2.8.3. Определение модулей напряжений симметричных составляющих по результатам измерения модулей линейных и фазных напряжений сети.

Результаты измерений напряжений с помощью вольтметра, имеющего класс точности не ниже 0,5:

a = Ubc, b=Uca, c = Uab – модули линейных напряжений;

d = Ua, e = Ub, f = Uc – модули фазных напряжений.

Алгоритм вычислений:

; ; ; ;

Напряжение прямой последовательности: ;

Напряжение обратной последовательности: ;

Напряжение нулевой последовательности: ;

Пример 1: к трехфазной трехпроводной сети подключен симметричный потребитель соединенный в звезду (рис. …-1).

Рис.2.13: 1. Нагрузка симметрична. 2. Обрыв фазы С.

=

=0,2357;

=0,2357;

Пример 2: к трехфазной трехпроводной сети подключен симметричный потребитель соединенный в звезду, но проводник фазы С оборван (рис. …-2).

Напряжения: a = b = c = 380 В; d = e =190 В, f = 330 В.

3. Несинусоидальность токов и напряжений.

Искажение синусоидальной формы кривой напряжения обычно происходит при протекании несинусоидальных токов, потребляемых ЭП с нелинейной вольтамперной характеристикой (ВАХ): выпрямители, дуговые печи, электросварка, газоразрядные лампы, трансформаторы, телевизоры, компьютеры и т.п. Степень искажения напряжения нормируется в ГОСТ 13109-97 с помощью коэффициента искажения синусоидальности кривой междуфазного (фазного) напряжения, равного отношению действующего значения высших гармоник напряжения к номинальному напряжению: .

3.1. Причина искажения кривой тока - эп с нелинейной вах.

- Катушка с ферромагнитным сердечником (рис.3.1).

Несмотря на чисто синусоидальное напряжение, приложенное к цепи, протекающий ток несинусоидален из-за насыщения сердечника.

Если сопротивление питающей сети X, R мало (мощная сеть, Sк>>Sэп), то, несмотря на протекание несинусоидального тока, напряжение на зажимах ЭП остается синусоидальным. Если же мощность потребителя Sэп соизмерима с мощностью короткого замыкания Sк, то напряжение на зажимах ЭП также исказится по причине появления несинусоидальной потери напряжения в сети.

Рис. 3.1. Искажение тока в катушке с насыщающимся сердечником.

- Вентильный преобразователь (рис. 3.2).

Рис.3.2. Искажение тока в цепи с диодом.

Вентильные преобразователи (ВП) различной мощности широко применяются как в промышленности, так и в быту: для питания мощных электродвигателей постоянного тока, частотно – регулируемых АД, электрифицированный ж.д. транспорт и т.д.

- Дуговые электропечи, дуговая электросварка, газоразрядные лампы.

Нелинейная ВАХ эл.дуги также является причиной искажений формы тока.

3.2. Причина искажения кривой напряжения – потеря напряжения в сети.

Рассмотрим цепь постоянного тока (рис. 3.3), состоящую из источника питания (напряжение на зажимах которого U чисто постоянно и не содержит гармоник), ЛЭП с сопротивлением R и электроприемник (ЭП) – двигатель постоянного тока, момент нагрузки на валу которого меняется по синусоидальному закону (привод поршневого компрессора или насоса).

Рис.3.3. Искажение напряжения на зажимах ЭП.

Ток i, потребляемый ЭП, содержит постоянную и переменную синусоидальную составляющие:

i = Io + Im* Sin ωt.

Проходя по сопротивлению R, он создает потерю напряжения также состоящую из двух составляющих: постоянную и синусоидальную (гармоническую). Напряжение на зажимах ЭП, в каждый момент времени равно

Uэп = U – i*R.

Оно состоит из постоянной составляющей Uo и гармоники:

Uэп = Uo + Um * Sin(ωt + π), Um = Im * R,

причем гармоника напряжения Um * Sin(ωt + π) находится в противофазе по отношению к гармонике тока Im* Sin ωt.

Вывод: несмотря на отсутствие гармоник в питающем напряжении U, напряжение на зажимах ЭП искажено: оно содержит кроме постоянной составляющей, гармонику.

Относительное значение напряжения гармоники на зажимах потребителя равно отношению действующего значения переменной составляющей потери напряжения ΔUг к напряжению питания: ,о.е., где

Рг – мощность, переносимая гармоникой тока,

- мощность короткого замыкания (КЗ) на зажимах потребителя.

Коэффициент искажения кривой напряжения: , он прямо пропорционален мощности гармоники и обратно пропорционален мощности КЗ в точке присоединения искажающего потребителя.