рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основные положения и особенности расчета и анализа режимов работы трехфазных цепей.

Основные положения и особенности расчета и анализа режимов работы трехфазных цепей. - раздел Электротехника, Методические указания и задания на выполнение контрольной работы по дисциплине электротехника и электроника В Технике, Кроме Однофазных Электрических Цепей, Широкое Распространение Нахо...

В технике, кроме однофазных электрических цепей, широкое распространение находят многофазные цепи. Под многофазной электрической цепью понимают совокупность электрических цепей, в которых действуют несколько Э.Д.С. с одинаковыми амплитудами и частотами, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенные равные углы.

Практическое применение нашли симметричные двенадцати- и шестифазные системы – в выпрямителях (в которых угол сдвига фаз между Э.Д.С. составляет 30º и 60º соответственно), двухфазные – в автоматике (в которых угол сдвига фаз между Э.Д.С. – 90º). Однако преимущественное распространение получила трехфазная система (в которой угол сдвига фаз между Э.Д.С. равен 120º), которая повсеместно используется в промышленности, сельском хозяйстве, при производстве и передаче электроэнергии. Это обусловлено следующими ее преимуществами по сравнению с однофазной системой: более высокие технико–экономические показатели при производстве и передаче электроэнергии; возможность получения вращающегося магнитного поля; значительно меньшие пульсации выпрямленного напряжения; возможность создания и эксплуатации относительно простых, надежных и экономичных генераторов, двигателей и трансформаторов.

Трехфазная система Э.Д.С. состоит из трех сдвинутых относительно друг друга по фазе на угол 120º синусоидальных Э.Д.С. равной частоты и амплитуды:

(3.1).

Глобальными источниками этой системы служат трехфазные синхронные генераторы электростанций (тепловых, гидро-, атомных и т.д.). В качестве локальных (местных) источников трехфазной сети, как правило, рассматриваются трехфазные трансформаторы, входящие в систему ЛЭП.

Практическое применение нашли только связанные трехфазные системы, в которых отдельные фазы (участки трехфазной цепи, по которых протекают одни и те же токи) электрически соединены друг с другом. Для получения связанной трехфазной системы фазные обмотки источника и приемники соединяют по схеме «треугольник» ( в которой условный конец первой фазы соединяется с условным началом второй фазы, условный конец второй – с условным началом третьей, конец третьей – с началом первой, а к началам фаз присоединяют линейные провода и обозначают – Δ) или «звезда» (в которой условные концы фаз соединяют в одной точке, называемой нулевой (нейтральной), а к условным началам присоединяют линейные провода и обозначают – Y). При этом существуют две схемы соединения «звезда» - трехпроводная (Y) и четырехпроводная (Y0) c нулевым (нейтральным) проводом, соединяющим нулевые точки источника и потребителя. Условные начала обмоток источника на схемах обозначают прописными буквами А, В, С, а концы – X, Y, Z. Для обозначения начал и концов фаз нагрузок используют соответственно эти же, но уже строчные буквы (a, b, c и x, y, z).

За уcловно положительное направление Э.Д.С. в каждой фазе принимают направление от конца к началу обмотки. Положетельное направление тока в обмотках источника совпадает с направлением соответствующей Э.Д.С. Согласно закону Ома фазные напряжения (разность потенциалов между началом и концом фазной обмотки) источника направляются от начала к концу фазы, а линейные напряжения (разность потенциалов между линейными проводами) – от начала одной фазы к концу другой. Положительным направлением линейных токов (токов текущих в линейных проводах, соединяющих начала соответствующих фаз источника и приемника) считают направление от генератора к потребителю. В этом случае независимо от способа соединения фаз нагрузок положительным направлением фазных токов (токов текущих в фазах нагрузки) в нагрузке будет направление от начала к концу. Очевидно, положительное направление фазных напряжений потребителя будет совпадать с направлением фазных токов в его фазах.

Комплексные значения Э.Д.С. можно представить в виде (считая начальную фазу Э.Д.С. фазы А источника равной 0):

. (3.2)

Если пренебречь внутренним сопротивлением фаз источника, то фазные напряжения источника будут равны соответствующим фазным Э.Д.С.: . (3.3)

Тогда согласно второму закону Кирхгофа, линейные напряжения системы: . (3.4)

Для трехфазных цепей применимы все методы расчета цепей переменного тока, в том числе символический метод и метод векторных диаграмм. Причем, векторные диаграммы можно строить как для напряжений и токов источника, так и для напряжений и токов приемников.

При соединении фаз источника и потребителей по схеме «звезда» в трехпроводной цепи с симметричной (za=zb=zc) нагрузкой и в четырехпроводной – с любой нагрузкой, фазные напряжения приемников можно считать (пренебрегая сопротивлением линейных проводов) равными соответственным фазным напряжениям источника. Причем их действующие значения (модули комплексов) будут одинаковы и меньше в раз линейного напряжения:

Ua = Ub = Uc = Uфγ = . (3.5)

Аналогичное утверждение справедливо в случае соединения фаз источника и потребителей по схеме «треугольник», причем не зависимо от характера нагрузки, но при этом фазные напряжения нагрузки будут равны фазным напряжениям источника, которые равны линейным:

Uab = Ubc = Uca = UфΔ = UAB = UBC = UCA = Uл. (3.6)

Для схемы трехпроводной звезды фазные напряжения при несимметричной нагрузке не равны между собой и определяются соответствующей векторной разностью фазного напряжения источника и напряжения смещения нейтрали UnN (разности потенциалов между нулевыми точками источника и потребителя):

, (3.7)

где

, (3.8)

здесь – комплексные значения проводимостей фаз нагрузки.

