ИИТ МУ ЛР. ИИТ МУ ЛР (1). Методические указания по лаборатоным работам иркутск 2008г. Лаборатоная работа и1

• Название: Методические указания по лаборатоным работам иркутск 2008г. Лаборатоная работа и1
• Анкор: ИИТ МУ ЛР
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 3.95 Mb.
• Имя файла: ИИТ МУ ЛР (1).doc
• Тип: Методические указания; #1149411
• страница: 7 из 10

Контрольные вопросы

1. 
   Перечислить методы измерения активной энергии и мощности в трехфазных цепях, привести схемы включения приборов. Указать в каких случаях применяется тот или иной метод измерения.
   
2. 
   Указать, методы и способы измерения реактивной энергии, привести схемы включения приборов.
   
3. 
   Как включаются генераторные зажимы счетчиков активной энергии и ваттметров?
   
4. 
   Объяснить устройство и принцип действия трехфазных счетчиков активной энергии.
   
5. 
   В чем состоит отличие счетчиков активной и реактивной энергии?
   
6. 
   Что понимается под средневзвешенным коэффициентом мощности установки и как он определяется по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии?
   
7. 
   Почему при включении счетчиков и ваттметров необходимо знать порядок чередования фаз?
   
8. 
   Как определяется относительная погрешность счетчика и какова ее связь с классом точности прибора?
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА И – 6

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ

Цель работы – методы измерения мощности в трехфазной цепи.

Приборы и принадлежности: однофазные ваттметры, вольтметр, амперметр, трехфазная нагрузка.

Основные понятия

Измерение мощности в трехфазной цепи может быть произведено одним, двумя, тремя однофазными ваттметрами, включенными по различным схемам. Количество приборов и схемы их включения определяются системой питания (трех проводная или четырех проводная) и нагрузкой (равномерной и неравномерной).

При равномерной нагрузке мощность трехфазной цепи можно измерить одним ваттметром.

В случае неравномерной нагрузки и трех проводной системы питания достаточно двух ваттметров, а при четырех проводной системе питания и неравномерной нагрузке необходимо три ваттметра.

В работе детально исследуется метод 2-х ваттметров.

В трехфазной системе, независимо от схемы соединения нагрузки – треугольником или звездой – мгновенное значение мощности Р системы равняется сумме мгновенных значений мощностей отдельных фаз. Поскольку треугольник в линейной системе может быть преобразован в соединение звездой с сохранением линейных токов, напряжений и энергетического баланса, можно проанализировать одну из схем.

При соединении приемников звездой (рис.) можно записать:

р = i_аU_а + i_вU_в + i_сU_с, (1)

Где U_а, U_в, U_с – мгновенные значения фазных напряжений;

i_а, i_в, i_с – мгновенные значения фазных токов.

На основании первого закона Кирхгофа в (1) можно исключить один из токов:

i_в = i_а- i_с.

Подставляя (2) в (1), получим:

Р = i_а(U_а - U_в) + i_с(U_с - U_в),

так как

U_а - U_в = U_ав, U_с - U_в = U_св, то р = i_аU_ав + i_сU_св.

Переходим от мгновенных значений мощности к средним (активной мощности):

Р = (1/Т)*_о^трdt = (1/Т)*_о^т (i_аU_ав + i_сU_св)dt = I_аU_авсоs(I_а^U_ав) + I_сU_свсоs(I_с^U_св);

Р = I_аU_авсоs₁ + I_сU_свсоs₂.

Произведение тока на напряжение (действующие значения) и на косинус угла сдвига фазы между ними может быть измерено ваттметрами электродинамической системы:

Р₁ = I_аU_авсоs₁, Р₂ = I_сU_свсоs₂,

где ₁ – угол сдвига фаз между током I_а и напряжением U_ав; ₂ – угол сдвига фаз между током I_с и напряжением U_св (рис.),

Р = Р₁ + Р₂. (3)
Активная мощность трехфазной цепи может быть представлена в виде суммы двух слагаемых. Первое слагаемое выражения (3) измеряется первым ваттметром, второе слагаемое – вторым.

Для этого ваттметры необходимо включить следующим образом: последовательная цепь первого ваттметра в соответствии с индексом А у тока Iа включена в линию А, и так как ток положителен, то генераторный зажим этой цепи соединен с источником питания.

Генераторный зажим параллельной цепи в соответствии с первой частью индекса А у напряжения Uав соединен с линией А, а негенераторный зажим той цепи в соответствии со второй частью индекса В присоединен к линии В. Аналогичным образом включен второй ваттметр (рис.)

Поскольку приведенные соображения справедливы и для треугольника (рис.), такая схема включения ваттметров верна и в этом случае (рис.)

Показания ваттметров зависят от углов сдвига фазы между линейными токами и линейными напряжениями, и для конкретной нагрузки анализ работы каждого ваттметра удобен с использованием векторных диаграмм. Примеры диаграмм для частного случая симметричной нагрузки при симметричной системе напряжений приведены на рисунках (рис.).









Для симметричной нагрузки _1,2 = 30 и показания ваттметров таковы:

Р₁ = I_лU_лсоs(30+), Р₂ = I_лU_лсоs(30-).

При активной нагрузке (=0) показания ваттметров будут одинаковы, то есть:

Р₁ = Р₂ = I_лU_лсоs30.

При нагрузке с углом сдвига 60 показание первого ваттметра равно 0, т.е.:

Р₁ = I_лU_лсоs90=0,

и, следовательно, мощность трехфазной цепи измеряется одним ваттметром:

Р = Р₂ = I_лU_лсоs30.

При нагрузке с углом сдвига   60 мощность, измеряемая первым ваттметром, будет отрицательной, так как 30+  90, а косинусы углов, больших 90 - отрицательны. Следовательно, стрелка ваттметра повернется влево от нуля. Для производства отсчета необходимо изменить на 180 фазу тока в одной из цепей ваттметра. В этом случае мощность трехфазной цепи находится как алгебраическая сумма показаний ваттметров:

Р = Р₁ + Р₂ = - |Р₁| + |Р₂|.

При равномерной нагрузке фаз реактивную мощность трехфазной цепи можно определить как разность показаний ваттметров, умноженную на 3:

3(Р₂ – Р₁) =3 I_лU_л(соs(30-) - соs(30+)) = 3 I_лU_лsin = Q.

(1, с. 68-73, 128-132; 118-121; 3, с. 122-126, 189-197).