Методические указания к решению задач 11-15
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Эти задачи относятся к трехфазным электрическим цепям переменного тока.

В трехфазных цепях потребители соединяют по схеме «звезда» или треугольник

Для её решения необходимо изучить материал, изложенный в Л 1 гл7, Л 5 гл 16, Л 7 гл 12, Л 8 гл 20, 21.

 

Параллельное подключение приемников энергию, соединенных звездой и треугольником, к трехфазной цепи.

Четырехпроводная трехфазная цепь позволяет присоединить:

а) трехфазные приемники к трем линейным проводам;

б) однофазные приемники между каждым линейным проводом и нейтральным.

 

Пример 3

В четырехпроводную сеть трехфазного тока (рисунок 18) с линейным напряжением U=380В включены по схеме "звезда" три группы электрических ламп накаливания одинаковой мощности. В каждой группе лампы соединены параллельно.

В среднем сопротивление одной лампы составляет 484Ом. Первая группа

 

 

 

Рисунок 6 – Электрическая схема

 

Известны:

U л ( U АВ ; U ВС ; U СА ) - линейные напряжения;

Рламп – мощность одной лампы;

Ра, РВ, РС - мощности, потребляемые каждой фазой (группой ламп).

Определить:

U ф ( U А ; U В ; U С ) - фазные напряжения;

пА; пВ; пС  - число ламп в каждой фазе (группе);

I А ; I В ; I С - фазные (они же линейные)токи;

Р-мощность, потребляемую цепью (всеми лампами).

Построить в заданных масштабах mI и mU векторную диаграмму напряжений и токов и из нее графически определить величину тока в нулевом проводе I 0.

 

 На рисунке 18 показана трехфазная сеть, питающая две нагрузки, одна из которых соединена звездой, другая - треугольником. Система линейных напряжений симметрична UАВ= UВС= UСА=UЛ = 380 В.

Приемник энергии, соединенный звездой, имеет мощности фаз

РА = 2200 Вт; РН = 3300 Вт; РС = 4400 Вт; коэффициент мощности

cos φ γ = 1(φ = 00).

Приемник энергии, соединенный треугольником, - симметричный, мощности фаз РАВ = РВС = РСА = 4260 Вт; cos φ = 0.866 (φ = 300); характер нагрузки – активно – индуктивный.

Определить фазные и линейные токи нагрузок, токи в проводах линии, питающей обе нагрузки, и ток в нейтральном проводе.

 

 

Рисунок 18-Трехфазная цепь

 

 

Решение

Фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, благодаря нейтральному проводу равны:

UА = UВ = UС =

Фазные (линейные) токи нагрузки, соединенные звездой,

Согласно первому закону Кирхгофа для нейтральной точки N имеем:

Следовательно, построив симметричную трехлучевую звезду фазных напряжений и отложив вдоль этих напряжений соответствующие фазные точки (так как , поскольку ), можно, геометрически сложив эти токи, определить вектор тока  в нейтральном проводе (см. рисунок 19).

 

Рисунок 19-Векторная диаграмма

 

 

Зададимся масштабами mu и mi .

Производим указанное построение и графическим путем определяем

Согласно условию задачи трехфазный приемник, соединенный треугольником, - активно-индуктивный и, следовательно, фазные токи отстают по фазе относительно вызывающих их напряжений  соответственно на угол . По величине эти фазные точки равны

 

причем

Соблюдая условия сдвига, длины векторов и выбранный масштаб токов m1, производим построение векторов фазных токов

На основании первого закона Кирхгофа, примененного в узловых точках-вершинах треугольника, имеем:

На основании этих равенств строим векторы линейных токов нагрузки, соединенной треугольником.

При симметричной нагрузке в фазах треугольника линейный ток больше фазного в раз и отстает на 300 по фазе о первого из двух составляющих фазных токов

Проверка с помощью векторной диаграммы, например,  и т.д.

Суммарные токи в проводах линии, питающей обе нагрузки, определяют графическим путем на основании первого закона Кирхгофа

   

  

  

где l –длина вектора тока, получена из векторной диаграммы непосредственным измерением. Отсюда видно, что ток в нейтрально проводе непосредственно не фигурирует в выражениях суммарных линейных токов



ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ № 1

Задача 1.  Перед решением задачи изучите методические указания к решению задачи 1 и примеры 1, 2, 3

На рисунке 20 изображена схема сложной электрической цепи: Е1, Е2 – э.д.с. источников энергии; R01, R02 – их внутренние сопротивления; R1, R2, R3 – сопротивления резисторов. 

Числовые значения этих параметров указаны в таблице 5 

Начертить схему цепи; показать направление токов в ветвях. Определить токи ветвей I1, I2, I3. Метод расчета указан в таблице.

Проверить решение методом узлового напряжения.

Составить уравнение баланса мощностей.

 

 

 

Рисунок 20-Электрическая схема

 

 

Таблица 5 - Исходные данные к задаче 1

№ вар Е1, В Е2, В R01 , Ом R02 , Ом R1 , Ом R2 , Ом R3 , Ом Метод расчета
1 100 90 2 1 18 9 14 Метод узловых и контурных уравнений
2 90 87 0,3 0,2 1,7 14 2,8 Метод контурных токов
3 120 56 0,2 0,1 4,8 2,8 6 Метод узловых и контурных уравнений
4 160 68 2 2 15 6 3,9 Метод контурных токов
5 210 80 0,5 0,5 4,5 3,9 4,5 Метод узловых и контурных уравнений
6 80 180 3 2 19 4,5 14 Метод контурных токов
7 85 135 1 1 17 14 13 Метод узловых и контурных уравнений
8 55 90 2 2 8 13 7 Метод контурных токов
9 105 120 2 3 18 7 13 Метод узловых и контурных уравнений
10 80 200 1 1 9 13 24 Метод контурных токов
11 110 120 0,4 1,7 14 24 6 Метод узловых и контурных уравнений
12 95 146 0,5 2,3 2,8 6 30 Метод контурных токов
13 76 34 1 1,5 6 30 17 Метод узловых и контурных уравнений
14 28 128 2 2 3,9 17 20 Метод контурных токов
15 120 60 0,5 0,3 4,5 20 30 Метод узловых и контурных уравнений
16 36 90 0,2 0,2 14 30 10 Метод контурных токов
17 40 46 0,3 2 13 10 12 Метод узловых и контурных уравнений
18 54 90 0,7 0,5 7 12 6 Метод контурных токов
19 45 87 0,9 3 13 6 50 Метод узловых и контурных уравнений
20 78 56 0,6 1 24 50 20 Метод контурных токов
21 100 68 2,5 2 6 20 13 Метод узловых и контурных уравнений
22 90 80 2 2 30 13 4,5 Метод контурных токов
23 120 180 1,7 1 17 4,5 6 Метод узловых и контурных уравнений
24 160 135 2,3 0,4 20 6 14 Метод контурных токов
25 210 90 1,5 0,5 30 14 30 Метод узловых и контурных уравнений
26 80 120 2 1 10 2,8 10 Метод контурных токов
27 85 200 0,3 2 12 1,7 12 Метод узловых и контурных уравнений
28 55 120 0,2 0,5 6 15 6 Метод контурных токов
29 105 146 2 2 50 4,5 50 Метод узловых и контурных уравнений
30 80 34 0,5 0,3 20 19 20 Метод контурных токов

 

Задача 2. Перед решением задачи изучите методические указания к решению задачи 2 и пример 4.

На рисунках 14. 15, 16 в однофазную электрическую сеть переменного синусои­дального тока включены активные и реактивные элементы, обладающие

сопротивления­ми.    

Определить: ток I в цепи;напряжение на каждом элементе цепи; активные, реактивные и полное сопротивления; угол сдвига фаз между напряжением и током ( по величине и знаку); активные и реактивные мощности элементов; активную, реактивную и полную мощности цепи.

Рисунок 14
Рисунок 15
 

 

Рисунок 16

 

 

Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений. После построения диаграммы измерить вектор суммарного напряжения и убедиться в том. что с учетом масштаба его величина равна напряжению, подведенному к зажимам цепи. Данные для своего варианта возьмите в таблице 6.

 

 

Таблица 6 - Исходные данные к задаче 2

 

№ вариант № рисунк U , В UR1 , В UR 2 , В I, А Р, Вт S , ВА R , Ом XL , Ом XC , Ом
1 14 90 - - 9 648 - - - -
2 15 200 60 60 - - - - - 80
3 16 - - - - - 240 36 60 12
4 14 120 - - 8 576 - - - -
5 15 195 90 66 - - - - - 39
6 16 - - - - - 260 52 16 55
7 14 140 - - 7 784 - - - -
8 15 180 68 40 - - - - - 36
9 16 - - - - - 280 42 70 14
10 14 150 - - 6 540 - - - -
11 15 175 60 80 - - - - - 21
12 16 - - - - - 300 60 20 65
13 14 175 - - 5 700 - - - -
14 15 160 54 42 - - - - - 64
15 16 - - - - - 320 48 84 20
16 14 120 - - 4 288 - - - -
17 15 150 45 75 - - - - - 30
18 16 - - - - - 430 51 32 100
19 14 135 - - 3 324 - - - -
20 15 140 52 32 - - - - - 28
21 16 - - - - - 360 54 100 28
22 14 80 - - 2 96 - - - -
23 15 125 30 45 - - - - - 20
24 16 - - - - - 380 76 13 70
25 14 200 - - 8 1280 - - - -
26 15 170 70 32 - - - - - 68
27 16 - - - - - 400 60 120 40
28 14 200 - - 4 528 - - - -
29 15 165 48 84 - - - - - 33
30 16 - - - - - 440 88 33 99

 

 

Задача 3. Перед решением изучите методические указания к решению задачи 3 и пример 5.

На рисунке 11 показана трехфазная сеть, питающая две нагрузки, одна из которых соединена звездой, а другая – треугольником. Система линейных напряжений симметрична UАВ = UВС = UСА = Uл

    Определить:

а) фазные и линейные токи обеих нагрузок;

б) токи в проводах линии, питающей обе нагрузки;

в) ток в нейтральном проводе;

г) активную и реактивную мощности каждой из нагрузок и всей установки.

    В масштабе построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Задачу решить графическим методом.

Все необходимые данные приведены в табл. 7.

Указания:

1. См. решение типовой задачи 2.

2. Нагрузка, коэффициент мощности которой cos φ не равен единице, имеет активно-индуктивный характер.                                                                                                                        

                                                                                                                                              

 

Таблица 7 - Исходные данные к задаче 3

 

Варианты

Дата: 2018-12-21, просмотров: 1125.