Розрахунок 3-х фазного кола при з’єднанні приймачів зіркою

Файл 3

ЛПЗ №3 Розрахунок 3-х фазного кола при з’єднанні приймачів зіркою

Мета роботи: Оволодіти методиками розрахунку трифазних кіл.

3.1. Обсяг завдання

1.Відповідно до варіанта визначити лінійні і фазні струми споживачів і джерела розрахункової схеми.

2.Правильність обчислення струмів довести складанням балансу потужностей джерела та споживачів.

3.На комплексній площині побудувати векторні діаграми струмів та напруг окремих споживачів і джерела, з використанням яких проаналізувати характери навантажень у фазах споживачів.

3.2. Вказівки до вибору варіанта

Студенти розраховують схеми, наведені на рис.3. Параметри елементів схеми та напругу мережі вибирають відповідно за таблицями 3.3 та 3.4.

Таблиця 3.3.

Число десятків шифру	Uл, В	Активний опір, Ом			Число одиниць шифру	Індуктивність, мГн			Ємність, мкФ
		rА	rВ	rС		LА	LВ	LС	СА	СВ	СС
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	380 400 220 230 380 500 660 380 240 150	- 10 15 20 5 10 5 25 10 -	5 - 20 15 10 15 15 15 - 15	10 5 - 5 15 20 25 - 5 10	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	10 20 10 -30 40 -10 50 60	15 10 - 5 35 35 20 -40 65	20 -15 25 40 30 40 25 -50	200 350 500 550 450 400 300 - 250 350	250 400 550 - - - 350 350 300 450	300 450 600 550 - - - 300 200 550

Таблиця 3.4

Число десятків шифру	Uл, В	Активний опір, Ом			Число одиниць шифру	Індуктивність, мГн			Ємність, мкФ
		rАВ	rВС	rСА		LАВ	LВС	LСА	СА	СВ	СС
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	220 250 127 130 220 100 380 240 127 100	- 10 15 20 5 10 5 25 10 -	5 - 20 15 10 15 15 15 - 15	10 5 - 5 15 20 25 - 5 10	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	10 20 10 - 30 40 - 10 50 60	15 10 - 5 35 35 20 - 40 65	20 - 15 25 40 30 40 25 - 50	200 350 500 550 450 400 300 - 250 350	250 400 550 - - - 350 350 300 450	300 450 600 550 - - - 300 200 550

3.3. Методичні вказівки до аналізу кіл трифазного струму

Багатофазна електрична система - це сукупність кількох електричних кіл (фаз), де діють створені спільним джерелом синусоїд ЕРС однакової частоти, зсунуті між собою за фазою. Найбільше поширення серед багатофазних отримала зв’язана трифазна система симетричних ЕРС. У ній три діючі ЕРС зсунуті одна відносно другої на к 120°. Фази джерела (трифазного синхронного генератора) звичай з'єднують за схемою „зірка". Фази споживача, куди можуть бути включені однакові або різні за величиною і фізичною суттю опори (симетричне або несиметричне навантаження), залежно від обставин з’єднують між собою за схемою „зірка" або „трикутник".

За симетричного навантаження фаз споживача незалежно від схеми їх включення („зірка” або „трикутник”), методика розрахунку системи по суті не відрізняється від методики розрахунку кола однофазного змінного струму.

Методику аналізу трифазної системи за несиметричного навантаження фаз споживача покажемо на прикладі числового розрахунку схеми, наведеної кз рис.3.1. Тут два споживача, один з яких з’єднаний у „зірку", а другий у „трикутник”, підключені до джерела трифазного струму з лінійною напругою U=380 В.

Задачу сформулюємо так: при r_a=100м, L_a= бЗ,69мГн, C_a=212,3мкФ,L_b=79,62мГн, С_b=90,99мкФ, r_c=150м, r_n = 1Oм, L_n=6,37мГн та r_aв=100м, r_вс=50м, L_bc=57,32мГн, С_bc=10.6мкФ, r_ca=14Ом, L_ca=58мГн визначити: лінійні та фазні струми обох споживачів, а також струми джерела; правильність обчислення струмів до вести складанням балансу потужностей джерела та споживачів; на комплексній площині побудувати векторні діаграми струмів та напруг окремих споживачів і джерела, з використанням якихпроаналізува­ти характери навантажень у фазах споживачів та джерела.

Аналіз трифазної схеми з несиметричним навантаженням фаз споживача починають з запису комплексів фазних і лінійних напруги джерела енергії, прийняті значення яких витримують незмінними де повного, закінчення розрахунку.

3.4 Комплекси фазних і лінійних напруг джерела трифазного струму.

Вище було зазначено, фази джерела трифазного струму звичайно з’єднують у „зірку”. За такої схеми „зірка” комплексів лінійних U_л напруг (U_АВ,U_ВС,U_СА , що засунуті між на кут 120⁰) джерела повернута відносно „зірки" комплексів його фазних напруг(), що також зсунуті між собою на кут 120⁰) на кут 30⁰ та між модулями комп­лексів лінійних та фазних напруг (U_л і U_ф) діє співвідношення:

Оскільки за умовою задачі U_л=380 В, то модуль фазних напруг (В) джерела

Приймемо, що комплекс однієї з напруг джерела, наприклад напруги фази А, збігається з віссю дійсних чисел комплексної площини. Для розрахункової схеми за цієї умови комплекси фазних і лінійних напруг (В) будуть такими:

У разі з'єднання споживача у „зірку" комплекс лінійної напруги джерела дорівнює різниці комплексів відповідних фазних напруг генератора:

Тому напруги джерела на векторній діаграмі зручно зображува­ти так, як подано на рис.3.4,а. У разі з'єднання споживача у „трикутник" комплекс лінійної напруги джерела дорівнює відповідному комплексу фазної напруги споживача: