Мощность постоянного тока, как мы уже знаем, равна произведению напряжения на силу тока. Но при постоянном токе направления тока и напряжения всегда совпадают. При переменном же токе совпадение направлений тока и напряжения имеет место только в случае отсутствия в цепи тока конденсаторов и катушек индуктивности. Для этого случая формула мощности остается справедливой. На рисунке 1 представлена кривая изменения мгновенных значений мощности для этого случая (направление тока и напряжения совпадают). Обратим внимание на то обстоятельство, что направления векторов напряжения и тока в этом случае совпадают, то есть фазы тока и напряжения всегда одинаковы. Рисунок 1. Сдвиг фаз тока и напряжения. Сдвига фаз нет, мощность все время положительная. При наличии в цепи переменного тока конденсатора или катушки индуктивности, фазы тока и напряжения совпадать не будут. О причинах этого несовпадения читайте в моем учебники для емкостной цепи и для индуктивной цепи, а сейчас установим, как будет оно влиять на величину мощности переменного тока. Представим себе, что при начале вращения радиусы-векторы тока и напряжения имеют различные направления. Так как оба вектора вращаются с одинаковой скоростью, то угол между ними будет оставаться неизменным во все время их вращения. На рисунке 2 изображен случай отставания вектора тока Im от вектора напряжения Um на угол в 45°. Рисунок 2. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 45, мощность в некоторые периоды времени становиться отрицательной. Рассмотрим, как будут изменяйся при этом ток и напряжение. Из построенных синусоид тока и напряжения видно, что когда напряжение проходит через ноль, ток имеет отрицательное значение. Затем напряжение достигает своей наибольшей величины и начинает уже убывать, а ток хотя и становится положительным, но еще не достигает наибольшей величины и продолжает возрастать. Напряжение изменило свое направление, а ток все еще течет в прежнем направлении и т. д. Фаза тока все время запаздывает по сравнению с фазой напряжения. Между фазами напряжения и тока существует постоянный сдвиг, называемый сдвигом фаз. Действительно, если мы посмотрим на рисунок 2, то заметим, что синусоида тока сдвинута вправо относительно синусоиды напряжения. Так как по горизонтальной оси мы откладываем градусы поворота, то и сдвиг фаз можно измерять в градусах. Нетрудно заметить, что сдвиг фаз в точности равен углу между радиусами-векторами тока и напряжения. Вследствие отставания фазы тока от фазы напряжения его направление в некоторые моменты не будет совпадать с направлением напряжения. В эти моменты мощность тока будет отрицательной, так как произведение положительной величины на отрицательную величину всегда будет отрицательным. Эта значит, что внешняя электрическая цепь в эти моменты становится не потребителем электрической энергии, а источником ее. Некоторое количество энергии, поступившей в цепь во время части периода, когда мощность была положительной, возвращается источнику энергии в ту часть периода, когда мощность отрицательна. Чем больше сдвиг фаз, тем продолжительнее становятся части периода, в течение которых мощность делается отрицательной, тем, следовательно, меньше будет средняя мощность тока. При сдвиге фаз в 90° мощность в течение одной четверти периода будет положительной, а в течение другой четверти периода — отрицательной. Следовательно, средняя мощность тока будет равна нулю, и ток не будет производить никакой работы (рисунок 3). Рисунок 3. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 90, мощность в течении одной четвери периода положительна, а в течении другой отрицательна. В среднем мощьноть равна нулю. Теперь ясно, что мощность переменного тока при наличии сдвига фаз будет меньше произведения эффективных значений тока и напряжения, т. е. формулы в этом случае будут неверны ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ! www.sxemotehnika.ru Здравствуйте, уважаемые гости и постоянные читатели сайта «Заметки электрика». Несколько дней назад мне позвонил знакомый с просьбой разобраться в ситуации. У него на объекте работала бригада электромонтажников. Они занимались установкой двух силовых масляных трансформаторов 10/0,4 (кВ) мощностью 400 (кВА). С каждого трансформатора питались сборные шины 1 и 2 секций 0,4 (кВ). Между сборными шинами 1 и 2 секций был предусмотрен межсекционный автоматический выключатель. Вот фото двух секций напряжением 400 (В). При пусконаладочных работах решили попробовать включить оба трансформатора на параллельную работу. При включении произошло короткое замыкание, при котором сработала защита сразу на двух вводных автоматических выключателях. Стали разбираться. Условия включения трансформаторов на параллельную работу были соблюдены, но не все. Пришли к выводу, что не была соблюдена фазировка шин двух секций 400 (В). Бригада монтажников уверяет, что предварительную фазировку провела правильно. Чуть позже выяснилось, что фазировку они проводили с помощью фазоуказателя ФУ-2 на каждой секции и в обоих случаях прибор показал прямую последовательность фаз. Порядок чередования фаз (следования фаз) в трехфазной системе напряжений можно проверить с помощью переносного индукционного фазоуказателя типа ФУ-2. Вот так он выглядит. Он состоит из