RU2024881C1 - Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи - Google Patents
Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2024881C1 RU2024881C1 SU4890118A RU2024881C1 RU 2024881 C1 RU2024881 C1 RU 2024881C1 SU 4890118 A SU4890118 A SU 4890118A RU 2024881 C1 RU2024881 C1 RU 2024881C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- linear
- phases
- currents
- voltages
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для определения полной мощности в трехфазных трехпроводных цепях при симметричной и несимметричной нагрузке. Измеряют напряжения между первой и третьей фазами UAC между второй и третьей фазами UBC линейные токи в первой и второй фазах IA, IB углы фазового сдвига α и b соответственно между напряжениями UAC, UBC и токами IA, IB определяют значение угла γS фазового сдвига между током IA и напряжением UAC соответствующее максимальному значению активной мощности нагрузки, из выражения , а полную мощность S цепи определяют из выражения S=UAC·IA·cosγS+UBC·IB·cos(β-α-γS) . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи, по значению которой можно контролировать эффективность использования электроэнергии в энергосистемах и на предприятиях.
Известен наиболее близкий к изобретению способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи, заключающийся в том, что измеряют действующие значения линейных напряжений и токов, по которым рассчитывают полную мощность. Согласно этому способу полная мощность - это активная мощность, которая может быть получена при данных значениях суммы квадратов линейных токов и суммы квадратов линейных напряжений, т.е. для трехфазной цепи
S = · .
S = · .
Недостатками этого способа определения полной мощности является низкая точность, поскольку полная мощность определяется не только суммарной величиной квадратов линейных напряжений и токов, но и взаимодействием соответствующих напряжений и токов. Можно изменить, например, соотношение между линейными токами (напряжениями), сохраняя неизменной сумму их квадратов; очевидно, что реальная мощность системы при этом будет изменяться, но по данному способу определения она остается неизменной. Причем ошибка будет тем больше, чем больше режим цепи отличается от симметричного.
Цель изобретения - повышение точности определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи.
Поставленная цель достигается тем, что после измерения действующих значений линейного напряжения между первой и третьей фазами, линейного напряжения между второй и третьей фазами, а также линейных токов в первой и второй фазах контролируемой цепи, дополнительно измеряют углы фазового сдвига между упомянутыми линейными напряжения и между упомянутыми линейными токами, затем определяют значение угла фазового сдвига между линейным током в первой фазе и линейным напряжением между первой и третьей фазами, соответствующее максимальному значению активной мощности нагрузки, из соотношения
γS = arctg , а полную мощность контролируемой цепи определяют по выражению
S = UAC . IA . cos γS + UBC . IB . cos(β-α-γS), где UAC; UBC - действующие значения линейных напряжений соответственно между первой и третьей, между второй и третьей фазами;
IA; IB - действующие значения линейных токов соответственно в первой и второй фазах;
α , β - значения углов фазового сдвига соответственно между напряжениями UAC, UBC и между токами IA, IB.
γS = arctg , а полную мощность контролируемой цепи определяют по выражению
S = UAC . IA . cos γS + UBC . IB . cos(β-α-γS), где UAC; UBC - действующие значения линейных напряжений соответственно между первой и третьей, между второй и третьей фазами;
IA; IB - действующие значения линейных токов соответственно в первой и второй фазах;
α , β - значения углов фазового сдвига соответственно между напряжениями UAC, UBC и между токами IA, IB.
Кроме того, в неполнофазном режиме контролируемой цепи фазу с нулевым током принимают за третью фазу.
Сущность способа заключается в следующем. По аналогии с однофазными цепями будем считать полной мощностью трехпроводной трехфазной цепи максимальную величину активной мощности, которая может быть развита трехфазной нагрузкой при имеющихся действующих значениях линейных напряжений и линейных токов. Максимальной эта активная мощность будет в случае, если нагрузка будет чисто резистивной, т.е. без реактивных элементов. Тогда эта величина активной мощности и дает полную мощность. Такое определение полной мощности годится и для несимметричной нагрузки, так как активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз при любом характере нагрузки. Кроме того, в неполнофазном режиме (при обрыве одного из линейных проводов) полная мощность нагрузки будет равна полной мощности образовавшейся однофазной цепи. Характерным свойством резистивной трехфазной нагрузки является то, что при прямой последовательности линейных напряжений линейные токи тоже образуют прямую последовательность (даже если исходная нагрузка, для которой определяется полная мощность, будет настолько несимметричной, что токи в ней образуют обратную последовательность). При любой нагрузке активная мощность трехпроводной цепи может быть измерена с помощью двух ваттметров. Следовательно, задача сводится к определению максимальной суммы их показаний при резистивной нагрузке и фиксированных треугольниках линейных токов и линейных напряжений.
Так как по второму закону Кирхгофа
++= O, ++= O то по модулям этих напряжений и токов можно построить треугольник напряжений для прямой последовательности и треугольник токов тоже для прямой последовательности, так как только в этом случае будет получена максимальная величина активной мощности. Для определения взаимного положения треугольников, при котором активная мощность нагрузки будет максимальной, необходимо исследовать выражение активной мощности
P = UAC·IA·cos + UBC·IB·cos на экстремум
= - UAC·IA·sinγ+UBC·IB·sin(β-α-γ) = 0 , где
α = arg -arg ,
β = arg -arg ,
-γ = arg -arg . С учетом того, что
sin (β-α-γ)=sin (β-α)·cos γ-cos (β-α)˙sin γ , получаем
UAC·IA·sin γ+UBC·lB·cos(β-α)sin γ =UBC·IB·sin(β-α)cosγ . Откуда определяем угол γз, соответствующий максимальной активной мощности нагрузки Рmax, которая и принимается за полную мощность S
γS = arctg = arctg . Тогда
S = Pmax = UAC · IA · cos γS + UBC · IB · cos( β-α-γs). В случае неполнофазного режима (обрыва одного из линейных проводов), следует линейные напряжения измерять относительно этого провода.
++= O, ++= O то по модулям этих напряжений и токов можно построить треугольник напряжений для прямой последовательности и треугольник токов тоже для прямой последовательности, так как только в этом случае будет получена максимальная величина активной мощности. Для определения взаимного положения треугольников, при котором активная мощность нагрузки будет максимальной, необходимо исследовать выражение активной мощности
P = UAC·IA·cos + UBC·IB·cos на экстремум
= - UAC·IA·sinγ+UBC·IB·sin(β-α-γ) = 0 , где
α = arg -arg ,
β = arg -arg ,
-γ = arg -arg . С учетом того, что
sin (β-α-γ)=sin (β-α)·cos γ-cos (β-α)˙sin γ , получаем
UAC·IA·sin γ+UBC·lB·cos(β-α)sin γ =UBC·IB·sin(β-α)cosγ . Откуда определяем угол γз, соответствующий максимальной активной мощности нагрузки Рmax, которая и принимается за полную мощность S
γS = arctg = arctg . Тогда
S = Pmax = UAC · IA · cos γS + UBC · IB · cos( β-α-γs). В случае неполнофазного режима (обрыва одного из линейных проводов), следует линейные напряжения измерять относительно этого провода.
