Print Shortlink

ИЗМЕРЕНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

ИЗМЕРЕНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

При индуктивной нагрузке энергия, вырабатываемая генератором, только частично потребляется абонентом, остальная же часть возвращается к генератору.

По сети не только передается энергия потребителю, но кроме этого происходит непрерывный обмен энергией между    генератором   и    абонентом,   имеющим   индуктивную нагрузку. Этот обмен энергией сопровождается излишними потерями в проводах.

Энергия, поступающая от генератора к потребителю и используемая им, называется реактивной энер­гией (W). Количество активной энергии, потребляемо» в 1 сек., называется активной мощностью Р и вычи­сляется по формуле

P = IU cosФ

Энергия, циркулирующая между генератором и абонен­том при индуктивной нагрузке и не используемая потре­бителем, называется реактивной энергией (Wp). Количество ее, проходящее по линии в секунду, назы­вается реактивной мощностью р) и может быть опре­делено по формуле

PР = IU sinФ

В этой формуле sinФ (синус фи) является коэффи­циентом, на который нужно умножить произведение то­ка на напряжение, чтобы получить реактивную мощ­ность; sinФ определяется по величине cosФ по таблицам.

С увеличением сдвига фаз cosФ уменьшается, а sinФ увеличивается. Другими словами, с увеличением сдвига фаз уменьшается активная, полезно передавае­мая током мощность и увеличивается количество реак­тивной энергии создающей излишние потери в сети. Чтобы заставить абонента заботиться об уменьшении сдвига фаз или, как говорят, повышать cosФ,

устанав­ливают такой тариф, что плата за активную энергию повышается с увеличением количества реактивной энер­гии, идущей к абоненту и возвращающейся потом к генератору. Кроме обычных счетчиков, учитывающих только активную энергию, устанавливают счетчики ре­активной энергии.

Реактивная энергия непроизводительно загружает генераторы, трансформаторы и вызывает излишние по­тери энергии во всех частях электрических установок. Необходимость улучшения использования оборудования и всемерного уменьшения потерь требует такого же внимания к измерению реактивной мощности и учету реактивной энергии; как и к измерению активной мощ­ности и учету активной энергии.

Для определения величины реактивной мощности можно поступить следующим образом: включив ваттметр, амперметр и вольтметр, опре­деляют по показаниям приборов активную мощность Р, ток /   и   напряжение   U.    Зная   эти  три  величины   и воспользовавшись формулой для мощности однофазного тока

P = IU cosФ,

можно получить  величину  cosФ,

cosФ= P/ IU

т. е., разделив мощность (в ваттах) на произведение тока на напряжение, мы получим значение коэффициента мощности cosФ.

После этого, пользуясь таблицами, можно по значению cosФ найти соответ­ствующее ему значение sinФ и затем подсчитать реак­тивную мощность по ранее приведенной формуле:

PР = IU sinФ

Таким же путем можно поступить и при трехфазном токе, мощность которого выражается формулой

P =3IU cosФ,

откуда определяется cosФ:

cosФ= P/3IU

Зная cos ф, определяем по номограмме  sinФ и затем подсчитываем реактивную мощность

PР =3IU sinФ

Следует иметь в виду, что для трехфазной сети этот способ подсчета реактивной мощности пригоден только при равномерной нагрузке фаз. При неравномерной же нагрузке фаз нужно производить измерение и подсчеты отдельно для каждой фазы. Однако, определение реак­тивной мощности по ваттметру, амперметру и вольт­метру не только связано с большими подсчетами, но и неудобно из-за необходимости одновременного отсчета по трем измерительным приборам, что значительно сни­жает точность измерения.

Показания обычного ваттметра дают активную мощ­ность, но можно путем некоторых изменений в нем сде­лать «реактивный ваттметр», т. е. прибор, показываю­щий непосредственно реактивную мощность. Однако, та­кие приборы обладают рядом недостатков, из-за кото­рых они до сего времени не получили распространения.

По этой причине для измерения реактивной мощно­сти однофазного тока приходится пользоваться исключи­тельно описанным выше методом подсчета ее по показа­ниям обычного ваттметра, амперметра и вольтметра.

При трехфазном же токе кроме этого способа имеет­ся возможность измерить реактивную мощность непо­средственно обычными ваттметрами, включая их по осо­бым схемам.

Наиболее употребительными из этих схем являются следующие.

Схема с одним ваттметром. Эта схема изображена на рис 1.

 

 

Рис.1. Схема измерения реактивной мощности в трёхфазной цепи одним ваттметром.

Последовательная обмотка ваттметра включается в один из проводов трёхфазной сети, параллельная же цепь прибора включается  на напряжение двух других «чужих» фаз. Показания включённого таким образом  ваттметра будут зависеть уже не от активной, а от реактивной мощности. Однако он показывает не действительное значение реактивной мощности, а  вели­чину,  в 3 раза меньшую. Поэтому для получения действительного значения реактивной мощности РР ну­жно показание ваттметра Р  умножить на 3:

PР = P3

При пользовании этой схемой нужно иметь в виду, что она пригодна только при условии равномерной на­грузки фаз.

Схема Арона. Схема Арона, применяющаяся для из­мерения активной мощности рис.2, оказывается при некоторых условиях пригодной и для измерения реактивной мощ­ности.

Рис.2. Схема Арона для измерения активной мощности.

Активная мощность при измерении по схеме Арона получается путем сложения показаний обоих ватт­метров:

P = N1 + - N2

В этой формуле поставлен двойной знак (+ - ), пока­зывающий, что если стрелка одного из ваттметров при нормальном включении отклоняется влево от нуля, то показание его, полученное после переключения проводов на зажимах параллельной цепи, нужно не прибавлять, а вычитать из показаний другого прибора.

Оказывается, схема Арона обладает таким свойством, что если показания ваттметров при нормальном откло­нении их стрелок (вправо от нуля) не складывать, а вычесть одно из другого и затем полученную разность умножить на  3 , то получится значение реактивной мощности, т. е.

 

PР = 3 (N1 ± N2 )

Двойной знак ( + -) в этой формуле показывает, что показания приборов 'нужно вычитать, если они оба дают правильное отклонение, и складывать, если стрелка од­ного из них при правильном включении отклонялась влево от нуля.

Рис.3. Схема Арона для измерения реактивной мощности.

Схема трех ваттметров. Эта схема для измерения реактивной мощности пригодна как для трехпроводной, так и для четырехпроводной сети (с нулевым проводом) при равномерной и неравномерной нагрузке фаз. При этой схеме параллельные цепи трех ваттметров, так же как и в ранее рассмотренной схеме одного ваттметра рис.1, включаются на «чужие» фазы. Показания включенных    таким    способом    ваттметров, сложенные вместе и поделенные на  3 дают  значение  реактив­ной мощности, т. е.

PР = (Р1 + Р2  + Р3)/ 3

На рис. 4.  показано применение этой схемы при не­посредственном включении приборов в сеть низкого на­пряжения.

Рис.4. Схема  трех ваттметров для измерения реактивной мощности.

Недостатком этой схемы является необходимость при­менения и отсчета показаний одновременно трех прибо­ров. При применении схем с включением параллельных обмоток на «чужие» фазы (рис.1 и 2) нужно иметь в виду, что показания ваттметров могут быть отрица­тельными только при емкостной нагрузке.

Схема двух ваттметров с искусственной нулевой точкой. В трёхпроводной сети без нулевого провода реактивную мощность как при равномерной, так и при неравномерной нагрузке фаз можно измерить не тремя, а только двумя ваттметрами, пользуясь схемой рис. 5.

 

 Рис.5. Схема двух ваттметров с искусственной нулевой точкой для измерения реактивной мощности.

 

Для выполнения этой схемы параллельные обмотки ваттметров должны иметь строго одинаковые сопротив­ления и кроме этого нужно иметь для образования ис­кусственной нулевой точки О вспомогательное добавоч­ное сопротивление Ra , точно равное по своей вели­чине сопротивлению параллельной цепи ваттметра. При составлении этой схемы требуется точное соблюдение порядка чередования фаз, определив его с помощью фазоуказателя.

Сумма показаний включенных по этой схеме ваттмет­ров, умноженная на 3 дает значение реактивной мощности, т. е.

 

PР = 3 (W1 ± W3 )

В этой формуле двойной знак (±) поставлен пото­му, что при cosФ, большем 0,865, стрелка ватт­метра,   включенного в фазу 3,   дает отклонение   влево от нуля, и показание этого ваттметра, полу­чаемое после переклю­чения проводов на за­жимах его параллель­ной цепи, нужно не прибавлять, а вычитать из показания другого ваттметра.

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Leave a Reply

Spam Protection by WP-SpamFree

мой твиттер