трех обмоток, расположенных на сердечниках, и алюминиевого диска. Действие прибора аналогично принципу работы асинхронного двигателя. Если все три обмотки включить в сеть трехфазного напряжения, то они образуют в пространстве вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение алюминиевый диск. Алюминиевый диск имеет фон черно-белого цвета. Направление магнитного поля и алюминиевого диска зависит исключительно от порядка чередования (следования) фаз питающего трехфазного напряжения. Фазоуказатель ФУ-2 предназначен для включения в сеть трехфазного напряжения от 50 до 500 (В). Время его включения ограничивается временем 5 секунд. При нажатии на кнопку (она находится сбоку) диск начнет вращаться ту или иную сторону. Рассмотрим работу фазоуказателя ФУ-2 более подробно. На моем испытательном стенде имеется источник трехфазного напряжения. Порядок чередования фаз мне неизвестен. Проведем проверку чередования (следования) фаз с помощью фазоуказателя ФУ-2. Подключаем зажимы А, В и С фазоуказателя ФУ-2 к выводам трехфазного напряжения на стенде. Подаю напряжение на источник трехфазного напряжения порядка 80 (В). Нажимаем на кнопку и смотрим куда начал вращаться диск прибора. Диск начал вращаться в обратную сторону — против стрелки. Это значит, что трехфазное напряжение на испытательном стенде имеет обратную последовательность фаз, т.е. фазы следуют друг за другом в следующих трех вариантах: СВА, АСВ или ВАС. Чтобы изменить обратную последовательность фаз на прямую, достаточно поменять местами две любые фазы. Меняю местами две крайние фазы (справа) на стенде и снова провожу измерение. Теперь диск фазоуказателя начал вращаться в одну сторону со стрелкой. Это значит, что теперь трехфазное напряжение на испытательном стенде имеет прямую последовательность фаз, т.е. фазы следуют друг за другом в следующих трех вариантах: АВС, ВСА или САВ. Все вышеописанные действия Вы сможете посмотреть на видео: Чередование фаз необходимо проверять для правильного подключения трехфазных двигателей. При прямом подключении фаз они будут вращаться в одном направлении, а при обратном — в другом. Также чередование фаз необходимо учитывать при подключении счетчиков электрической энергии. Особенно, это относится к счетчикам индукционного типа. Например, у счетчика СА4-И678 при обратной последовательности фаз начинается «самоход» диска. В современных электронных счетчиках типа СЭТ-4ТМ и ПСЧ-4ТМ при обратном чередовании фаз выдается на экран уведомление. Забыл упомянуть про реле контроля фаз типа ЕЛ-11, которое контролирует и срабатывает при нарушении чередования фаз. Так в чем же была ошибка электромонтажников? Внимание!!! С помощью фазоуказателя нельзя определить, где именно находится фаза А, В или С. Им определяется ТОЛЬКО последовательность фаз, т.е. направление вращающегося поля. Вот в этом и была ошибка электромонтажников, у которых на 1 и 2 секциях 400 (В) совпала последовательность фаз, а сами фазы по одноименности не совпали, поэтому при включении на параллельную работу трансформаторов случилось короткое замыкание, т.к. межсекционный автоматический выключатель замкнул разноименные фазы. Во избежание подобных ошибок фазировку 1 и 2 секций 0,4 (кВ) необходимо было проводить с помощью поверенных указателей напряжения (УНН) или мультиметра, а не с помощью фазоуказателя, который показывает только последовательность фаз питающего напряжения: Дополнение: в прошлом году немного обновили «парк» приборов нашей ЭТЛ и теперь вместо ФУ-2 пользуемся указателем TKF-12. P.S. В следующих статьях мы поговорим о правильности проведения фазировки. Подписывайтесь на новости сайта, чтобы не пропустить выпуски новых статей. Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями: zametkielectrika.ru Трехфазная цепь является частным случаем многофазных электрических систем, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенный угол. Отметим, что обычно эти ЭДС, в первую очередь в силовой энергетике, синусоидальны. Однако, в современных электромеханических системах, где для управления исполнительными двигателями используются преобразователи частоты, система напряжений в общем случае является несинусоидальной. Каждую из частей многофазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой, т.е. фаза – это участок цепи, относящийся к соответствующей обмотке генератора или трансформатора, линии и нагрузке. Таким образом, понятие «фаза» имеет в электротехнике два различных значения: фаза как аргумент синусоидально изменяющейся величины; фаза как составная часть многофазной электрической системы. Разработка многофазных систем была обусловлена исторически. Исследования в данной области были вызваны требованиями развивающегося производства, а успехам в развитии многофазных систем способствовали открытия в физике электрических и магнитных явлений. Важнейшей предпосылкой разработки многофазных электрических систем явилось открытие явления вращающегося магнитного поля (Г.Феррарис и Н.Тесла, 1888 г.). Первые электрические двигатели были двухфазными, но они имели невысокие рабочие характеристики. Наиболее рациональной и перспективной оказалась трехфазная система, основные преимущества которой будут рассмотрены далее. Большой вклад в разработку трехфазных систем внес выдающийся русский ученый-электротехник М.О.Доливо-Добровольский, создавший трехфазные асинхронные двигатели, трансформаторы, предложивший трех- и четырехпроводные цепи, в связи с чем по праву считающийся основоположником трехфазных систем. Источником трехфазного напряжения является трехфазный генератор, на статоре которого (см. рис. 1) размещена трехфазная обмотка. Фазы этой обмотки располагаются таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве друг относительно друга на эл. рад. На рис. 1 каждая фаза статора условно показана в виде одного витка. Начала обмоток принято обозначать заглавными буквами А,В,С, а концы- соответственно прописными x,y,z. ЭДС в неподвижных обмотках статора индуцируются в результате пересечения их витков магнитным полем, создаваемым током обмотки возбуждения вращающегося ротора (на рис. 1 ротор условно изображен в виде постоянного магнита, что используется на практике при относительно небольших мощностях). При вращении ротора с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуцируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся вследствие пространственного сдвига друг от друга по фазе нарад. (см. рис. 2). Трехфазные системы в настоящее время получили наибольшее распространение. На трехфазном токе работают все крупные электростанции и потребители, что связано с рядом преимуществ трехфазных цепей перед однофазными, важнейшими из которых являются: - экономичность передачи электроэнергии на большие расстояния; - самым надежным и экономичным, удовлетворяющим требованиям промышленного электропривода является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; - возможность получения с помощью неподвижных обмоток вращающегося магнитного поля, на чем основана работа синхронного и асинхронного двигателей, а также ряда других электротехнических устройств; - уравновешенность симметричных трехфазных систем. Для рассмотрения важнейшего свойства уравновешенности трехфазной системы, которое будет доказано далее, введем понятие симметрии многофазной системы. Система ЭДС (напряжений, токов и т.д.) называется симметричной, если она состоит из m одинаковых по модулю векторов ЭДС (напряжений, токов и т.д.), сдвинутых по фазе друг относительно друга на одинаковый угол . В частности векторная диаграмма для симметричной системы ЭДС, соответствующей трехфазной системе синусоид на рис. 2, представлена на рис. 3. Рис.3 Рис.4 Из несимметричных систем наибольший практический интерес представляет двухфазная система с 90-градусным сдвигом фаз (см. рис. 4). Все симметричные трех- и m-фазные (m>3) системы, а также двухфазная система являются уравновешенными. Это означает, что хотя в отдельных фазах мгновенная мощность пульсирует (см. рис. 5,а), изменяя за время одного периода не только величину, но в общем случае и знак, суммарная мгновенная мощность всех фаз остается величиной постоянной в течение всего периода синусоидальной ЭДС (см. рис. 5,б). Уравновешенность имеет важнейшее практическое значение. Если бы суммарная мгновенная мощность пульсировала, то на валу между турбиной и генератором действовал бы пульсирующий момент. Такая переменная механическая нагрузка вредно отражалась бы на энергогенерирующей установке, сокращая срок ее службы. Эти же соображения относятся и к многофазным электродвигателям. Если симметрия нарушается (двухфазная система Тесла в силу своей специфики в расчет не принимается), то нарушается и уравновешенность. Поэтому в энергетике строго следят за тем, чтобы нагрузка генератора оставалась симметричной. Схемы соединения трехфазных систем Трехфазный генератор (трансформатор) имеет три выходные обмотки, одинаковые по числу витков, но развивающие ЭДС, сдвинутые по фазе на 1200. Можно было бы использовать систему, в которой фазы обмотки генератора не были бы гальванически соединены друг с другом. Это так называемая несвязная система. В этом случае каждую фазу генератора необходимо соединять с приемником двумя проводами, т.е. будет иметь место шестипроводная линия, что неэкономично. В этой связи подобные системы не получили широкого применения на практике. Для уменьшения количества проводов в линии фазы генератора гальванически связывают между собой. Различают два вида соединений: в звезду и в треугольник. В свою очередь при соединении в звезду система может быть трех- и четырехпроводной. Соединение в звезду На рис. 6 приведена трехфазная система при соединении фаз генератора и нагрузки в звезду. Здесь провода АА’, ВВ’ и СС’ – линейные провода. Линейным называется провод, соединяющий начала фаз обмотки генератора и приемника. Точка, в которой концы фаз соединяются в общий узел, называется нейтральной (на рис. 6 N и N’ – соответственно нейтральные точки генератора и нагрузки). Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приемника, называется нейтральным (на рис. 6 показан пунктиром). Трехфазная система при соединении в звезду без нейтрального провода называется трехпроводной, с нейтральным проводом – четырехпроводной. Все величины, относящиеся к фазам, носят название фазных переменных, к линии - линейных. Как видно из схемы на рис. 6, при соединении в звезду линейные токи иравны соответствующим фазным токам. При наличии нейтрального провода ток в нейтральном проводе. Если система фазных токов симметрична, то. Следовательно, если бы симметрия токов была гарантирована, то нейтральный провод был бы не нужен. Как будет показано далее, нейтральный провод обеспечивает поддержание симметрии напряжений на нагрузке при несимметрии самой нагрузки. Поскольку напряжение на источнике противоположно направлению его ЭДС, фазные напряжения генератора (см. рис. 6) действуют от точек А,В и С к нейтральной точке N; - фазные напряжения нагрузки. Линейные напряжения действуют между линейными проводами. В соответствии со вторым законом Кирхгофа для линейных напряжений можно записать ; (1) ; (2) . (3) Отметим, что всегда- как сумма напряжений по замкнутому контуру. На рис. 7 представлена векторная диаграмма для симметричной системы напряжений. Как показывает ее анализ (лучи фазных напряжений образуют стороны равнобедренных треугольников с углами при осно. вании, равными 300), в этом случае (4) Обычно при расчетах принимается . Тогда для случаяпрямого чередования фаз ,(приобратном чередовании фаз фазовые сдвиги у именяются местами). С учетом этого на основании соотношений (1) …(3) могут быть определены комплексы линейных напряжений. Однако при симметрии напряжений эти величины легко определяются непосредственно из векторной диаграммы на рис. 7. Направляя вещественную ось системы координат по вектору(его начальная фаза равна нулю), отсчитываем фазовые сдвиги линейных напряжений по отношению к этой оси, а их модули определяем в соответствии с (4). Так для линейных напряженийиполучаем:;. Соединение в треугольник В связи с тем, что значительная часть приемников, включаемых в трехфазные цепи, бывает несимметричной, очень важно на практике, например, в схемах с осветительными приборами, обеспечивать независимость режимов работы отдельных фаз. Кроме четырехпроводной, подобными свойствами обладают и трехпроводные цепи при соединении фаз приемника в треугольник. Но в треугольник также можно соединить и фазы генератора (см. рис. 8). Для симметричной системы ЭДС имеем . Таким образом, при отсутствии нагрузки в фазах генератора в схеме на рис. 8 токи будут равны нулю. Однако, если поменять местами начало и конец любой из фаз, то и в треугольнике будет протекать ток короткого замыкания. Следовательно, для треугольника нужно строго соблюдать порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой. Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рис. 9. Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим фазным. По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника определяется соотношениями Аналогично можно выразить линейные токи через фазные токи генератора. На рис. 10 представлена векторная диаграмма симметричной системы линейных и фазных токов. Ее анализ показывает, что при симметрии токов . (5) В заключение отметим, что помимо рассмотренных соединений «звезда - звезда» и «треугольник - треугольник» на практике также применяются схемы «звезда - треугольник» и «треугольник - звезда». Литература Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с. Контрольные вопросы и задачи Какой принцип действия у трехфазного генератора? В чем заключаются основные преимущества трехфазных систем? Какие системы обладают свойством уравновешенности, в чем оно выражается? Какие существуют схемы соединения в трехфазных цепях? Какие соотношения между фазными и линейными величинами имеют место при соединении в звезду и в треугольник? Что будет, если поменять местами начало и конец одной из фаз генератора при соединении в треугольник, и почему? Определите комплексы линейных напряжений, если при соединении фаз генератора в звезду начало и конец обмотки фазы С поменяли местами. На диаграмме на рис. 10 (трехфазная система токов симметрична) . Определить комплексы остальных фазных и линейных токов. Какие схемы соединения обеспечивают автономность работы фаз нагрузки? studfiles.net Измерения. 1.Подготовьте к работе электронный вольтметр В3-38 – поставьте переключатель на наибольший предел измерения с целью предохранения вольтметра от перегрузки. 2.Соберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рис.9. Пред-ложите преподавателю или лаборанту проверить правильность сборки цепи. 3.Включите установку и вольтметр в сеть. 4.Установите с помощью переменного резистора Rток в цепи поочередно 25; 30; 35; 40 мА и запишите в табл.1 соответствующие показания вольтметраUL. 5.Измерьте входное напряжение U. 6.Запишите сопротивление катушки постоянному току R0(его величина, указанная в омах, написана около ее клемм). Отметьте в табл.1, какие клеммы катушки задействованы. 7.Выключите установку и вольтметр из сети. Таблица 1 I UL U R0 Z1 Z L IL 1 Обработка результатов измерений.1.На основании закона Ома (17) вычислите полное сопротивление катушкиZ1по формуле . (19) 2.Из формулы (20) определите индуктивность Lдля каждого измерения . (20) 3.Вычислите падение напряжения на индуктивном сопротивлении IL. 4.Вычислите полное сопротивление всей цепи Z=U/I.Сравните между собойZ1, Z, XL. 5.Постройте векторные диаграммы напряжений как прямоугольный треугольник по двум сторонам: катету ILи гипотенузе U=IZ.Каков физический смысл второго катета этого треугольника? Обратите внимание, как изменяется угол1между вектором токаIи вектором напряженияUпо мере увеличения тока в цепи. 6.