В соответствии с законом Ома ток в любой фазе:

, (3.9)

где – комплексное значение полного сопротивления данной фазы. Для схем соединения Y фазные и линейные токи равны:

IфY = Iл. (3.10)

При этом для нулевых точек источника и приемника справедлив первый закон Кирхгофа:

-для схемы Y:

, (3.11)

-для схемы Y0:

. (3.12)

Для соединения приемников Δ линейные токи определяются также в соответствии с первым законом Кирхгофа:

 

(3.13)

 

Векторные диаграммы трехфазной цепи для Э.Д.С., токов и напряжений строят обычно (если в исходных данных не указаны начальные фазовые углы Э.Д.С.), придерживаясь следующих правил. Один из векторов фазного напряжения источника (как правило фазы А), направляют вертикально вверх или горизонтально вправо. Векторы напряжений в фазах В и С строят с учетом их фазовых сдвигов по отношению к построенному вектору напряжения фазы А. Векторы линейных напряжений строят геометрически в соответствии с уравнениями (3.4). При этом следует помнить, что эти вектора должны образовать равносторонний треугольник, и их сумма всегда равна нулю.

При соединении фаз Y нейтральная точка N источника на векторной диаграмме всегда сохранят свое геометрическое положение, являющееся центром окружности, вписанной в равносторонний треугольник линейных напряжений. Геометрическое местоположение нейтральной точки приемника n определяют по напряжению смещения нейтрали UnN. При наличии нейтрального провода, а также для симметричной нагрузки, соединенной трехпроводной звездой, UnN=0 и на диаграмме нейтральные точки источника и нагрузки совпадают.

Трехфазную цепь можно рассматривать как совокупность трех однофазных цепей, поэтому активная и реактивная мощности в ней равны суммам мощностей отдельных фаз:

- для схемы Y:

-активная мощность:

PY = Pa + Pb + Pc;

-реактивная мощность:

QY = Qa +Qb + Qc;

- для схемы Δ:

-активная мощность:

PΔ = Pab + Pbc + Pca;

-реактивная мощность:

QΔ = Qab +Qbc + Qca;

Фазная активная мощность рассчитывается так же, как и для однофазного приемника:

Pф = Uф Iф cos φф = rф Iф2.

Фазная реактивная мощность рассчитывается аналогично, как и для однофазного приемника:

Qф = Uф Iф sin φф = xф Iф2.

Полная мощность трехфазной цепи:

, при этом S ≠ Sa+Sb+Sc (для схемы Y )

и S ≠ Sab+Sbc+Sca (для схемы Δ).

Мощности трехфазной цепи могут быть определены в комплексной форме:

- для схемы Y:

 

- для схемы Δ:

 

При симметричной нагрузке мощности всех фаз одинаковы, поэтому мощность трехфазной цепи равна утроенной мощности одной фазы:

P = 3· Pф =3· Uф· Iф · cos φф;

Q = 3· Qф =3· Uф · Iф · sin φф; (3.14)

S = 3·Sф =3· Uф · Iф.

Мощности при симметричной нагрузке могут быть выражены и через линейные напряжения и токи:

P = · Uл · Iл · cos φф;

Q = · Uл · Iл · sin φф; (3.15)

S = · Uл · Iл.

При этом формулы мощности одинаковы независимо от схемы соединения приемников.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Методические указания и задания на выполнение контрольной работы по дисциплине электротехника и электроника

Учреждение образования брестский государственный технический университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основные положения и особенности расчета и анализа режимов работы трехфазных цепей.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Общие указания и требования к оформлению КР.
При выполнении и оформлении задач необходимо придерживаться следующих рекомендаций: · Прежде, чем приступить к выполнению задания, необходимо изучить теоретический материал соответствующег

Исходные данные к задаче 1.
К линии электропередачи (ЛЭП) постоянного тока (рис.1.1) с общим сопротивлением обоих проводов Rл= 1 Ом, питаемой через выключатель S1 от генератора G с ЭДС Е

Основные положения и методы расчета однофазных электрических цепей синусоидального тока.
Электрические цепи могут находиться под воздействием постоянных или переменных напряжений и токов. Среди этих воздействий важнейшую роль играют гармонические колебания. Последние широко используютс

Исходные данные.
К двухпроводной линии передачи (ЛЭП), питаемой от однофазного генератора G частотой 50 Гц (рис.2.1.), подключается параллельно через выключатели S1…S6 приемники П1…П6 (табл.2.1.) Напряжение на зажи

Исходные данные к задаче 3.
В трехфазной линии переменного тока с линейным напряжением Uл подключены приемники по схеме (рис.3.1). Варианты значений Uл и параметры приемников выбираются из

Основные положения и особенности расчета и выбора электропривода.
Технологические машины и агрегаты приводятся в действие различными типами приводов, из которых наиболее распространенным является электропривод. От правильного выбора параметров и характеристик при

Исходные данные к задаче 4.
Таблица 4.1. Исходные данные для выполнения задания № 4.   № Варианта   Тип привода Q, м3/

Основные положения и особенности расчета вторичных источников питания.
Вторичный источник электропитания (ВИП)— это устройство, предназначенное для обеспечения питания электроприбора электрической энергией, при соответствии требованиям её параметров: нап

Исходные данные к задаче 5.
Полупроводниковый выпрямитель, питающий электротехническую установку, работает на активную нагрузку, питание выпрямителя осуществляется через трансформатор от сети переменного тока, для сглаживания

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги