Мощность синусоидального тока

В электрической цепи, состоящей из L, R, C одновременно происходят два процесса:

1) Необратимый процесс преобразования электрической энергии источника в другие виды энергии (тепловую, механическую и др.), которые называются активными.
Количество энергии, преобразуемое за единицу времени, называется активной мощностью:

2) Обратимый процесс энергии между источником и реактивными элементами цепи L, C, который называет реактивным. Интенсивность этого обмена характеризуется реактивной мощностью: .
Реактивная мощность индуктивного характера положительная ( , а емкостного характера ( ) отрицательная.

3) В технике используется понятие полной мощности, которая не имеет физического смысла и определяется по формуле:
Мощности S, P и Q образуют прямоугольный треугольник.

S

P

Q

В соответствии с законом сохранения энергии в цепи переменного тока должен выполняться баланс мощности.

– коэффициент активной мощности;

Реактивная мощность потребителя приводит к снижению Естественный Большое потребление реактивной мощности существенно повышает потери в питающих сетях и удорожает передачу электроэнергии потребителю.

Потребление реактивной мощности снижают с помощью организационно-технических мероприятий и путём компенсации реактивной мощности. Так как большинство промышленных потребителей имеет активно-индуктивный характер нагрузки (электродвигатели, трансформаторы, сварка и др.), то для компенсации реактивной мощности и повышения параллельно потребителям подключают батарею конденсаторов, регулируя ёмкости.
Реактивная ёмкость конденсатора уменьшает реактивную мощность потребителя и повышает .

Рис 28.

Повышение коэффициента мощности приводит к снижению тока в линиях электропередачи, что позволяет снизить потери в линиях, уменьшает сечение соединительных проводов и сечения обмоток силовых трансформаторов. Повышение приводит к снижению полной мощности источника, что позволяет подключать к данному источнику дополнительных потребителей.

Организационно-технические мероприятия, направленные на снижение потребления реактивной мощности и повышение :

1. Уменьшение времени работы ЭД в режиме холостого хода.

2. Замена малозагруженных асинхронных двигателей и трансформаторов двигателями и трансформаторами меньшей мощности.

3. Приведение технологического процесса к равномерной загрузке оборудования в течении всего рабочего времени, так как при малой загрузке электрооборудования и асинхронных двигателей коэффициент реактивной мощности резко возрастает.

4. Замена, где это возможно, асинхронных двигателей ( ) синхронными ( ).

Трёхфазные цепи

Многофазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые одним источником. Число таких цепей, входящих в многофазную систему, называется числом фаз. Каждая из таких цепей называется фазой.

Система ЭДС или напряжений, действующая в многофазной цепи, называется симметричной, если эти ЭДС синусоидальны, их частота и амплитуда одинаковые, а сами ЭДС сдвинуты друг относительно друга на один и тот же угол.

Наибольшее распространение получила трёхфазная система, которая была предложена в 1891 г. русским инженером Доливо-Добровольским. Трёхфазные цепи имеет существенные преимущества по сравнению с однофазными:

1. Экономия цветных металлов за счёт уменьшения расхода проводниковых материалов на сооружение ЛЭП и электрических сетей.

2. С помощью трёхфазной системы легко получить вращающееся магнитное поле, на основе которого создан наиболее простой надёжный и экономичный асинхронный двигатель.

3. Трёхфазные системы допускают питание как однофазных, так и трёхфазных приёмников.