Вычислите разность фаз 1 между токомIи напряжениемUпо одной из формул (16), например, по формуле (21) . (21) 7.Найдите среднее значение и полуширину доверительного интервалапо Стьюденту. Результат запишите в виде прир=0,95. Измерения. 1.Соберите новую электрическую цепь по схеме, приведенной на рис.10. Предел измерения вольтметра – наибольший. Отметьте в табл.2, какой из двух конденсаторов задействован –С 1илиС2. 2.После проверки лаборантом или преподавателем правильности сборки включите установку и вольтметр в сеть. 3.Установите поочередно ток в цепи 25; 30; 35; 40 мА и запишите соответствующие ему показания вольтметра UC. 4.Измерьте входное напряжение U. 5.Выключите установку и вольтметр из сети. Обработка результатов измерения. 1.На основании закона Ома (17) определите сопротивление конденсатора переменному току Z2по формуле . (22) Можно считать, что полное сопротивление конденсатора есть емкостное сопротивление, так как его активное сопротивлениеRC, как правило, значительно меньше емкостного (почему?) и им можно пренебречь. Какова физическая природа активного сопротивления конденсатора? Таблица 2 2.Найдите полное сопротивление цепи Zдля всех измерений по формуле , где . (23) Сравните между собой Z2, Z. 3.Из формулы (23) найдите сопротивление резистора R. 4.Вычислите падение напряжения на резисторе IR. 5.Постройте векторные диаграммы напряжений, используя для этого UCиIR. Чему равна сумма этих напряжений? 6.Вычислите разность фаз 2 тока и напряжения по формуле . Измерьте угол сдвига фаз на векторных диаграммах и напишите их рядом с соответствующими векторами. Совпадает ли они с вычисленными? Какова причина зависимости разности фаз от тока? 7.Вычислите емкость конденсатора для всех измерений по формуле . (24) 8.Найдите среднее значение емкости и полуширину доверительного интервалаC. Результат запишите в виде прир=0,95. studfiles.net Проще работать, когда электрический контур снабжения дома заземлен правильно, покажем, что выход найдется всегда. Поясним, как понять, где фаза, и как узнать, где ноль. Хватайте любимый М890С! Посмотрим, как определить фазу и ноль мультиметром. Организованный правильно контур заземления дома устраняет проблемы. Во-первых, изоляция PEN желто-зеленого цвета. Спутать с коричневой (красной) фазой, синей нейтралью невозможно. Случается, проводка проложена, нарушая требования, цвета перепутаны, отсутствуют вовсе (алюминиевый кабель). Поиск фазы мультиметром осуществляем простым алгоритмом: Мультиметр Подъездный щиток располагает минимум пятью проводами, фаз три. Дальнейший процесс определяется фантазией местных электриков. Хорошие мастера вешают стикеры А, В, С, указывающие местоположение фаз. Заземление желто-зеленое, нейтраль чаще синяя. Меж соседними фазами напряжение 380 (400) вольт. Квартиры высоток иногда снабжают двумя фазами. Электрические плиты мощностью выше 10 кВт стараются разделить потребление. Уменьшаются требования к проводке. Советуем немедленно взять маркер, пометить изоляцию нужными цветами. Дом, лишенный заземления, обычно получает два провода: фазу, нейтраль. Трансформатор подстанции гонит три фазы. Сколько окажется в квартире, следует выяснить. Проблемы начнутся, когда отсутствует маркировка проводов, фаза приходит одна. Между опасными проводами напряжение составит… нуль! Отсутствует щуп-отвертка, заручившись помощью тестера как ни звони проводку, проблема останется. Требуется опорный источник, гарантированно заземленный. Подходят: Индикаторная отвертка Ввиду разнообразия методик, ненадежности рекомендуется до начала серьезных работ провести тесты. Измерить потенциал между указанными ориентирами, фазой розетки. Расстояние между ориентиром, точкой назначения велико? Берем удлинитель. Особенно хорош фильтр питания персонального компьютера, снабженный характерной подсвечивающейся кнопкой. Фаза слева, левый штырь штекера (смотря какой стороной повернуть) помечаем маркером. Затем вызваниваем с розеткой (без питания, понятное дело), делаем отметку с нужной стороны. Поясняем, можно обойтись без этого, с электрикой лучше отставить шутки. Осталось найти фазу, пользуясь помощью М890С. Ставим диапазон выше 380 вольт (между двумя фазами), начинаем измерять разность потенциалов между клеммами и щитком. Полагаем, дальнейший алгоритм понятен. Измерим нагрузку фаз. Чтобы поставить правильные автоматы, соблюсти равномерное потребление. По правилам трехфазной сети каждую ветвь загружают одинаково, избегая перекосов на стороне поставщика. Оценим, какие фазы входят в квартиру. Проще заглянуть в подъездный щиток. Неопытный человек обязан прекратить попытки лезть туда. Легко получить удар током. Дом старый — на виду увидите большую стальную пластину, которая явно соединяется с корпусом. Означенное — нейтраль. Дом питается трехфазным напряжением 380 вольт. Каждую квартиру снабжают чаще одной фазой. Тройку зажимов наблюдаем помимо заземлительной клеммы. Посмотрите, куда идут провода: автоматы, рубильники (сообразно счету квартир). Типичное количество соседей по площадке количеством три упрощает задачу анализа. Теперь знаем метод отыскания фазы мультиметром, можем смело (с осторожностью, соблюдая меры безопасности) потыкать щупами. Потрудитесь выставить правильный диапазон, не сжечь прибор. Измерениями подтвердите или опровергните предположения. Фаз