилизатора, рекомендуется предусмотреть 20%-ный запас мощности. Таким образом, режим работы стабилизатора будет более «щадящим», а при необходимости можно будет подключить дополнительные электроприборы.
4. влияние входного напряжения на мощность — при уменьшении входного напряжения, уменьшается мощность стабилизатора. Данная зависимость приведена на графике.
Примечание. В соответствии с международными, а также отечественными отраслевыми стандартами производителей автотрансформаторных стабилизаторов максимальная мощность устройства нормируется для входного напряжения 190В или для разности входного и выходного напряжений 30В. |
ВНИМАНИЕ! Большинство аварий стабилизаторов, возникает от перегрузки по мощности при снижении выходного напряжения до величины менее минимально допустимой, обычно это 150…160 В
Voltage — Рассчитать активную мощность
Итак, реальная или активная мощность, обеспечиваемая источником, определяется как:
$$\text{P}_\text{s}:=\text{V}_{\text{ s}\space\text{|}\space\text{rms}}\cdot\text{I}_{\text{s}\space\text{|}\space\text{rms}}\cdot\cos \left(\varphi_\text{s}\right)\tag1$$
Которые мы можем посмотреть по отдельности:
- \$\text{V}_{\text{s}\space\text{ |}\space\text{rms}}\$ задается: $$\text{V}_{\text{s}\space\text{|}\space\text{rms}}=\frac{\hat{\text{u}}_\text{i}}{ \sqrt{2}}\tag2$$ Где \$\hat{\text{u}}_\text{i}\$ — амплитуда входного напряжения.
- \$\text{I}_{\text{s}\space\text{|}\space\text{rms}}\$ определяется как:
\begin{уравнение}
\начать{разделить}
\text{I}_{\text{s}\space\text{|}\space\text{rms}}&=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot\left|\frac{\ подчеркнуть {\ текст {V}} _ {\ пробел \ текст {s}}} {\ подчеркнуть {\ текст {Z}} _ {\ пробел \ текст {я}}} \ вправо | \\
\\
&=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot\frac{\left|\underline{\text{V}}_{\space\text{s}}\right|}{\left|\ подчеркивание {\ текст {Z}} _ {\ пробел \ текст {я}} \ справа |} \\
\\
&=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot\frac{\hat{\text{u}}_\text{i}}{\left|\text{R}+\left(\text {j}\omega\text{L}\space\text{||}\space\frac{1}{\text{j}\omega\text{C}}\right)\right|}\\
\\
&=\frac{\hat{\text{u}}_\text{i}}{\sqrt{2}}\cdot\left(\sqrt{\text{R}^2+\left(\frac{ \text{L}\omega}{1-\text{CL}\omega^2}\right)^2}\right)^{-1}
\end{split}\tag3
\end{уравнение}
Где \$\underline{\text{Z}}_{\space\text{i}}\$ – входное сопротивление схемы, а \$\alpha\space\text{||}\space\beta:= \ гидроразрыва {\ альфа \ бета} {\ альфа + \ бета} \ $.
92-400000\справа)+7031250}\приблизительно11.75534\пробел\текст{W}\tag{12}$$Лидеры в области безбатарейных систем повышения мощности маховика
Компания Active Power разрабатывает и производит безбатарейные системы бесперебойного питания маховика поставлять (ИБП) системы и продукты для хранения энергии для критически важных энергетических приложений по всему миру из своей штаб-квартиры и завода-изготовителя в Остине, штат Техас.
Active Power является членом группы Piller Power Systems. Перейдите на сайт Piller нажмите здесь
Входящие помехи в подаче электроэнергии могут легко отключить передатчик от эфира, что приведет к застреванию зрителей и потенциальной потере коммерческих доходов. К счастью, доказано, что интегрированная система ИБП на основе маховика, такая как система ИБП CleanSource® от Active Power, защищает передатчики и центральные диспетчерские от дорогостоящих простоев и защищает передатчики от возможного повреждения из-за событий в сети.
- ИБП
Active Power CleanSource и системы PowerHouse были оптимизированы для развертывания в наиболее распространенных проектах центров обработки данных. Наши системы работают с энергоэффективностью до 98%. Кроме того, системы Active Power были успешно развернуты в более чем 500 центрах обработки данных в США, включая многочисленные установки, сертифицированные Uptime Institute уровня III.
Системы ИБП Active Power CleanSource идеально подходят для специфических требований в сфере здравоохранения, где перебои в подаче электроэнергии недопустимы. Доказано, что они снижают риск отказа системы на 80 % по сравнению с устаревшими ИБП с батареями, обеспечивая бесценное спокойствие. Частые нарушения качества электроэнергии и микроперебои не являются проблемой для встроенного ИБП с маховиком, а возможность подключения к генератору легко соответствует требованиям NFPA 110.
- Система ИБП
с маховиком обеспечивает значительные преимущества в суровых условиях, таких как промышленные предприятия. Тот факт, что систему можно разместить практически в любом месте и в непосредственной близости от защищаемого ею оборудования, очень привлекателен. Поскольку нет химических батарей, отпадает необходимость в жестком контроле температуры. При КПД 98 процентов можно получить значительные преимущества эффективности, которые со временем снизят общую стоимость владения по сравнению с традиционными системами на основе батарей.
Даже кратковременное отключение электроэнергии может закрыть казино на несколько часов, что обойдется в миллионы долларов дохода и подорвет репутацию среди клиентов. Системы ИБП Active Power и модульные инфраструктурные решения обеспечивают повышенную надежность по сравнению с традиционными решениями, заменяя менее надежные химические батареи предсказуемым накоплением энергии маховика.
Непрерывное электроснабжение имеет решающее значение для бесперебойной работы транспортной инфраструктуры. Продукты Active Power представляют собой компактные, энергоэффективные и надежные решения для таких приложений, как освещение аэропортов и туннелей.
НОВИНКА! POWERHOUSE
Строительство недвижимости стоит слишком дорого, занимает слишком много времени и сопряжено со слишком большим риском. Новый POWERHOUSE 9 от Active Power0091 предлагает до 1,2 МВт (4 x 300 кВт) модульных, автоматически подключаемых, безбатарейных ИБП в одном 40-футовом (12-метровом) контейнере ISO. Это ваш автономный безаккумуляторный ИБП, где бы и когда бы он вам ни понадобился. БЫСТРО! Нужно больше, чем 1,2 МВт? Просто вызовите другой контейнер для масштабирования.
Сервис
Регулярное техническое обслуживание и обслуживание предотвращают превращение потенциальных небольших проблем в проблемы, которые могут привести к дорогостоящему простою.
92-400000\справа)+7031250}\приблизительно11.75534\пробел\текст{W}\tag{12}$$
