Меню

Как определить мощность искажения

Понятие мощности искажений

Общие требования к системам электроснабжения

3. Высокое качество электроэнергии

Особенности электроснабжения городов, сельского хозяйства, железнодорожного транспорта

Города: сосредоточены нагрузки (в отдельных домах), но небольшие, особые архитектурные требования. Основная проблема – расчет нагрузок с учетом перспективы развития, потери напряжения.

Сельское хозяйство: небольшие нагрузки, но распределенные. Трудности – взаимоотношения с энергосистемой (для системы удобно – одна большая подстанция и от нее идут сети; для потребителя удобно – много подстанций, в зарубежных странах используют один трансформатор на один живой дом).

Железнодорожный транспорт: особенность – есть единственный контактный провод (надежный), качество напряжения. Рассчитывается на самый тяжелый случай, когда движение составов с минимальным интервалом времени между ними ( 4 мин.) Трудности релейной защиты – пусковой ток тепловоза соизмерим с током КЗ.

1. Омическое – это сопротивление постоянному току (установившемуся). Активный ток – направленное движение заряженных частиц.

Активное сопротивление – сопротивление переменному току.

Омическое сопротивление – это поверхностный эффект, потери на гистерезис (при наличии магнитных систем)

На этом сопротивлении выделяется полезная мощность или потери на нагрев и пр.

2. Индуктивное сопротивление

При изменении магнитного поля протекает ток возникает не сопротивление, а противоэдс (индуктивность создает противоэдс):

Ток нарастает и индуктивность задерживает его возрастание. Если рассматривать установившейся синусоидальный процесс, то можно ввести:

– индуктивное сопротивление только в установившемся режиме;

– угловая частота;

– частота питающего напряжения;

3. Емкостное сопротивление

При изменении электрического поля протекает электрический ток (ток смещения). Чем больше (лучше) изоляция, тем больше ток:

Напряжение нарастает и сопротивление току увеличивается. Если рассматривать установившейся синусоидальный процесс, то можно ввести:

– емкостное сопротивление только в установившемся режиме.

Понятие активной и реактивной мощности

Читайте также:  При увеличении сопротивления мощность увеличится или уменьшится

Рассматриваются синусоидальные однофазные процессы.

Если и – напряжение и ток соответственно, то мощность:

– мгновенная мощность – общее понятие.

Если и совпадают по фазе и ток повторяет форму напряжения, то – с двойной частотой (100 Гц):

– среднее значение мгновенной мощности за период:

где =0.02 с.

Физический смысл – полезная работа и потери. На генерацию мощности расходуется уголь, газ.

Источник



Мощность в цепи несинусоидального тока

date image2014-02-09
views image4688

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Под активной мощностью P понимают количество энергии, потребляе­мое (генери­руемое) объектом за единицу времени. Математически активную мощность определяют как среднее значение мгновенной мощности за полный период.

Пусть некоторый элемент цепи потребляет ток i(t) при несинусои­дальном напря­жении u(t):

Мгновенная мощность , тогда активная мощность будет равна:

Таким образом, активная мощность несинусоидального тока равна сумме активных мощностей от­дельных гармоник:

Реактивная мощность Q несинусоидального тока определяется по анало­гии с ак­тив­ной мощностью P как алгебраическая сумма реактивных мощностей от­дельных гармоник:

Как известно, реактивная мощность Q синусоидального тока характери­зует интенсив­ность колеба­ний энергии () с частотой w между элек­тромагнитным полем эле­мента и осталь­ной цепью. В цепи несинусоидального тока колебания энергии происходят на разных часто­тах. Сложение реактивных мощностей отдельных гармоник, характеризующих колебания энергии на раз­ных частотах, лишено физического смысла. Математически может получиться, что реактивные мощности отдельных гармоник имеют разные знаки и в сумме дают нуль, хотя колебания энергии при этом имеют место. Таким образом, для цепи несину­соидального тока понятие реактивной мощности лишено физиче­ского смысла.

Для цепи несинусоидального тока применяется также и понятие полной мощности, которая определяется как произведение действующих значений на­пряжения и тока:

Как известно, для цепи синусоидального тока мощности P, Q, S образуют прямо­уголь­ный треугольник, из которого следует соотношение: . Для цепей несину­сои­дального тока это соотношение между мощностями вы­полня­ется только для резистивных элементов, в которых в соответствии с зако­ном Ома () формы кривых функций u(t) и i(t) идентичны. Если в цепи содержатся реактивные элементы L и С, то это соотношение не выполняется: . Для баланса этого уравнения в его правую часть вносят добавле­ние: , откуда

Читайте также:  Токовые клещи для измерения мощности

где Т — мощность искажения – понятие математическое, характеризует степень различия в формах кривых напряжение u(t)и тока i(t).

6. Коэффициенты, характеризующие несинусоидальные функции u(t), i(t)

Пусть несинусоидальная функция u(t)содержит только гармонические составляю­щие:

Несинусоидальные функции токов и напряжений, не содержащие посто­янных со­став­ляющих () характеризуются следующими пара­мет­рами и коэффициен­тами.

Действующее значение всей функции определяется по формуле:

.

Действующее значение высших гармоник:

.

Максимальные значения функции в положительной области () и в отрица­тель­ной области () не будут равны друг другу при наличии в гар­моническом ряду функ­ции четных гармоник и зависят как от амплитуд отдель­ных гармоник, так и от их фазо­вых сдвигов (начальных фаз).

Среднее по модулю значение функции определяется как среднеарифме­тическое зна­чение модулей мгновенных значений функции за полный период:

.

Среднее значение функции зависит как от амплитуд отдельных гармо­ник, так и от их начальных фаз.

Коэффициентом амплитуды функции называется величина, равная от­ношению ее максимального (по модулю) значения к действующему значению:

для синусоиды.

Коэффициентом формы кривой функции называется величина, равная от­ношению действующего значения функции к ее среднему значению:

для синусоиды.

Коэффициентом k-ой гармоники называется величина, равная отношению дейст­вую­щего значения (амплитуды) k-ой гармоники к действующему значе­нию (амплитуде) ос­новной гармоники:

.

Коэффициентом искажения синусоидальности формы кривой функции называется величина, равная отношению действующего значения всех высших гармоник к действую­щему значению основной гармоники:

.

Для приемников, работающих в несинусоидальном режиме, применяется понятие ко­эффициента мощности, который определяется как отношение ак­тивной мощности P к пол­ной мощности S:

.

Источник