две — каждую нагрузите поровну. Изучите распаячные коробки, в большинстве старых домов находящиеся под потолком (большие круглые отверстия стены). Отключив снабжение квартиры, вооружившись тестером, поймите, куда и что идет. Используйте радикальный метод – отрубите одну пробку, посмотрите, где пропало питание. Нагрузка двух фаз неравномерная — поправьте. Лучше сделать для автоматов и пробок, что положительно скажется на уменьшении стоимости оборудования распределительного щитка. В довершение по этой теме скажем, что правила работы предусматривают выполнение подобных мероприятий числом не менее двух лиц. Один обязательно страхует и готов отрубить подачу энергии, обрезать токоведущую жилу или ногой оттолкнуть страдающего от удара электричеством с опасной территории. Схема питания квартиры двумя фазами В этом разделе речь скорее пойдет о специфике трехфазных сетей. Большинство мультиметров позволяет измерять напряжение до 750 вольт переменного тока, чего вполне достаточно для работы с серьезными промышленными сетями. Каждый дом снабжается от трех фаз. А то, что в промышленности называют нейтралью, мы именуем нулевым проводом. Сети предприятий прокладывают двух типов: Освоив методики работы с трехфазным напряжением, каждый сможет лучше понять электрическую разводку многоэтажного дома. Где из-под щитка поднимаются четыре жилы: три фазы и нейтраль. Электрические сети помогают многим объектам. Автомобиль считается относительно простым устройством. Основу снабжения составляют аккумулятор 12 вольт (реально — 14,5 В), генератор, уровень выходного напряжения которого регулируется сообразно вариациям оборотов. Напряжение после выпрямления пригодно подпитывать аккумулятор бортовой сети. Активация вала генератора ведется аккумулятором через специальное регулирующее устройство. Трехфазная схема Ларионова Выпрямляемые диодным мостом схемы Ларионова фазы питают авто. Популярная сегодня методика. Диодов присутствует шесть штук. Фазы сливаются механическим объединением после выпрямления единой магистралью. Обеспечивает максимальную мощность. Чувствительные компоненты авто (бортовой компьютер), дополнительно выпрямляют нестабильный ток. Чтобы продлить срок службы устройства. Далее напряжение идет потребителям. Дворники, система индикации, освещение, зажигание. Бортовой компьютер может выдать закодированное сообщение: пора проверить датчик фаз. Элемент, работа которого использует эффект Холла, определяет положение распределительного вала двигателя. Подобными оснащают стиральные машины, оценивая скорость вращения. Авто определяет угловое положение вала. Датчик выдает импульсы, оценивая параметры которых компьютер получит нужную информацию. Сенсорами авто напичкан. На две клеммы подается питание, третья формирует сигнал. Для проверки посмотрим схему: местонахождение узлов. Затем вплотную займемся прозвонкой. Имитируя условия формирования импульсов, пользуйтесь постоянным магнитом. Вопрос, как определить фазу и ноль мультиметром на авто, отпадает. Опорой служит корпус автомобиля — масса. Понятное дело, генератор работает только при запущенном двигателе. Внутри квартиры ищем фазу и нуль, здесь масса задана априори. Можно вызванивать пробитую изоляцию (например, диодов выпрямительного моста). На авто проще простого измерить три фазы мультиметром. Действующее значение косвенно сказали. Порядка 20 вольт (учитывая потери неидеального моста). Китайские мультиметры настроены работать, даже если неправильно поставлены щупы. Сломать прибор случайно остерегайтесь. Избегайте способа: воткнуть черный провод в разъем измерения высоких токов, красный – на свое место. Попытаетесь измерить переменное напряжение высоковольтной линии — ремонт обеспечен. Нельзя применять неправильные диапазоны. Зарекитесь пытаться измерить переменное напряжение, применив шкалу постоянного. Проверка фаз станет последней в жизни мультиметра. Прибор выводится из строя большим напряжением переменной полярности. Прочее (к примеру, неправильная полярность щупов) не так страшно. vashtehnik.ru Несимметричные режимы в простейших характерных случаях (короткое замыкание
и холостой ход) могут быть проанализированы на основе построения векторных диаграмм. Рассмотрим режимы обрыва и короткого замыкания фазы при соединении в звезду
для трех- и четырехпроводной систем. При этом будем проводить сопоставление
с симметричным режимом работы цепи, фазные напряжения и токи в которой будут
базовыми. Для этой цепи (см. рис.1,а) векторная диаграмма токов и напряжений
приведена на рис. 1,б (принято, что нагрузка При обрыве фазы А нагрузки приходим к векторной диаграмме на рис. 2. В этом случае При коротком замыкании фазы А (трехпроводная система) имеет место векторная
диаграмма на рис. 3. Из нее вытекает: При обрыве фазы А в четырехпроводной системе (нейтральный провод на рис. 1,а
показан пунктиром, а вектор тока Симметричный трехфазный приемник при соединении в треугольник и соответствующая
этому случаю векторная диаграмма напряжений и токов приведены на рис. 4. Здесь при том же способе соединения фаз генератора При обрыве провода в фазе А-В
нагрузки, как это видно из схемы на рис. 5, Цепь при обрыве линейного провода А-А’ и соответствующая этому случаю векторная
