16.Измерение активной мощности в трехфазной системе

Способ трех ваттметров применяют для измерения мощности при неравномерной нагрузке, соединенной звездой. В каждый из линейных проводов включается токовая цепь одного из ваттметров, а их цепи напряжения включаются между соответствующим линейным проводом и нулевым проводом системы. При таком соединении каждый из ваттметров измеряет мощность одной фазы системы. Активная мощность всей трехфазной системы равна сумме показаний трех ваттметров. 

Способ двух ваттметров. Этот способ универсален - он применяется при симметричной и несимметричной нагрузках и при любом типе соединения. Нулевой провод может быть, а может и осутствовать - он просто не используется. Токовые обмотки ваттметров включают в какие-нибудь две фазы, а обмотки напряжения между третьей (незанятой) фазой и той фазой, в которую включена токовая обмотка данного ваттметра (рис. 5.13).  В этом случае общая мощность трехфазной системы равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров. Докажем это для случая соединения треугольником. Общая мгновенная мощность трехфазной цепи при соединении треугольником равна сумме мгновенных мощностей отдельных фаз: 

                Сумма мгновенных значений линейных напряжений (при соединении как треугольником, так и звездой) равна нулю:                                    Из уравнения можно выразить мгновенные значения линейных напряжений:                                        

Подставив первое получим:    Поскольку    то

       (5.18) Таким образом, мощность трехфазной цепи можно измерить двумя ваттметрами, включив их описанным выше способом.

Нессимметричные режимы работы 3хфазных цепей

1. Соединение фаз приемника звездой с нейтральным проводом.

2. Соединение фаз приемника звездой без нейтрального провода.

3 . Соединение фаз приемника треугольником

3. Разложение несимметричной системы на системы нулевой, прямой и обратной последовательности фаз.

4. Понятие о методе симметричных составляющих

Метод симметричных составляющих применяется для расчета трехфазных цепей в несимметричных режимах. Несимметричные режимы в энергосистеме возникают при различных видах коротких замыканий. Расчет токов коротких замыканий – важная инженерная задача в электроэнергетике, которая решается методом симметричных составляющих.

Математически любая несимметричная трехфазная система векторных величин (напряжений, токов и др.) может быть представлена в виде суммы (заменена суммой) из трех симметричных трехфазных систем, а именно: а) системы прямой последовательности с прямым порядком следования фаз A→B→C→A; б) системы обратной последовательности с обратным порядком следования фаз A→C→B→A; в) системы нулевой последовательности, которая состоит из трех равных векторов, совпадающих по фазе. Отдельные симметричные системы векторов, на которые раскладывается несимметричная система, называются симметричными составляющими. Вектора симметричных составляющих индексируются цифрами: 1 - для прямой последовательности, 2 - для обратной последовательности и 0 – для нулевой последовательности.

    На рис. 42.1 представлены симметричные составляющие некоторой несимметричной трехфазной системы напряжений U_A,U_B,U_C.

    В методе симметричных составляющих для упрощения формы записи уравнений пользуются коэффициентом a=e^j120° (поворотный множитель), умножением на который поворачивают вектор на угол в 120° без изменения его модуля. Свойства поворотного множителя: a²=e^j240°=e^-j120°, a³=1, a⁴=a, 1+a+a²=0.

формула для выделения симметричной составляющей нулевой последовательности из несимметричной системы вектор:

    Полученные формулы применяются на практике для разложения несимметричных трехфазных систем векторов на симметричные составляющие.