Цепи синусоидального тока. Резонансные цепи. Голобородько Е.И. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

22
Предположим, что поставщик электроэнергии поставил трансформатор
рассчитанный на напряжение 220 вольт при токе 1000 ампер. Тогда можно
говорить о том, что к этому трансформатору можно было бы подключить
потребителей общей мощностью 220 В·1000 А = 220 000 Вт или 220 кВт.
Поставщик при этом каждый час получал бы плату за 220 киловатт-часов
электроэнергии. Однако, установки на предприятии часто
содержат катушки
(обмотки электродвигателей это катушки, электромагниты, это катушки и т.д.).
Катушки обладают индуктивностью, поэтому ток через них, как правило,
отстает по фазе от напряжения и, стало быть, увеличивает значение φ. Если
найдется потребитель, который будет потреблять энергию с большим сдвигом
фаз φ между током и напряжением, например таким
, что cos(φ) окажется
равным 0,5, то при токе 1000 ампер он будет загружать обмотки
трансформатора полностью (на больший ток они не рассчитаны), а активная
мощность при этом окажется P = U·I·cos(φ) =220 В·1000 А·0,5 = 220 000 Вт·0,5
= 110 кВт, т.е. вдвое меньше предположенной вначале. Соответственно
поставщик при полной загрузке трансформатора будет получать плату за
поставку электроэнергии вдвое
меньшую. Чтобы получать плату за 220 кВт в
час со второго такого же потребителя ему теперь придется ставить второй
такой же трансформатор. Это же касается и нагрузки распределительной сети,
линии передачи электроэнергии и даже самой ее выработки, т.е. мощности и
загруженности генераторов. Поэтому от потребителя энергии требуют, чтобы
он использовал
энергию с малым сдвигом фаз, с большим cos(φ), которому
приходится придавать такое серьезное значение, что он получил особое
название: коэффициент мощности. За плохой cos(φ) потребителя штрафуют и
он вынужден принимать меры для его улучшения. Одной из таких мер
является настройка производственного участка или цеха или даже целого
завода в резонанс, подключив
к нему параллельно конденсатор нужной емкости
для компенсации положительного сдвига фаз, создаваемого индуктивностями
производственных установок. Эквивалентная схема замещения такого
потребителя с компенсирующим конденсатором выглядит так же, как
рассмотренная в предыдущих разделах схема параллельного соединения R, L, C
или катушки с конденсатором. Как мы уже знаем, при резонансе токов
потребляемый от источника ток оказывается
наименьшим. Понятно, что если
бы в рассмотренном нами случае потребитель при неизменной активной
составляющей тока, а стало быть и при неизменной активной мощности довел
коэффициент мощности до единицы, а выше единицы cos(φ), как мы знаем, не
бывает, то потребляемый им ток снизился бы до 500 ампер, и поставщик смог
бы подключить к
этому же трансформатору второго такого же потребителя с
соответствующей оплатой за такое же количество электроэнергии (еще
110 кВт·ч в час), не покупая и не устанавливая второй трансформатор.

Страницы