На чертеже изображена векторная диаграмма напряжений и токов, поясняющая данный способ определения мощности.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
П р и м е р 1. Пусть U1 = 380 В, IA = IC = 66,14 А. IB = 86,6 А, но например, при φ = 60о в каждой фазе нагрузки (для других φ расчет аналогичен). Полагая = 220ej B, имеем = 380e-j B, = 380ej B и = -j380 В. Тогда = 50e-j А, = 50e-j A, = 25 e-j А. Линейные токи
= + = 50e+25e= 66,14eA ;
= - = 50e-50e= -86,6 A ;
α = = 60° и β = = 130,9° Находим
γS= arctg = =40,9° и S = UAC·IA·cosγ S + UB ·IB·cos( β-α-γs ) = 380.66,14cos40,9o + 380·86,6·cos(130,9o - 60 - 40,9o) = 47496,2 ВА В таком режиме активная мощность
cs Или
P = UЛ(IAB + IBC + ICA)cos φ = 380(50 + 50 + 25)cos60o = 23750 Вт Реактивная мощность
Q = UЛ(IAB + IBC + ICA)sin φ = 380.125.sin60о = 41136,2 ВАр Полная мощность
S = = = 47500 BA
П р и м е р 2. Пусть заданы: несимметричная система линейного напряжения
= 400eB , = 380eB ,
= -= 380e-400e= 10,7-j330 = 330,1eB и токи в фазах треугольника
= 40eA; = 38eA; = 30eA;
cos φ=1 cos φ=0,5 cosφ=0,75
α=68,1o ; β=86,9o
= 40e+38e= 41,2-j57,4=70,7eA ;
= 30e-40e= -53,7-j43,1=68,9eA ;
t
S = UAC·IA·cos γS + UBC·IB·cos(β-α-γs) = 380.70,7cos8,6o + 330,1·68,9cos(18,8 - 8,6o) = 48948 ВА.
= + = 50e+25e= 66,14eA ;
= - = 50e-50e= -86,6 A ;
α = = 60° и β = = 130,9° Находим
γS= arctg = =40,9° и S = UAC·IA·cosγ S + UB ·IB·cos( β-α-γs ) = 380.66,14cos40,9o + 380·86,6·cos(130,9o - 60 - 40,9o) = 47496,2 ВА В таком режиме активная мощность
cs Или
P = UЛ(IAB + IBC + ICA)cos φ = 380(50 + 50 + 25)cos60o = 23750 Вт Реактивная мощность
Q = UЛ(IAB + IBC + ICA)sin φ = 380.125.sin60о = 41136,2 ВАр Полная мощность
S = = = 47500 BA
П р и м е р 2. Пусть заданы: несимметричная система линейного напряжения
= 400eB , = 380eB ,
= -= 380e-400e= 10,7-j330 = 330,1eB и токи в фазах треугольника
= 40eA; = 38eA; = 30eA;
cos φ=1 cos φ=0,5 cosφ=0,75
α=68,1o ; β=86,9o
= 40e+38e= 41,2-j57,4=70,7eA ;
= 30e-40e= -53,7-j43,1=68,9eA ;
t
S = UAC·IA·cos γS + UBC·IB·cos(β-α-γs) = 380.70,7cos8,6o + 330,1·68,9cos(18,8 - 8,6o) = 48948 ВА.
Р = 400·40 + 330,1·30·0,75 + 380·38·0,5 = 30647 Вт
Q = 330,1·30sin41,4o + 380 ·19 = 19054 ВАр но
S ≠ = = 36087,3 BA .
Q = 330,1·30sin41,4o + 380 ·19 = 19054 ВАр но
S ≠ = = 36087,3 BA .
Предлагаемый способ позволяет более точно определить полную мощность трехфазной трехпроводной цепи как при симметричной, так и несимметричной нагрузке.
Claims (2)
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ ТРЕХПРОВОДНОЙ ЦЕПИ, включающий измерения действующих значений линейного напряжения между первой и третьей фазами, линейного напряжения между второй и третьей фазами, а также линейных токов в первой и второй фазах контролируемой цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют углы фазового сдвига между упомянутыми линейными напряжениями и между упомянутыми линейными токами, определяют значение угла γS фазового сдвига между линейным током в первой фазе и линейным напряжением между первой и третьей фазами, соответствующее максимальному значению активной мощности нагрузки, из выражения
γS = arctg ,
где UАС, UВС - действующие значения линейных напряжений соответственно между первой и третьей, между второй и третьей фазами;
IA, IB - действующие значения линейных токов соответственно в первой и второй фазах;
α , β - значения углов фазового сдвига соответственно между напряжениями UAC, UBC и между токами IA, IB,
а полную мощность S контролируемой цепи определяют по выражению
S = UAC˙IA˙cosγS+UBC˙IB ×
× cos (β - α - γS) .
