Трехфазные цепи переменного тока. Симметричная трехфазная система ЭДС, токов и напряжений. Устройство трехфазного генератора, получение трехфазных ЭДС.

Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях. Методы повышения коэффициента мощности и его влияние на показатели электроустановок.

Коэффициент мощности – это соотношение активной мощности (P, кВт) и полной мощности (S, кВАр), потребляемой электроприемником из сети:

Технико-экономическое значение коэффициента мощности cos φ заключается в том, что от его значения зависят эффективность использования электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы. Низкий cos φ приводит к:

• потерям мощности в сети;

• повышению потерь трансформатора;

• отклонению напряжения сети от номинала;

Компенса́ция реакти́вной мо́щности — целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии[1]. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств.

Для повышения коэффициента мощности:

- упорядочение технологического процесса предприятия, ведущее к улучшению энергетического режима оборудования;

-применение синхронных электродвигателей вместо асинхронных той же мощности, когда это возможно по условиям технологического процесса;

-замена малозагруженных асинхронных двигателей двигателями меньшей мощности;

-понижение напряжения у двигателей, систематически работающих с малой загрузкой;

-ограничение холостого хода двигателей;

-замена малозагруженных трансформаторов; трансформаторами меньшей мощности.

-применение компенсирующих устройств

Трехфазные цепи переменного тока. Симметричная трехфазная система ЭДС, токов и напряжений. Устройство трехфазного генератора, получение трехфазных ЭДС.

Трехфазная цепь является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120o, создаваемые общим источником. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину. На статоре генератора размещена обмотка, состоящая из трех частей или фаз, пространственно смещенных относительно друг друга на 120^o. В фазах генератора индуктируется симметричная трехфазная система ЭДС, в которой электродвижущие силы одинаковы по амплитуде и различаются по фазе на 120^o. Запишем мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС.

Сумма электродвижущих сил симметричной трехфазной системы в любой момент времени равна нулю.

Соответственно

Соединение приемников энергии звездой и треугольником. Четырехпроводная трехфазная система. Напряжение смещения нейтрали, роль нулевого провода. Топографическая диаграмма. Симметричные и несимметричные режимы работы.

Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений, получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь, соединенная звездой, изображена на рис.

Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника N_и приемника N' называют нейтральным (нулевым) проводом.
Напряжения между началами фаз или между линейными проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями.

Если конец каждой фазы обмотки генератора соединить с началом следующей фазы, образуется соединение в треугольник. К точкам соединений обмоток подключают три линейных провода, ведущие к нагрузке.

Изображение векторной диаграммы фазных и линейных напряжений симметричного источника.

При симметричной нагрузке

Zab = Zbc = Zca = Zejφ,

т.е. Zab = Zbc = Zca = Z, φab = φbc = φca = φ.

Так как линейные (они же фазные) напряжения UAB, UBC, UCA симметричны, то и фазные токи образуют симметричную систему

В общем случае при несимметричной нагрузке Zab ≠ Zbc ≠ Zca. Обычно она возникает при питании от трехфазной сети однофазных приемников. Например, для нагрузки фазные токи, углы сдвига фаз и фазные мощности будут в общем случае различными.