Расчет трехфазной линейной электрической цепи




Кафедра «Электрические машины и общая электротехника»

 

Расчет трехфазной линейной электрической цепи

 

Практическая работа

по дисциплине «Электротехника и электроника»

ИНМВ. 70048. 000 ПЗ

 

 

Студент гр.30Е

А. А. Пырма

 

Руководитель –

к.т.н., доцент каф. ЭМ и ОЭ

Ю. В. Москалев

 

 

Омск 2012

Задание

 

студенту гр.30Е Пырма А. А.

на практическую работу по теме:

 

«Расчет трехфазной линейной электрической цепи»

 

Для трехфазной линейной электрической цепи, необходимо следующее:

1 При соединении приемников «звездой» определить значения тока в линейных и нейтральном проводах, построить векторные диаграммы напряжений и токов при работе цепи в следующих режимах: а) при симметричной системе напряжений; б) обрыве одной фазы; в) обрыве нейтрального провода и коротком замыкании одной фазы.

2 Определить значения потребляемой активной и реактивной мощности трехфазной цепи в режиме пункт 1, а.

3 При соединении «треугольником» определить фазные и линейные токи, значения потребляемой активной и реактивной мощности. Построить векторные диаграммы напряжений и токов.

Исходные данные в практической работе приняты по варианту 48. Расчетная схема приведена на рисунке 1, значения параметров элементов цепи приведены в таблице 1.

Рисунок 1 – Расчетная схема

 

Таблица 1 – Числовые значения параметров элементов схемы

Вариант Напряжение, В Сопротивление, Ом Обрыв фазы К.з. фазы
XL1 ХL2 R3 ХС3
            B C

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………..….4

1 Соединение приемников «звездой»………………………………………………….5

2 Неравномерная нагрузка при обрыве линейного провода …………………………7

3 Обрыв нейтрального провода при коротком замыкании фазы ……………………8

4 Соединение приемников «треугольником»…………………………………………10

Заключение……………………………………………………………………………....13

Библиографический список……………………………………………………………14

 


Введение

В данной работе будут определены значения тока в линейных и нейтральном проводах символическим методом при соединении нагрузок в «звезду» и «треугольник», а также при обрыве линейного провода и коротком замыкании, построены векторные диаграммы напряжений и токов. Также будут рассчитаны значения потребляемой активной и реактивной мощности трехфазной цепи.

 

 

1 Соединение приемников «звездой»

 

Наличие нейтрального провода оставляет систему напряжений симметричной даже при неравномерной нагрузке. Если пренебречь сопротивлением линейных и нейтрального проводов, то можно считать, что фазное

(1)

(2)

(3)

и линейное

 

; (4) ;
; (5) ;
; (6)

 

напряжение приемника и источника имеет одинаковые значения во всех фазах соответственно. Смещение нейтрали нагрузки отсутствует.

Значения сопротивления нагрузок фаз рассчитываются по формулам:

 

; (7)
; (8) ;
; (9)

 

Фазный и линейный ток при соединении нагрузки «звездой» есть одно и то же. Значения тока определяем по закону Ома:

 

; (10) А;
; (11) А;
; (12) А.

 

В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в нейтральном проводе при неравномерной нагрузке будет равен сумме токов фаз:

 

; (13)

 

Мощность, потребляемая цепью при соединении «звездой», может быть найдена как сумма мощностей трех фаз:

активная –

 

; (14) ;
; (15) ;
; (16) ;
; (17) ;

 

реактивная –

 

; (18) вар;
; (19) вар;
; (20) вар;
; (21) вар;

 

полная мощность –

 

; (22) В∙А;

 

Рисунок 1.1 – Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении «звездой»

 

 

Рис. 20
2 Неравномерная нагрузка при обрыве линейного провода

 

Схема цепи при обрыве линейного провода фазы В представлена на рисунке 2.1.Напряжение на нагрузке оборванной фазы . Напряжение других фаз остается неизменным. Значения тока в фазах А и С тоже не изменились.

 

Рисунок 2.1 – Обрыв линейной фазы В

 

Ток в нейтральном проводе рассчитывается по формуле:

 

; (23)

Рисунок 2.2 - Векторная диаграмма напряжений и токов для неравномерной нагрузки при обрыве линейного провода фазы В

 

 

3 Обрыв нейтрального провода при коротком замыкании фазы

 

Обрыв нейтрального провода при коротком замыкании фазы С сопровождается смещением нейтрали приемника на величину фазного напряжения. Нейтральная точка приемника 0' совпадает при к. з. фазы С с вершиной С треугольника линейных напряжений, потому что , так как нагрузка фазы С при к. з. равна нулю: .

Рисунок 3.1 – Обрыв линейного провода и короткое замыкание фазы С

 

Напряжение двух других фаз по величине возрастает до значения линейного напряжения, В:

(24)

(25)

Токи фаз А и В можно рассчитать:

(26)

(27)

 

Ток в короткозамкнутой фазе в соответствии с первым законом Кирхгофа определяется по выражению:

 

(28)

А.

Рисунок 3.2 - Векторная диаграмма напряжений и токов при обрыве нейтрального провода и коротком замыкании фазы С

 

 

4 Соединение приемников «треугольником»

 

Схема соединения приведена на рисунке 4.1. В качестве приемников использованы те же сопротивления. В соответствии со способом соединения приемники включены между линейными проводами и в индексах обозначений ставятся две буквы.

Рисунок 4.1 – Схема соединения «треугольником»

 

При соединении «треугольником» линейное напряжение является одновременно и фазным как для источника, так и для приемника, если пренебречь сопротивлением соединительных проводов:

 

В; В; (29)

В. (30)

 

Значения тока в фазах определяются по закону Ома:

 

; (31) А;
; (32) А;
; (33) А.

 

Линейные токи находят по первому закону Кирхгофа для узлов а, в, с:

(34)

А;

(35)

А;

; (36)

А.

 

Значения мощности, потребляемой в цепи при соединении «треугольником», определяются по выражениям:

активная –

 

; (37) ;
; (38) ;
; (39) ;
; (40) ;

 

реактивная –

 

; (41)
; (42) ;
; (43) вар;
; (44) вар;

 

полная –

 

; (45) ;

Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении нагрузки «треугольником»

 

Заключение

 

Расчет однофазной цепи переменного тока символическим методом выполнен верно, так как векторная диаграмма сходится. Кроме того полная мощность при соединении в «треугольник» в 3 раза больше, чем при соединении в «звезду»:
Библиографический список

 

1. С е р к о в а Л. Е. Анализ режимов работы электрических и магнитных цепей: Учебное пособие / Л. Е. С е р к о в а, В. В. Х а р л а м о в, П. К. Ш к о д у н.
ОмГУПС. Омск, 2005. 83 с.

2. Электротехника / Под ред. В. Г. Г е р а с и м о в а. – М.: Высшая школа, 1985. 480 с.

3. К а с а т к и н А. С., Н е м ц о в Н. В. Электротехника. – М.: Высшая школа, 2000.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: