Коэффициент мощности

Отношение активной мощности (P) к полной мощности (S) электроустановки называется коэффициентом мощности:

cosφ = P / S =

P / √

P2 + Q2

, где S, P, Q - соответственно полная, активная и реактивная мощности.

Полную мощность определяют по формуле

S = UI.

Измеряется полная мощность в вольт-амперах (В·А).

Активную мощность определяют по формуле

P = UIcosφ.

Измеряется активная мощность в ваттах (Вт).

Реактивную мощность определяют по формуле

Q = UIsinφ.

Измеряется реактивная мощность в вольт-амперах реактивных (вар).

В процессе эксплуатации электроустановок с изменением величины и характера нагрузки изменяется коэффициент мощности. Его определяют по показаниям счетчика активной и реактивной энергии за определенный промежуток времени (сутки, месяц, год) по формуле

cosφср = Wа2 + Wр2

, где W_а - разность показаний счетчика активной энергии; W_р - разность показаний счетчика реактивной энергии.

Полученный таким образом коэффициент мощности называется средневзвешенным, т. е. средним.

При низком коэффициенте мощности увеличиваются потери энергии в проводах, а при сохранении потерь неизменными требуется применение проводов увеличенного сечения. Таким образом, коэффициент мощности является показателем эффективности использования электрической энергии.

Основные мероприятия для повышения коэффициента мощности, а следовательно, и экономии электроэнергии следующие:

• правильный подбор электродвигателей к рабочим машинам по мощности, полная загрузка их во время работы и ограничение работы двигателей на холостом ходу;

• выбор электродвигателей на большее число оборотов, имеющих более высокий коэффициент мощности;

• переключение обмоток двигателя с треугольника на звезду при неполной загрузке двигателя (примерно 0,4P_н);

• включение статических конденсаторов.

22 получение трехфазной системы ЭДС, аналитическое, графическое, и комплексное представление.

 Получение трехфазной системы ЭДС (самостоятельно)

 

Трехфазная система ЭДС создается трехфазными генераторами. В неподвижной части генератора (статоре) размещают три обмотки, сдвинутые в пространстве на 120. Это фазные обмотки, или фазы, которые обозначают A, B, C.

 

Концы обмоток – X, Y, Z. Начало обмоток – A, B, C.

У реальных генераторов каждая обмотка имеет множество витков, расположенных в нескольких соседних пазах, занимающих некоторую дугу внутренней окружности статора. На роторе располагают обмотку возбуждения, которая создает магнитный поток  , постоянный относительно ротора, но вращающийся вместе с ним с частотой n.

 в воздушном зазоре между ротором и статором распределяется по синусоидальному закону по окружности. Поэтому при вращении ротора, вращающийся вместе с ним  , пересекает проводники обмоток статора (A–X, B-Y и C-Z) и индуцирует в них синусоидальные ЭДС. В момент времени, которому соответствует изображение на рисунке взаимное положение ротора и статора, в обмотке фазы A индуцируется максимальная ЭДС  , так как плоскость этой обмотки совпадает с осевой линией полюсов ротора, и проводники пересекаются потоком максимальной плотности. Через промежуток времени  , соответствующий   оборота ротора, осевая линия его полюсов совпадает с плоскостью обмотки фазы B,  и максимальная ЭДС   индуцируется на фазе B. Еще через   – на фазе C. Затем процесс повторяется.

Таким образом, ЭДС в каждой последующей фазе будет отставать на   периода от предыдущей, то есть на  . Если принять, что для фазы Aначальная фаза равна 0, то ЭДС фазы A:

,

а ЭДС фаз B и C:

 

Изменение мгновенных значений трехфазной системы ЭДС

Векторы трехфазной системы ЭДС при прямом а) и обратном б) чередовании фаз

 

Максимальные значения всех ЭДС и их частоты будут одинаковы, так как число витков фазных обмоток одинаково, и число ЭДС индуцируется одним потоком  .

При равных амплитудах действующие значения ЭДС всех фаз равны. При сдвиге двух фаз на   они образуют симметричную систему.

Если вектор ЭДС   отстает от вектора ЭДС   по фазе против часовой стрелки и т.д., то – прямое чередование фаз. Если за вектором ЭДС   сначала идет  , а затем  , то – обратное.

 

23 аварийные режимы в трехфазных цепях синусоидального тока.

Для соединения трехфазной цепи в звезду возможны следующие аварийные режимы работы:

1) обрыв фазы (рис. 3.10);

2) обрыв нулевого провода (рис. 3.11);

3) короткое замыкание фазы при обрыве нуля (рис. 3.12).

4) обрыв фазы и нуля, рис. 3.12.

Для соединения трехфазной цепи в треугольник возможны следующие аварийные режимы:

1) обрыв фазы;

2) обрыв линейного провода.