Решение задач этой группы требует знаний учебного материала
темы 1 5, умения решать однофазные неразветвленные цепи, знать в трехфазных цепях соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при соединении потребителей «звездой» и «треугольником» и строить векторные диаграммы.
Пример 2. В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А - индуктивный элемент с индуктивностью L A=31,8 мГн, в фазу В - резистор с сопротивлением R B=30 Ом и ёмкостный элемент с ёмкостью C B=795 мкф, в фазу C – резистор с сопротивлением R С = 10 Ом. Линейное напряжение сети Uном=380В
Определить фазные токи I A , I B , I C, активную мощность
цепи Р , реактивную мощность Q и полную мощность S, частота сети f=50Гц
Построить векторную диаграмму и по ней определить ток в нейтральном проводе.
Схема цепи дана на рис. 2.
Решение
Дано:
Определить: I A, I B, I C, P, Q, S, I N.
1. Определяем фазные напряжения:
В четырехпроводной цепи при любой нагрузке фаз выполняется соотношение:
2. Определяем сопротивление индуктивного элемента L A:
З. Определяем сопротивление емкостного элемента в фазе В:
4. Определяем полное сопротивление в фазе В:
5. Находим фазные токи, применяя закон Ома для участка цепи:
6. Определяем активную мощность фазы А:
7. Определяем активную мощность фазы В:
8. Определяем активную мощность фазы С:
9. Активная мощность трехфазной цепи равна:
10. Определяем реактивную мощность фазы А:
11. Определяем реактивную мощность фазы В:
12. Определяем реактивную мощность фазы С:
13. Реактивная мощность цепи:
14. Полная мощность трехфазной цепи равна:
Для построения векторных диаграмм выбираем масштабы по току и напряжению:
Определяем длины векторов токов I A , I B , I C и фазных напряжений U A, U B , U C:
Определяем угол сдвига фаз меж током I A и фазным напряжением U A:
Вектор тока I A отстаёт от напряжения на 90o, так как в фазе А включен индуктивный элемент.
Определяем угол сдвига фаз между током I B и напряжением U B:
Вектор тока опережает напряжение на 53о10 так как в фазе включена активно - емкостная нагрузка.
Определяем угол сдвига фаз между током I C и напряжением U C :
Вектор тока I C совпадает по фазе с напряжением UC, в фазе С включена активная нагрузка, на угол сдвига фаз равен
Строим векторы фазных напряжений U A , U B , UC под углом 120о друг относительно друга и векторы фазных токов I A , I B , I C, учитывая углы сдвига фаз
На основании уравнения, составленного по 1-му закону Кирхгофа, строим вектор тока в нейтральном проводе
Рис. 3
Измеряя длину вектора IN получаем: lIN = 4,4 см, отсюда IN = lIN *MI =4,4*10=44А.
Ответ: I A =22А, I B =44А, I C =22А, I N =44А, Р=10,65 кВт, Q =2,9 кВАр, S = 10,6 кВА.
Пример 3. В трехфазную сеть включили треугольником несимметричную нагрузку. В фазу AB – емкостный элемент CAB=318 мкф, в фазу BC – индуктивный элемент с активным сопротивлением RBC = 4 Ом и индуктивностью LBC = 9,6 мГн, в фазу CA – резистор с сопротивлением RCA = 10 Ом. Линейное напряжение UHOM = 220 В. Определить фазные токи, активную мощность P, реактивную мощность Q и полную мощность трехфазной цепи S. Частота цепи f = 50 Гц. Построить векторную диаграмму напряжений и токов и по ней определить линейные токи IA , IB , IC . Схема цепи дана на рис. 4.
Решение
Дано:
Определить:
1. При соединении потребителей треугольником выполняется соотношение:
2. Определяем сопротивление емкостного элемента в фазе АВ:
З. Определяем сопротивление индуктивного элемента в фазе ВС:
4. Определяем полное сопротивление фазы ВС:
5. Определяем фазные токи:
6. Определяем активную мощность Р АВ:
7. Определяем активную мощность Р ВС :
8. Определяем активную мощность фазы СА:
9. Определяем реактивную мощность фазы Q АВ:
10. Определяем реактивную мощность Q ВС :
11. Определяем реактивную мощность Q СА :
12. Определяем активную мощность трехфазной цепи:
13. Определяем реактивную мощность всей цепи:
14. Определяем полную мощность трехфазной цепи:
Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току MU = 10 А/см и по напряжению MU = 50 В/см.
Определяем длины векторов фазных токов и фазных (они же линейные) напряжений:
Определяем угол сдвига фаз между током I АВ и напряжением UAB:
Вектор тока I АВ опережает вектор напряжения UA на 90о так как а фазе АВ включен емкостный элемент.
Определяем угол сдвига фаз между током I ВС и напряжением UB С :
Вектор тока I ВС отстает от вектора напряжения UB С на угол , так как в фазе ВС включена активно - индуктивная нагрузка.
Определяем угол сдвига фаз между током I СА и напряжением U СА :
Вектор тока I СА совпадает по фазе с вектором напряжения U СА, так как нагрузка в фазе СА чисто активная,
Строим векторы фазных напряжений U АВ , U ВС , U СА под углом 120° друг относительно друга и векторы фазных токов I АВ , I ВС , I СА с учётом углов сдвига фаз
Затем строим векторы линейных токов на основании уравнений, составленных по 1-му закону Кирхгофа.
Измеряя длину векторов линейных токов IA, IB, IC, получаем:
Ответ: I АВ =22 А, I В C =44 А, ICA = 22 А, Р = 12,6 кВт, Q = 0,97 кВАр,
S= 12,64 кВА, I А = 10 А, IB= 55А, IC =46 А.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 2164.