Последовательное соединение элементов (неразветвленная цепь)2 L 2 R

Последовательное соединение элементов (неразветвленная цепь)2 L 2 R UUU LRUUU Действующее значение RU U I LUРади простоты принимаем 0 i

Действующее значение. CRUUU 2 С 2 R UUU CU IRU UНапряжение на зажимах цепи

RU CU U I LU

Значение напряжения на зажимах этой цепи равно сумме значений трех составляющих: Действующее значение 2 CL 2 R)U(UUU CLRUUUU RU CU U I LU

— полное сопротивление цепи Х=Х L -X C – реактивное сопротивление 2 CL 222 )X(XRXR I U Z

Разность фаз напряжения и тока R XX arctg RX arctg CLiu

В зависимости от соотношения между индуктивным и емкостным сопротивлениями в данной цепи возможны 3 режима работы. Активно-индуктивный режим. CL XX 0 X CL UU 0 Ради простоты принимаем 0 i RU CULU U I

Активно-емкостный режим. LUCL XX CL UU 0 X 0 CU IRU U

Резонанс напряжений. CL XX CL UU 0 X 0 UUR LU CU I

При резонансе напряжений полное сопротивление минимально. RXXRZCLрез 22 )( В связи со снижением полного сопротивления значение силы тока максимально R U I рез

Активная мощность, Вт: P = U I cos φ = U R I = I 2 R Реактивная мощность, вар: Полная мощность, ВА: S = U I = I 2 Z = 22 QP c. L 2 C 2 L 2 CL 2 QQIXIX)IX(XXIUIsin. Q

Коэффициент мощности — отношение активной мощности P к полной мощности S , потребляемой цепью, т. е. При cos φ = 1 ( φ = 0) имеем наиболее благоприятный режим (по энергетическим соображениям) работы системы (цепи, устройства, цеха и т. д. ). В этом случае вся подводимая полная мощность S = UI , например, к цеху преобразуется в тепловую (механическую, световую и т. д. ) энергию, т. е. используется полезно. Z R S P cos

Допустимая минимальная величина коэффициента мощности cos φ нагрузки цеха, участка и т. п. определена ГОСТом: Для повышения значения коэффициента мощности cos φ , например, цеховой нагрузки, носящей, как правило, резистивно-индуктивный характер, подключают параллельно нагрузке батарею конденсаторов, уменьшая тем самым полную реактивную мощность Q нагрузки 8, 0 cos

Цепь с параллельными ветвями Рассмотрим разветвленную цепь, состоящую из двух ветвей. Ток неразветвленной части цепи может быть определен по закону Ома: I = U/Z = UY , где Y -полная проводимость цепи. 22 BG Z 1 Y

Цепь с параллельными ветвями 22 BG Z 1 Y Активная проводимость цепи G равна арифметической сумме активных проводимостей параллельных ветвей: 2 2 1 1 21 ZR ZR GGG

Цепь с параллельными ветвями 22 BG Z 1 Y Реактивная проводимость цепи B равна разности индуктивных и емкостных проводимостей параллельных ветвей. 2 2 C 2 1 L CL ZX ZX

B L =B C Y=GU L ICI IIRРезонанс токов φ =0 Цепь обладает только активной мощностью.

Компенсация реактивной мощности Идея компенсации реактивной энергии индуктивного потребителя заключается в подключении к нему емкостного потребителя, в результате чего потребление реактивной энергии всей установкой уменьшается. Схема замещения индуктивного потребителя содержит резистивный и индуктивный элементы с сопротивлениями R и X L , активная мощность Р и напряжение U потребителя заданы.

Компенсация реактивной мощности Ток потребителя I п отстает по фазе от напряжения U на угол φ п и может быть представлен как сумма двух составляющих: активной I a и реактивной I p. Активная составляющая тока I a определяет его активную мощность Р= UI a и при заданных значениях P и U должна остаться неизменной. Возможно уменьшение реактивной составляющей тока I р.

Компенсация реактивной мощности Необходимо включить параллельно индуктивному потребителю батарею конденсаторов, чтобы повысить коэффициент мощности потребителя cos φ п до заданного значения cos φ.

Компенсация реактивной мощности Ток батареи конденсаторов I C , которая подключается параллельно индуктивному потребителю, должен быть равен разности реактивных составляющих токов потребителя до компенсации I p и после компенсации I p 1. )tg(tg. IIII пa aпap 1 p.

Компенсация реактивной мощности С другой стороны, ток I C =U/X C , I a =P/U Тогда Откуда искомое значение емкости конденсатора )tg(tg U P Uп. C )tg(tg ωU P C п 2 Обычно при помощи батареи компенсацию реактивной мощности осуществляют до cos φ =0, 90 0, 95.