18. Мощность трёхфазной цепи.

Трехфазная цепь является совокупностью трех однофазных цепей, поэтому ее мощность может быть определена как сумма мощностей фаз.

При соединении звездой активную P и реактивную Q мощности системы в общем случае можно определить как

P = P_a + P_b + P_c = U_aI_a cosj_a + U_bI_bcosj_b + U_cI_ccosj_c = I_a²R_a + I_b²R_b + I_c²R_c ,

Q = Q_a + Q_b + Q_c = U_aI_asinj_a + U_b I_b sinj_b + U_c I_c sinj_c = I_a²X_a + I_b²X_b + I_c²X_c .

Если нагрузка соединена треугольником, то активная и реактивная мощности будут равны

P = P_ab + P_bc + P_ca = U_abI_abcosj_ab + U_bcI_bccosj_bc + U_caI_cacosj_ca = I_ab²R_ab + I_bc²R_bc + I_ca²R_ca ,

Q = Q_ab + Q_bc + Q_ca = U_abI_absinj_ab + U_bcI_bcsinj_bc + U_caI_casinj_ca = I_ab²X_ab + I_bc²X_bc + I_ca²X_ca .

В частном случае симметричной нагрузки эти мощности равны соответственно

P = 3U_фI_фcosj_ф =Ц 3U_лI_лcosj_ф, Q= 3U_фI_фsinj_ф =Ц 3U_лI_лsinj_ф

Полную мощность можно определить из треугольника мощностей как

В частном случае симметричной нагрузки полную мощность можно найти по формуле

S = Ц 3UлIл

Следует обратить внимание на то, что полная мощность трехфазной цепи не является суммой полных мощностей фаз

19. Трансформаторы. Назначение и область применения.

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. При помощи трансформаторов повышают или понижают напряжение, изменяют число фаз, и в некоторых случаях преобразуют частоту переменного тока. Трансформаторы широко используются для следующих целей:

1) Для передачи и распределения электрической энергии.

Обычно на электростанциях генераторы переменного тока вырабатывают энергию при напряжении 6-24 кВ, передавать же электроэнергию на дальние расстояния выгодно при значительно больших напряжениях (100, 220, 330, 400, 500 и 750 кВ). Поэтому на каждой электростанции устанавливают трансформаторы осуществляющие повышение напряжения. Распределение энергии между промышленными предприятиями, населенными пунктами, в городах и сельских местностях, а также внутри промышленных предприятий производится по воздушным и кабельным линиям при напряжении 220, 110, 35, 20, 10.6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение. Понижающие трансформаторы также надо устанавливать в пунктах потребления электроэнергии, так как большинство электрических потребителей переменного тока работает при напряжении 220, 380 и 660 В. Таким образом, электрическая энергия при передаче от электрических станций к потребителям подвергается в трансформаторах многократному преобразованию (3 - 5) раз.

Трансформаторы, служащие для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем и электропотребителей, называются силовыми трансформаторами. Для их режима работы характерны частота переменного тока 50 Гц и очень малые отклонения первичного и вторичного напряжений от номинального значения. Силовые трансформаторы имеют мощность до 1000000 кВА и напряжение до 1150кВ. Они могут быть одно- и трехфазными, двух- и трехобмоточными.

2). Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжения на выходе и входе преобразователя.

В вентильных преобразователях, осуществляющих выпрямление переменного тока и его преобразование из постоянного в переменный (инвертирование), отношение напряжения на входе и выходе зависит от схемы включения вентилей. Поэтому при подаче на вход стандартного напряжения, напряжение на выходе будет нестандартным. Для устранения этого недостатка вентильные преобразователи, как правило, снабжаются трансформаторами, обеспечивающими получение стандартного выходного напряжения при принятой схеме включения вентилей. Кроме того, ряд включения вентилей требует обязательного использования трансформатора. Трансформаторы, применяемые для этой цели, называют преобразовательными. Их мощность составляет сотни тысяч киловольт-ампер, напряжение до 110 кВ, работают они при частоте 55 Гц и более. Рассматриваемые трансформаторы выполняются одно-, трех- и многофазными с регулированием выходного напряжения в широких пределах и без него.

3). Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы) питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др. Мощность их достигает десятков тысяч киловольт-ампер при напряжении до 10 кВт, работают они обычно при частоте 50 Гц.

4). Для питания различных цепей радиоаппаратуры и телевизионной аппаратуры, устройств связи, автоматики и телемеханики, электробытовых приборов; для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств; для согласования напряжений и пр.

Трансформаторы, использующиеся в этих устройствах, обычно имеют малую мощность, работают при невысоких напряжениях и частоте 50 Гц и более.

5). Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности.

Трансформаторы, применяемые для этой цели, называют измерительными. Они имеют сравнительно небольшую мощность, потребляемую электроизмерительными приборами. Они могут выполняться на такие же высокие напряжения, как и силовые трансформаторы.