γS = arctg ,
где UАС, UВС - действующие значения линейных напряжений соответственно между первой и третьей, между второй и третьей фазами;
IA, IB - действующие значения линейных токов соответственно в первой и второй фазах;
α , β - значения углов фазового сдвига соответственно между напряжениями UAC, UBC и между токами IA, IB,
а полную мощность S контролируемой цепи определяют по выражению
S = UAC˙IA˙cosγS+UBC˙IB ×
× cos (β - α - γS) .
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в неполнофазном режиме контролируемой цепи фазу с нулевым током принимают за третью фазу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4890118 RU2024881C1 (ru) | 1990-10-10 | 1990-10-10 | Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4890118 RU2024881C1 (ru) | 1990-10-10 | 1990-10-10 | Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024881C1 true RU2024881C1 (ru) | 1994-12-15 |
Family
ID=21549570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4890118 RU2024881C1 (ru) | 1990-10-10 | 1990-10-10 | Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024881C1 (ru) |
-
1990
- 1990-10-10 RU SU4890118 patent/RU2024881C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кирпатовский С.И. Обоснования теорий полной мощности многофазной цепи. Известия вузов. Энергетика. N 2, 1959. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4749941A (en) | Circuit arrangement for a meter for measuring two electrical quantities | |
KR101586460B1 (ko) | 스콧트 변압기용 양방향 계량 장치 및 스콧트 변압기용 계량 장치의 계량 방법 | |
RU2024881C1 (ru) | Способ определения полной мощности трехфазной трехпроводной цепи | |
JP3456151B2 (ja) | 多回路形電力計と多回路形電力量計 | |
US2729781A (en) | Electromagnetic transformer | |
US3944919A (en) | Direct current measuring system for rectifiers | |
SU760296A1 (ru) | Электрическая сеть 1 | |
RU2786122C1 (ru) | Способ симметрирования режима работы трехпроводной линии электропередачи | |
US3218554A (en) | Power measuring rectifier bridge circuit including exponential impedance means in the bridge diagonal | |
RU2775149C1 (ru) | Способ определения места повреждения линии электропередачи с использованием ее модели при двустороннем наблюдении | |
JP7255384B2 (ja) | 三相負荷按分方法及び不平衡電圧計算方法 | |
RU2823691C1 (ru) | Способ определения места повреждения на воздушной линии электропередачи по замерам токов с двух ее концов | |
SU855882A1 (ru) | Вращающийс трансформатор | |
RU2028625C1 (ru) | Устройство для определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением | |
RU41373U1 (ru) | Устройство для измерения реактивной мощности сдвига в трехфазной трехпроводной цепи переменного тока | |
KR20180022387A (ko) | 오결선 감지 장치 및 방법 | |
SU904102A1 (ru) | Устройство дл симметрировани режима работы трехфазных сетей | |
RU2102768C1 (ru) | Способ определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением | |
SU1045173A1 (ru) | Устройство дл измерени напр жений пр мой и обратной последовательностей трехфазной сети | |
SU945804A1 (ru) | Амплитудно-фазовый способ формировани регулирующих воздействий дл раздельного уравновешивани компенсационно-мостовой измерительной цепи | |
SU48812A1 (ru) | Устройство дл учета активной электрической энергии | |
SU1422170A1 (ru) | Устройство дл измерени трехфазных потерь мощности на корону | |
SU808962A1 (ru) | Фазометр | |
JPS6310535Y2 (ru) | ||
US3458811A (en) | Root-mean-square current meters |