Несимметричной нагрузкой

В трехпроводных системах трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения мощности двумя ваттметрами ( 7.14, а). На этой схеме токовые обмотки ваттметров включены в линейные провода А и В, а обмотки напряжения — на линейные напряжения U лс и

увеличенную в /3 раз. Кроме того, применяют специальные трехфазные счетчики реактивной энергии, используемые как при симметричной, так и при несимметричной нагрузках фаз.

Метод двух ваттметров пригоден для измерений при симметричной и несимметричной нагрузках, при любом способе соединения в трех-проводных цепях (в звезду и в треугольник).

Для измерения мощности трехфазных потребителей широко распространен способ двух ваттметров, который является универсальным, так как применяется для измерения мощности трехфазных потребителей в трехфазных трехпроводных электрических цепях как при симметричной, так и несимметричной нагрузках, независимо от способа соединения фаз потребителя («звездой» или «треугольником»).

2. Приведите схемы измерения мощности трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках.

4. По лабораторной работе сделать заключение относительно: а) соотношения между линейными и фазными токами потребителя при симметричной и несимметричной нагрузках; б) соотношения между фазными и линейными напряжениями; в) изменения фазных напряжений и токов при изменении сопротивления одной из фаз; г) влияния ;обрыва одного линейного провода на-режим работы электрической цепи; д) определения мощности трехфазного потребителя. Выводы записать в отчет.

2. Построить по опытным данным потенциальные диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов трехфазной цепи при симметричной и несимметричной нагрузках фаз.

2. Определить значение тока в нулевом проводе при симметричной и несимметричной нагрузках.

6. Уяснить влияние нулевого провода на работу трехфазной системы при симметричной и несимметричной нагрузках.

8. Измерить фазные и линейные напряжения, линейные токи и фазные мощности. Пользуясь показаниями приборов, определить фазные и общую мощности трехфазной цепи при симметричной и несимметричной нагрузках.

4. По лабораторной работе сделать заключение относительно: а) соотношения между линейными и фазными токами потребителя при симметричной и несимметричной нагрузках; б) соотношения между фазными и линейными напряжениями; в) изменения фазных напряжений и токов при изменении сопротивления одной из фаз; г) влияния обрыва одного линейного провода на режим работы электрической цепи; д) определения мощности трехфазного потребителя. Выводы записать в отчет.

В четырехпроводной трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой активную мощность можно измерить тремя ваттметрами.

емкостные СУ, которые подключаются к сети параллельно с несимметричной нагрузкой и состоят из индуктивных и емкостных элементов. Наибольшее распространение получила схема Штейнметца ( 7.6), которая применяется для симметрирования однофазных электроприемников с незначительно изменяющимся графиком нагрузки и созф, близким к 1 (дуговые печи косвенного действия, печи сопротивления). Устройство Штейнметца имеет простую схему, симметрирующие элементы и нагрузка включаются на линейное напряжение. Требуемую мощность конденсаторной батареи С и дросселя L определяют из условия

Определить показания вольтметра в схеме с несимметричной нагрузкой. Модули всех сопротивлений в схеме равны 1 Ом.

Как было сказано в § VII.1, при прохождении по якорной обмотке несимметричных токов возникает обратное поле, вращающееся относительно ротора с двойной синхронной скоростью и наводящее в контурах ротора токи двойной частоты. Создаваемые этими токами потери вызывают нагрев ротора и уменьшают к. п. д. машины. Потери в основном выделяются в демпферной обмотке явнополюсных машин и в массивных участках ротора неявнополюсных. ГОСТ 183-66 допускает длительную работу с несимметричной нагрузкой, если разность фазных токов не превышает 20% для гидрогенераторов и 10% для турбогенераторов. Такое различие объясняется большей трудностью охлаждения ротора турбогенератора и тем, что нагрев массивных зубцов в неявнополюсных турбогенераторах в большей степени передается изоляции обмотки возбуждения, чем нагрев демпферной обмотки явнополюсных гидрогенераторов.

Значения ф и cos ф являются полностью определенными только для однофазных и строго симметричных .трехфазных цепей. Для трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой понятие сдвига фаз между током и напряжением и cos ф становятся неопределенными, так как в каждой фазе они могут иметь свои определенные, отличающиеся от других, значения. В этом случае применяют понятие коэффициента мощности К, который определяется как отношение суммарных значений активной и полной (кажущейся) мощностей всех трех фаз. В однофазной и симметричной трехфазной цепях при синусоидальных токах и напряжениях понятия коэффициента мощности К и cos ф совпадают.

Для исследования несимметричных режимов применяется метод симметричных составляющих. При этом считается, что первичные напряжения симметричны и трансформатор подключен к сети бесконечной мощности, а вторичные токи определяются несимметричной нагрузкой. По методу симметричных составляющих несимметричная система токов la, 1_ь, h ( 2.85, а) разлагается на симметричные системы токов прямой, обратной и нулевой последовательностей (рис, 2.85, б);

Несимметрия нагрузки, при которой допускается длительная работа синхронных машин, ограничивается нагревом и вибрациями машины. ГОСТ 183-77 допускает длительную работу турбогенераторов и гидрогенераторов с несимметричной нагрузкой, если токи фаз не превышают номинальных значений и разность токов в фазах не превышает 10 % номинального тока фазы.

Значения ф и cos ф являются полностью определенными только для однофазных и строго симметричных трехфазных цепей. Для трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой понятие сдвига фаз между током и напряжением и cos ф становятся неопределенными, так как в каждой фазе они могут иметь свои определенные, отличающиеся от других, значения. В этом случае применяют понятие коэффициента мощности К, который определяется как отношение суммарных значений активной и полной (кажущейся) мощностей всех трех фаз. В однофазной и симметричной трехфазной цепях при синусоидальных токах и напряжениях понятия коэффициента мощности К и cos ф совпадают.

Наличие нейтрального провода в цепи с несимметричной нагрузкой позволяет выравнивать напряжение на фазах приемника и поддерживать их неизменными, равными фазным напряжениям источника С/д/1/3, т. е. нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника. Иначе говоря, при наличии нейтрального провода, когда Z,v = 0, даже при несимметричной нагрузке фазные напряжения приемника равны друг другу и соблюдается соотношение между фазными и линейными напряжениями Uл = J/3 (Уф.

в нулевом проводе и,не влияет на ток в других фазах. Для того чтобы нулевой провод не мог отключаться, на нем не ставят предохранители. Несимметричной нагрузкой трехфазной цепи является нагрузка освещения и бытового обслуживания.

3. Выполните пять опытов с симметричной нагрузкой и два опыта с несимметричной нагрузкой. Полученные результаты данных опытов запишите в таблицу и объясните.