Общая электротехника. Курахтина Г.С. - 76 стр.

    2.1.22. Влияние коэффициента мощности ( cos ϕ ) на использование мощности ис-
точника электрической энергии (генератора, трансформатора)

      Каждая электрическая машина характеризуется своей мощностью, которая называ-
ется номинальной мощностью.
      Номинальная мощность определяется наибольшей допустимой температурой на-
грева, обусловленной потерями энергии в самой машине (в магнитопроводе и обмотках).
Потери энергии в магнитопроводе машины вызываются вихревыми токами и гистерези-
сом. Эти потери зависят от величины магнитного потока машины, а магнитный поток
определяется напряжением.
      Потери в обмотках машины пропорциональны квадрату тока. Таким образом, потери в
машине, а следовательно, и ее температура определяются величиной ее напряжения и тока и
не зависят от угла сдвига фаз между ними. Отсюда и введены понятия номинального тока I H и
номинального напряжения U H – это наибольшие длительно-допустимые величины для данной
машины. Номинальная мощность и есть произведение номинального напряжения на номи-
нальный ток, а это будет полная, или кажущаяся, мощность ( S H = I HU H ) , измеряемая в ВА.
      Полное использование мощности генератора (трансформатора) возможно при его
работе с номинальным напряжением, номинальным током и при cos ϕ , так как в этом
случае он развивает наибольшую активную мощность, равную кажущейся мощности:
                                P = U H I H cos ϕ = U H I H = S H .
      В этом случае генератор вырабатывает и отдает наибольшее длительно-допустимое
количество энергии. При cos ϕ < 1 и номинальном токе генератор дает энергии меньше,
чем он мог бы дать. Больше энергии он не может дать, так как для этого надо увеличить
ток (который станет больше номинального), что приведет к перегреву генератора. При
cos ϕ < 1 в составе тока генератора, помимо активной составляющей I a , которая и уча-
ствует в преобразовании электрической энергии в другой вид энергии, есть еще реак-
тивный ток I p , который не участвует в преобразовании электрической энергии в другой
вид энергии, но нагревает соединительные провода и обмотку генератора. Наличие этого
тока вызывает неоправданные потери энергии в проводах и генераторе.
      Чтобы полностью использовать генератор, электростанцию, сети, надо разгрузить
их от реактивного тока, но реактивный ток необходим двигателям и аппаратам, ибо он
обусловливает наличие в них магнитного потока, без которого машины и аппараты ра-
ботать не могут. Источником реактивного тока лучше использовать не генератор и
трансформатор, а другое устройство, которое не вырабатывает электрическую энергию.
Устанавливать это устройство надо вблизи потребителя реактивного тока, благодаря че-
му от реактивного тока будет разгружена и линия электропередач. Такими устройствами
являются конденсаторы и синхронные компенсаторы.
      Если бы ток такого конденсатора был равен реактивному (индуктивному) току по-
требителя, то общий ток конденсатора и индуктивного потребителя был бы чисто актив-
ным, только он поступал бы от генератора через сеть к данным потребителям. Установка
работала бы с коэффициентом мощности, равным единице, что позволило бы использо-
вать электростанцию и сеть на полную мощность.


                                   2.2. Трехфазный ток


     2.2.1. Общие понятия

      В предыдущем разделе рассмотрена теория однофазной системы (однофазного то-
ка), в которой имеется только один источник электрической энергии. Однофазные сис-
темы (однофазный ток) применяются для питания только маломощных потребителей.
                                               76