диаграмма приведены на рис.6. Здесь Мощность в трехфазных цепях Мгновенная мощность трехфазного источника энергии равна сумме мгновенных мощностей
его фаз: Активная мощность генератора, определяемая как среднее за период значение мгновенной
мощности, равна Соответственно активная мощность трехфазного приемника с учетом потерь в сопротивлении
нейтрального провода реактивная и полная Суммарная активная мощность симметричной трехфазной системы Учитывая, что в симметричном режиме для звезды имеют место соотношения и для треугольника - на основании (1) для обоих способов соединения фаз получаем где j - угол сдвига между фазными напряжением и током. Аналогично Докажем теперь указанное ранее свойство уравновешенности двухфазной системы
Тесла и симметричной трехфазной системы. 1. Двухфазная система Тесла В соответствии с рис. 7 С учетом (2) и (3) Таким образом, суммарная мгновенная мощность фаз есть величина постоянная, равная суммарной активной мощности источника. 2. Симметричная трехфазная цепь Тогда Отсюда т.е. и для симметричной трехфазной цепи свойство уравновешенности доказано. Измерение мощности в трехфазных цепях Ниже рассмотрены практические схемы включения ваттметров для измерения мощности
в трехфазных цепях. 1. Четырехпроводная система, несимметричный режим. Представленная на рис. 8 схема называется схемой трех ваттметров. Суммарная активная мощность цепи определяется как сумма показаний трех ваттметров 2. Четырехпроводная система, симметричный режим. Если режим работы цепи симметричный, то для определения суммарной активной
мощности достаточно ограничиться одним ваттметром (любым), включаемым по схеме
на рис. 8. Тогда, например, при включении прибора в фазу А, 3. Трехпроводная система, симметричный режим. При отсутствии доступа к нейтральной точке последняя создается искусственно с помощью включения трех дополнительных
резисторов по схеме «звезда», как показано на рис. 9 – схема ваттметра с
искусственной нейтральной точкой. При этом необходимо выполнение условия
4. Трехпроводная система, симметричный режим; измерение реактивной мощности. С помощью одного ваттметра при симметричном режиме работы цепи можно измерить
ее реактивную мощность. В этом случае схема включения ваттметра будет иметь
вид по рис. 10,а. Согласно векторной диаграмме на рис. 10,б измеряемая прибором
мощность Таким образом, суммарная реактивная мощность 5. Трехпроводная система, несимметричный режим. Представленная на рис. 11 схема называется схемой двух ваттметров. В ней сумма
показаний приборов равна суммарной активной мощности цепи. Тогда В заключение отметим, что если в схеме на рис. 11 имеет место симметричный
режим работы, то на основании показаний приборов можно определить суммарную
реактивную мощность цепи Литература Контрольные вопросы и задачи Ответ: Ответ: в два раза. Ответ: Определить показание ваттметра. Ответ: Определить показания ваттметров. Ответ: www.toehelp.ru Наиболее просто угол сдвига по фазе тока и напряжения можно изменять с помощью переключательного фазорегулятора, переключающего фазы напряжения питания трехфазной системы. Подавая на одну из цепей одно междуфазное напряжение, а на вторую другое, в зависимости от их сочетания можно получить шесть разных значений углов сдвига по фазе от 0 до 360° через 60° (таблице 1). Тем же способом, используя дополнительно фазные напряжения, можно изменять углы ступенями через каждые 30°, как показано в таблице 2 (всего 12 значений углов от 0 до 360°). Таблица 1 – Значения углов сдвига Для того чтобы не ошибиться при переключении фаз напряжения и выполнять их быстро, целесообразно использовать специальный переключатель с заранее выполненным монтажом. Недостатком переключательного фазорегулятора является ступенчатое регулирование, что, как правило, не позволяет точно определить угол срабатывания проверяемого реле. Таблица 2 – Значения углов сдвига Для плавного регулирования угла переключательный фазорегулятор дополняется потенциометром, с помощью которого можно изменять угол в пределах 0—60°. Таким образом, переключая коммутатором междуфазные напряжения, изменяют угол ступенями через 60°, а перемещая движок потенциометра, осуществляют плавное регулирование угла в пределах каждой ступени. Регулирование угла плавно потенциометром в пределах 0—60° производится следующим образом (рисунок 7). К токовой обмотке реле подводится ток 1ВС, совпадающий с направлением вектора междуфазного напряжения UBC. К одному зажиму обмотки напряжения реле подключается фаза С, а к другому — движок потенциометра, включенного между фазами А и В. Если установить движок потенциометра в крайнее нижнее положение, то на реле будет подано напряжение UBC, а угол между током и напряжением fi будет равен нулю. При перемещении движка потенциометра в крайнее верхнее положение к обмотке напряжения реле будет подведено напряжение UAC, при, этом угол между напряжением и током в токовой обмотке реле будет равен 60° (рисунок 7, б). Очевидно, что промежуточным положениям движка потенциометра будут соответствовать промежуточные значения угла от нуля до 60°. Переключая фазы напряжения в соответствии с таблица 1 и перемещая движок потенциометра, можно плавно изменять угол от нуля до 360°. Вместо потенциометра в схеме на рисунке 7 можно использовать автотрансформатор. Недостатком рассмотренного способа плавного регулирования угла является то, что величина напряжения, снимаемого с потенциометра, изменяется при перемещении движка.- В крайних положениях движка напряжение на выходе равно междуфазному напряжению, а в среднем положении в 1,15 раза меньше. Рисунок 7 – Плавное регулирование угла между током и напряжением с помощью потенциометра: а — схема проверки реле направления мощности; б — диаграмма, поясняющая принцип работы фазорегулятора. Переключательный фазорегулятор с регулировочными автотрансформаторами типа ЛАТР-2 ЦЛЭМ Мосэнерго, который состоит из переключателя и двух автотрансформаторов, лишен недостатка, отмеченного выше. Он позволяет поддерживать постоянное напряжение на выходе фазорегулятора при изменении угла и изменять напряжение при постоянном значении угла. Изменение угла ступенями через 60° производится с помощью переключателя, подающего на вход устройства разные сочетания напряжений (рисунок 8). Плавное регулирование угла в пределах каждой ступени осуществляется автотрансформатором «регулятор угла» (РУ на рисунке 8), включенным так же, как и потенциометр на рисунке 7. На выход регулятора угла (между его щеткой Щ и третьей фазой цепей напряжения) подключен второй автотрансформатор «регулятор напряжения» (РН на рисунке 8), с помощью которого поддерживается постоянное по величине напряжение на выходе фазорегулятора при изменении угла. С помощью регулятора напряжения можно также регулировать величину напряжения на выходе фазорегулятора при постоянном угле. Рисунок 8 – Схема переключательного фазорегулятора с регулировочными автотрансформаторами типа ЛАТР-2. Фазорегулятор имеет специальное устройство для компенсации изменения величины напряжения при регулировании угла, выполненное с помощью дополнительной щетки ДЩ, установленной на регуляторе напряжения. Дополнительная щетка связана с щеткой регулятора угла системой рычагов и при повороте щетки регулятора угла перемещается в таком направлений, чтобы изменением числа витков первичной обмотки компенсировать изменение напряжения, подводимого от регулятора угла к регулятору напряжения. Конструкция регулятора угла выполнена так, что одновременно с переключением фаз переключателем П осуществляется переключение концов обмотки регулятора угла, после чего отсчет углов ведется по обратной шкале, нанесенной под головкой регулятора угла. Особенностью данного фазорегулятора является также-то, что напряжение с переключателя подается не на выводы обмотки регулятора угла, а только на часть обмотки (точки а и б на рисунке 8). Благодаря такому включению обеспечивается удобство отсчета пограничных углов, так как зона регулирования расширяется на 5—7° от 60° на каждой ступени. Рисунок 9 – Регулирование угла между током и напряжением с помощью индукционного фазорегулятора. Для того чтобы при переключении переключателя с одной ступени на другую не нужно было возвращать щетку регулятора угла в исходное положение, одновременно с переключением фаз переключателем переключаются концы обмотки регулятора угла, и отсчет углов ведется по обратной шкале, нанесенной под головкой регулятора угла. Индукционный фазорегулятор. Для регулирования угла применяется также индукционный фазорегулятор (рисунок 9), представляющий собой асинхронный двигатель с заторможенным фазным ротором. Такой электродвигатель работает как трансформатор, у которого обмотка статора является первичной, а ротора — вторичной. Особенность этого трансформатора состоит в том, что при изменении угла поворота обмотки ротора относительно обмотки статора от нуля до 360° в таких же пределах изменяется угол между первичным и вторичным напряжениями. Поэтому такое устройство называют поворотным трансформатором или фазорегулятором. diplomka.netАппаратура для регулирования угла между током и напряжением. Как измерить угол между током и напряжением в трехфазной видео
Сдвиг фаз переменного тока и напряжения
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Чередование фаз | Заметки электрика
Фазоуказатель ФУ-2
Проверка чередования (следования) фаз на стенде
Зачем необходимо проверять чередование фаз?
Лекция n17 Расчет трехфазных цепей
Упражнение 1 Измерение индуктивности катушки и угла сдвига фаз между током и напряжением в rl-цепи
Упражнение 2 Определение емкости конденсатора и угла сдвига фаз между током и напряжением в rc-цепи
методы и инструкции, правила, советы и предостережения
Простейшие методики нахождения фазы, нуля мультиметром
Правильно измерить потребление фазы
Как измерить трехфазное напряжение мультиметром
Фазы автомобиля
Ошибки пользователей мультиметра
Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов (Лекция №18)
носит активно-индуктивный характер).
Здесь 
. 
; 
; 
; 
; 
.
- пунктиром на рис. 1,б) 
; 
; 
.
; 
; 
; 
; 
; 
.
; 
, при этом сами токи 
и 
в силу автономности режима работы
фаз при соединении нагрузки в треугольник такие же, как и в цепи на рис. 4,а. Таким образом,
; 
; 
.
; 
; 
.
.
.
,
.
. (1)
,
(2)
.(3)
.
,
.
.(4)
, где 
- собственное сопротивление обмотки
ваттметра. Тогда суммарная активная мощность трехфазной системы определяется
согласно (4).
.
.(5)
.
.
соединена в звезду. Линейное напряжение
.
.
. 
.Аппаратура для регулирования угла между током и напряжением
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: