Основы электротехники Расчет простых цепей постоянного тока Расчёт разветвлённой электрической цепи Метод межузлового напряжения Построение потенциальной диаграммы Электрические цепи переменного тока

Основы электротехники (теория электрических цепей)

Количество электрической энергии, превращающейся в потребителе в другой вид энергии, зависит от средней мощности P за период переменного тока, которая называется активной мощностью, измеряется в ваттами ваттах (Вт) и может быть определена из выражения

. (2.11)

Сравнивая выражения (2.10) и (2.11), можно отметить, что постоянная составляющая мгновенной мощности равна активной мощности цепи. Измеряется активная мощность с помощью ваттметров.

Для характеристики скорости обмена энергией между реактивными элементами и сетью используется понятие  реактивной мощности, под которой подразумевается амплитудное значение мгновенной мощности на этих элементах. Для определения реактивной мощности можно использовать  следующие выражения: Методики анализа и расчета выпрямителей Анализ работы выпрямителя гармонического напряжения при нагрузке, начинающейся с емкостного элемента Проведем анализ работы выпрямителя гармонического напряжения с нагрузкой, начинающейся с емкостного элемента, и рассмотрим процессы в многофазных схемах выпрямителей. Возьмем в качестве вентиля идеализированный диод с потерями, а в трансформаторе учтем только сопротивления обмоток.

, (2.12)

где

U, I

действующие значения напряжения и тока на участке цепи, для которого рассчитывается реактивная мощность;

 j

угол сдвига фаз между напряжением и током на данном участке;

xL, xC

индуктивное и емкостное сопротивления рассматриваемого участка.

Единицей измерения реактивной мощности служит вольт-ампер реактивный (вар), а измеряется эта мощность варметрами.

Полная мощность цепи переменного тока

. (2.13)

Единицей измерения полной мощности служит вольт-ампер (ВА).

Некоторые цепи, несмотря на наличие реактивных элементов, ведут себя по отношению к источнику питания как чисто активное сопротивление. Такое явление в цепи переменного тока называется резонансом. При резонансе напряжение и ток, потребляемый такой цепью, совпадают по фазе, а реактивная мощность всей цепи равна нулю. Основными видами резонанса являются резонанс напряжений при последовательном и резонанс токов при параллельном соединении элементов с индуктивностью и емкостью.

При последовательном соединении катушки индуктивности с индуктивным сопротивлением xL и конденсатора с емкостным сопротивлением xC резонанс напряжений возникает при равенстве между собой индуктивного и емкостного сопротивлений, xL = xC. Поэтому при данном резонансе полное сопротивление последовательной цепи

, (2.14)

где

r

активное сопротивление в рассматриваемой ветви, например, сопротивление провода, из которого намотана катушка индуктивности.

Анализируя выражение (2.14), можно отметить, что полное сопротивление последовательной цепи при резонансе достигает минимального значения, а ток максимален. С увеличением тока повышается напряжение на элементах цепи и при резонансе оно достигает максимума. Особенностью рассматриваемого резонанса является возможность появления перенапряжений на реактивных элементах цепи, когда напряжения на катушке индуктивности и конденсаторе во много раз превышают напряжение источника питания. Такой случай возможен при xL = xC >> r.

4.2.5.5. Ударный ток, протекающий в полупроводниковом приборе, (iуд) в амперах следует определять с учетом m параллельных ветвей в цепи группового вентиля, используя формулу (36).

4.2.5.6. Тепловое действие тока КЗ на полупроводниковый прибор следует проверять, используя соотношение

, (49)

где tk - продолжительность короткого замыкания, с, которая, в зависимости от отношения R/X короткозамкнутой цепи, составляет 12-15 мс.

4.2.5.7. При учете вероятности отказа или неуспешной работы электронной защиты вентилей (тиристоров) токи при КЗ полюсов выпрямителя следует рассчитывать, как указано в пп. 4.2.3 и 4.2.4.

4.2.5.8. Если управляемый выпрямитель имеет быстродействующую систему регулирования углов включения (без блокировки импульсов управления), то токи КЗ в произвольный момент времени следует рассчитывать методом математического моделирования переходных процессов с применением ЭВМ.

Допускается применение отраслевых программ.


Основные понятия о магнитных цепях