Загрузка...Векторная диаграмма электрического счетчика
Векторные диаграммы токов и напряжений: правила построения диаграмм, онлайн построение
Цифровое представление динамических процессов затрудняет восприятие, усложняет расчет выходных параметров после изменения условий на входе или в результате выполненной обработки. Векторная диаграмма токов и напряжений помогает успешно решать обозначенные задачи. Ознакомление с теорией и практическими примерами поможет освоить данную технологию.
Диаграмма, поясняющая процесс короткого замыкания в трехфазной цепи счетчика электроэнергии
Разновидности векторных диаграмм
Для корректного отображения переменных величин, которые определяют функциональность радиотехнических устройств, хорошо подходит векторная графика. Подразумевается соответствующее изменение основных параметров сигнала по стандартной синусоидальной (косинусоидальной) кривой. Для наглядного представления процесса гармоническое колебание представляют, как проекцию вектора на координатную ось.
С применением типовых формул несложно рассчитать длину, которая получится равной амплитуде в определенный момент времени. Угол наклона будет показывать фазу. Суммарные влияния и соответствующие изменения векторов подчиняются обычным правилам геометрии.
Различают качественные и точные диаграммы. Первые применяют для учета взаимных связей. Они помогают сделать предварительную оценку либо используются для полноценной замены вычислений. Другие создают с учетом полученных результатов, которые определяют размеры и направленность отдельных векторов.
Круговая диаграмма
Допустим, что надо изучить изменение параметров тока в цепи при разных значениях сопротивления резистора в диапазоне от нуля до бесконечности. В этой схеме напряжение на выходе (U) будет равно сумме значений (UR и UL) на каждом из элементов. Индуктивный характер второй величины подразумевает перпендикулярное взаимное расположение, что хорошо видно на части рисунка б). Образованные треугольники отлично вписываются в сегмент окружности 180 градусов. Эта кривая соответствует всем возможным точкам, через которые проходит конец вектора UR при соответствующем изменении электрического сопротивления. Вторая диаграмма в) демонстрирует отставание тока по фазе на угол 90°.
Линейная диаграмма
Здесь изображен двухполюсный элемент с активной и реактивной составляющими проводимости (G и jB, соответственно). Аналогичными параметрами обладает классический колебательный контур, созданный с применением параллельной схемы. Отмеченные выше параметры можно изобразить векторами, которые расположены постоянно под углом 90°. Изменение реактивной компоненты сопровождается перемещением вектора тока (I1…I3). Образованная линия располагается перпендикулярно U и на расстоянии Ia от нулевой точки оси координат.
Заказать решение ТОЭ
- Метрология Электрические измерения
- Пигарев А.Ю. РГЗ по электротехнике и электронике в Multisim
- Теория линейных электрических цепей ТЛЭЦ — Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: задание на контрольные работы № 1 и 2 с методическими указаниями для студентов IV курса специальности Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте — Контрольная работа №1
- — Контрольная работа №2
- — Электротехника и основы электроники: Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений / Соколов Б.П., Соколов В.Б. – М.: Высш. шк., 1985. – 128 с, ил — Контрольная работа № 1 Электрические цепи
- — Артеменко Ю.П., Сапожникова Н.М. Теоретические основы электротехники: Пособие по выполнению курсовой работы МГТУ ГА 2009
Советуем изучить Mimo антенна 4g lte своими руками
Технические характеристики
Срок службы прибора
Согласно техническим условиям, нормативная продолжительность эксплуатации устройства составляет 32 года, показатель ресурса – 141000 часов. В течение 2-х первых лет службы на прибор предоставляется гарантия изготовителя, допускающая замену в случае выявления заводского брака или бесплатный ремонт.
Межповерочный интервал
Величина межповерочного интервала – 16 лет. Первоначальную поверку проводит изготовитель. Все результаты заносятся в паспортную документацию. Если устройство подвергается ремонту, необходима внеочередная поверка. Указанные работы должны производиться сотрудниками организации, имеющей соответствующее разрешения и полномочия.
Стоимость счётчика
Счётчик отличается невысокой розничной ценой – около 600 рублей. Его можно приобрести в специализированном магазине или заказать по интернету.
Резонанс токов
Резонанс токов наблюдается в цепях, где индуктивность и емкость соединены параллельно.
Явление заключается в протекании токов большой величины между конденсатором и катушкой, при нулевом токе в неразветвленной части цепи. Это объясняется тем, что при достижении резонансной частоты общее сопротивление Z возрастает. Или простым языком звучит так – в точке резонанса достигается максимальное общее значение сопротивления Z, после чего одно из сопротивлений увеличивается, а другое снижается в зависимости от того растет или снижается частота. Это наглядно отображено на графике:
В общем, всё аналогично предыдущему явлению, условия возникновения резонанса токов следующие:
- Частота питания аналогична резонансной у контура.
- Проводимости у индуктивности и ёмкости по переменному току равны BL=Bc, B=1/X.
Для чего используются векторные анализаторы цепей
Для чего нужны векторные анализаторы электрических цепей? Есть три задачи, которые они решают.
Основная задача — это измерение характеристик активных и пассивных радиоустройств, таких как: аттенюаторы, усилители, фильтры, антенны, фидеры, волноводы, преобразователи частоты и многие другие компоненты, используемые в различных схемах. Без преувеличения можно сказать, что векторные анализаторы цепей являются одним из важных факторов развития современных телекоммуникаций.
Примеры радиоустройств, для проверки которых применяют анализаторы цепей.
Вторая задача — это измерение уровня поглощения и отражения радиоволн от различных материалов, например элементов конструкции самолётов или ракет, специальных покрытий и красок. Для выполнения этого вида измерений, к портам анализатора цепей необходимо подключить передающую и приёмную антенны. На фотографии ниже показан пример измерения эффективной площади отражения радиоволн тестового образца (находится в верхней-левой части фотографии). Измерение выполняется с помощью векторного анализатора Anritsu VNA Master серии MS20xxC.
Пример измерения эффективной площади отражения радиоволн от тестового образца.
Третья задача — это измерения в пищевой, химической и медицинской промышленности. Благодаря своей возможности измерять диэлектрическую постоянную, добротность и тангенс угла потерь различных веществ, векторные анализаторы цепей применяются для измерения влажности зерна, качества нефти и множества других важных параметров, которые, на первый взгляд, никак не связаны с радиоизмерениями.
Аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в звезду
Аварийными являются режимы, возникают при коротких замыканиях в нагрузке или в линиях и обрыве проводов. Остановимся на некоторых типичных аварийных режимах.
Обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке
В симметричном режиме IN = 0, поэтому обрыв нейтрального провода не приводит к изменению токов и напряжений в цепи и такой режим не является аварийным. Однако, при несимметричной нагрузке IN ¹ 0, поэтому обрыв нейтрали приводит к изменению всех фазных токов и напряжений. На векторной диаграмме напряжений точка «0» нагрузки, совпадающая до этого с точкой «N» генератора, смещается таким образом, чтобы сумма фазных токов оказалась равной нулю (рис.3). Напряжения на отдельных фазах могут существенно превысить номинальное напряжение.
Обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме с нулевым проводом
При обрыве провода, например, в фазе А ток этой фазы становится равным нулю, напряжения и токи в фазах В и С не изменяются, а в нулевом проводе появляется ток
IN = IB + IC. Он равен току, который до обрыва протекал в фазе А (рис. 4).
Обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме без нулевого провода
При обрыве, например, фазы А сопротивления RA и RB оказываются соединёнными последовательно и к ним приложено линейное напряжение UBC. Напряжение на каждом из сопротивлений составляет 
от фазного напряжения в нормальном режиме. Нулевая точка нагрузки на векторной диаграмме напряжений смещается на линию ВС и при RB = RC находится точно в середине отрезка ВС (рис.5)
Короткое замыкание
При коротком замыкании фазы нагрузки в схеме с нулевым проводом ток в этой фазе становится очень большим (теоретически бесконечно большим) и это приводит к аварийному отключению нагрузки защитой. В схеме без нулевого провода при замыкании, например, фазы А, нулевая точка нагрузки смещается в точку «А» генератора. Тогда к сопротивлениям фаз В и С прикладываются линейные напряжения. Токи в этих фазах возрастают в 
раз, а ток в фазе А – в 3 раза (рис. 6).
Короткие замыкания между линейными проводами и в той и в другой схеме приводят к аварийному отключению нагрузки.
Лабораторная работа № 13
Трёхфазная нагрузка, соединённая по схеме «ЗВЕЗДА»
Цель работы:
Исследовать трёхфазную цепь, соединённую по схеме «ЗВЕЗДА», в различных
Для трёхфазной цепи с соединением «ЗВЕЗДА» при симметричной и несимметричной нагрузках измерьте с помощью мультиметра действующие значения фазных и линейных напряжений и ток в нейтральном проводе. Вычислите линейные токи и мощности фаз. Постройте в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов.
1.Соберите цепь с симметричной нагрузкой (RA= RB= RC=1кОм) согласно схеме.
2.Измерьте действующие значения напряжений и тока в нейтральном проводе согласно табл. 1 и вычислите токи и мощности фаз.
3.Повторите измерения и вычисления для несимметричной нагрузки (RA=1 кОм,
RB=680 Ом, RC=330 Ом).
4.Постройте в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов.
