Методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения

электрические цепи Трёхфазная четырёхпроводная система питания потребителей электроэнергии, широко распространённая в низковольтных сетях, позволяет получить для питания потребителей два напряжения − линейное Uл и фазное Uф. При смешанной силовой и осветительной нагрузках силовые низковольтные потребители электроэнергии питаются линейными напряжениями (Uл=660; 380; 220 В). Для осветительной нагрузки используются фазные напряжения Uф=220; 127 В. В трёхфазных четырёхпроводных электрических цепях при наличии линейных проводов, соединяющих начала фаз источника питания и потребителя электроэнергии, имеется также нейтральный провод, соединяющий нейтральную точку N источника с нейтральной точкой п потребителя (рис. 3.1), что обеспечивает симметрию фазных напряжений источника и потребителя, так как нейтральный провод уравнивает потенциалы нейтральных точек N и п. В четырёхпроводных электрических цепях фазы источника и фазы потребителя соединяются всегда «звездой». При несимметричной нагрузке комплексные сопротивления фаз потребителя неодинаковы (Za≠Zb≠Zc), при этом комплексное напряжение , действующее между нейтральными точками N и п системы, определяют по методу двух узлов где ,EC − комплексные ЭДС источника питания; − комплексные проводимости фаз потребителя и нейтрального провода. При симметричной нагрузке Za= Zb = Zc сумма комплексных токов в точке n разветвления цепи, записанная в соответствии с I законом Кирхгофа: т. к. ток в нейтральном проводе IN = 0. При этом напряжение, действующее между нейтральными точками: Пренебрегая внутренним сопротивлением симметричного источника питания и учитывая, что ЭДС комплексное напряжение, действующее между нейтральными точками системы, определяют исходя из выражения где поворотные множители (операторы). Комплексные фазные напряжения потребителя электроэнергии находят из уравнений, составленных по II закону Кирхгофа для соответствующих замкнутых контуров системы (рис. 3.2): При этом комплексные фазные токи потребителя определяют по закону Ома для соответствующих участков цепи: Комплексный ток в нейтральном проводе находят в соответствии с уравнением, составленным по I закону Кирхгофа для нейтральной точки n цепи: При симметричной нагрузке фазные напряжения: Ua = Ub = Uc = Uф, при этом При обрыве нейтрального провода его полное сопротивление а полная проводимость Y = 0. При несимметричной нагрузке потребителя электроэнергии (Za ≠ Zb ≠ Zc) на векторной диаграмме происходит смещение нейтральной точки п потребителя относительно нейтральной точки N источника, что приводит к перекосу фазных напряжений потребителя. В результате на одних фазах потребителя напряжение будет больше, чем на других, что во многих случаях недопустимо, в частности при питании осветительной нагрузки, когда одни осветительные приборы находятся под напряжением, меньшим номинального, а другие − под напряжением, большим номинального, что приводит к преждевременному выходу приборов из строя. Поэтому в цепи нейтрального провода недопустимо наличие различного рода предохранителей и выключателей. Трёхфазная четырёхпроводная система обеспечивает потребителя электроэнергии симметричным питанием. При этом активная, реактивная и полная мощности могут быть определены по следующим формулам с учётом знака реактивных сопротивлений: гдеПри симметричной нагрузке эти формулы приводятся к виду: Литература. ГОСТ Р 52002 – 2003;[2] с. 107 − 119; [3] с. 123 – 144; [4] с. 211 – 219, [5] с. 41 − 43. Примеры решения Задача № 1 Трёхфазный потребитель электроэнергии с активными и реактивными сопротивлениями R1 = 10 Oм, R2 = R3 = 5Oм и XL = XC = 5 Oм фаз соединён «треугольником» (рис 3.3) и включён в трёхфазную сеть с линейным напряжением UЛ = 100 В при симметричном питании. Определить: 1. Показания амперметра А при отключении (обрыве) линейного провода С (выключатель В разомкнут); 2. Фазные IФ и линейные IЛ токи, а также активную Р, реактивную Q и полную S мощности каждой фазы и всей электрической цепи (при замкнутом выключателе В ). Построить векторную диаграмму токов и напряжений. Решение. Полное сопротивление параллельного участка цепи при обрыве линейного провода Т. к. реактивные сопротивления ХL = XC, то в цепи возникает резонанс напряжений, и она ведёт себя как активное сопротивление (Z1 = R = 10 Oм). Общее сопротивление цепи при обрыве линейного провода: Показание амперметра при обрыве линейного провода С: Фазные токи потребителя при замкнутом выключателе В: Векторная диаграмма токов и напряжений с учётом характера нагрузки представлена на рис 3.4. − вектор тока опережает вектор напряжения, − вектор тока отстаёт от вектора напряжения. Составляющие фазных токов: активные: реактивные: Линейные токи потребителя электроэнергии определяют исходя из векторной диаграммы (рис. 3.4): Мощности фаз потребителя: активные: реактивные: где знак минус указывает на ёмкостный характер мощности. Полные мощности фаз потребителя: Мощности всей цепи: активная: реактивная: полная: Задача № 2 Для трёхфазной электрической цепи (рис. 3.5, а) определить линейные токи IЛ и активную мощность Р, потребляемую цепью, если линейное симметричное напряжение питающей сети UЛ = 220 В, а активные и реактивные сопротивления: R = 5 Ом, ХC = 5 Ом, ХL = 5 Ом. Построить векторную диаграмму напряжений и токов. Решение. Комплексные сопротивления фаз потребителя: Комплексные напряжения фаз (направляем вектор комплексного напряжения UAB по оси действительных чисел): Фазные токи потребителя электроэнергии: или или или Линейные токи потребителя: или или или . Векторная диаграмма токов и напряжений для рассматриваемой цепи приведена на рис. 3.5, б. Контрольное задание Задача № 5 Три потребителя электроэнергии, имеющие одинаковые полные сопротивления фаз Zф, соединены «звездой» и включены в четырёхпроводную трёхфазную сеть с системой симметричных линейных напряжений Uл. Определить токи Iф по фазам и в нейтральном проводе IN, а также мощность Р трёхфазной цепи с учётом данных, привёденных в таблице 3.1 (с. 38) для каждого варианта задания. Составить электрическую схему питания. Построить векторную диаграмму напряжений и токов с учётом характера нагрузки. Дополнительное задание. Пояснить, в каких случаях используются трёх и четырёхпроводные трёхфазные электрические цепи? Объяснить назначение нейтрального провода в четырёхпроводных трёхфазных электрических цепях. Дать разъяснение, почему в нейтральные провода не устанавливают предохранители и выключатели? Примечание. В вариантах 31 − 60 фазное сопротивление Z ф уменьшить в два раза. Задача № 6. Потребитель электроэнергии, фазы которого имеют комплексные сопротивления: и соединены в трёхфазную электрическую цепь «треугольником» (рис. 3.6), питается симметричной системой линейных напряжений: UАВ = UВС = UСА = UЛ. По данным таблицы 3.2 (с. 39) для каждого варианта задания определить фазные IФ и линейные IЛ токи потребителя и показания ваттметров W1 и W2. Определить полную и реактивную мощности всей системы, активную мощность системы определить по формуле Арона. Построить векторную диаграмму токов и напряжений. Примечание. В вариантах 33 – 60 имеет место обрыв в фазе ВС. Таблица 3.1 Варианты Контрольное задание Величины Uл, В Zф, Ом Фаза А Фаза В Фаза С cos φа характер нагрузки cos φв характер нагрузки cos φс характер нагрузки 1 220 5 1 R 0,865 R, XL 0,865 R, XС 2 380 10 0 XС 0,705 R, XL 0,5 R, XС 3 660 12,7 1 R 0,5 R, XС 0,865 R, XL 4 220 20 0,705 R, XС 1 R 0,5 R, XL 5 380 25 1 R 0,865 R, XL 0,705 R, XС 6 660 30 0 XL 0,5 R, XС 1 R 7 220 35 0,5 R, XL 0,865 R, XС 0,5 R, XС 8 380 40 0,865 R, XС 0,865 R, XL 1 R 9 660 44 1 R 0,5 R, XL 0,705 R, XС 10 220 50 1 R 0,705 R, XС 0,865 R, XL 11 380 55 0,62 R, XС 1 R 0,38 R, XL 12 660 60 0,5 R, XL 0,45 R, XС 1 R 13 220 80 1 R 0,6 R, XL 0,8 R, XС 14 380 100 0,72 R, XС 1 R 0,28 R, XL 15 660 127 0,705 R, XL 0,705 R, XС 1 R 16 220 5 1 R 0,37 R, XL 0,63 R, XС 17 380 10 1 R 0,45 R, XС 0,28 R, XL 18 660 10 1 R 0,5 R, XL 0,5 R, XС 19 220 12,7 0,5 R, XL 1 R 0,9 R, XС 20 380 12,7 0,705 R, XL 0,705 R, XС 0,2 R, XL 21 660 20 0,865 R, XL 0 XС 1 R 22 220 20 1 R 0,38 R, XL 0,5 R, XС 23 380 20 0,865 R, XL 0,705 R, XС 0,865 R, XС 24 660 25 0,45 R, XС 0,705 R, XL 1 R 25 220 25 0,8 R, XL 0,6 R, XС 1 R 26 380 30 1 R 0,9 R, XL 0,865 R, XС 27 660 30 0,705 R, XС 0,705 R, XL 0 XС 28 220 40 0,5 R, XС 1 R 0,8 R, XL 29 380 44 1 R 0,5 R, XL 0,5 R, XС 30 660 44 0,67 R, XL 0,4 R, XС 1 R

Похожие:

	Методические указания для подготовки к экзамену по математике для студентов заочного отделения Методические указания и контрольные задания по курсу «Линейная алгебра» для студентов вечернего и заочного факультетов. – Спб.: Изд-во...		Методические указания по его изучению и по выполнению контрольных... Л. К. Коростелёва Фармацевтическая технология: Методические указания, программа и контрольные задания для студентов заочного отделения...
	Программа, методические указания и контрольные задания Н. В. Химия в строительстве. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов направления 270800. 62 «Строительство»...		Методические указания и контрольные задания для студентов первого... Английский язык: Методические указания и контрольные задания для студентов первого
	Методические указания и контрольные задания для студентов 3 курса... Учебно-методический комплекс предназначен для изучения дисциплины «,Нотариат» как студентами очного, так и заочного отделений специальности...		Методические рекомендации и контрольные задания для студентов V курса Фоминых С. Г., Скальский С. В. Методические рекомендации и контрольные задания для студентов V курса заочного отделения фармацевтического...
	Методические указания и контрольные работы №4,5 предназначены для...		Немецкий язык методические указания и контрольные задания для студентов... Немецкий язык : методические указания и контрольные задания для студентов 2 курса железнодорожных специальностей заочной формы обучения...
	Методические указания для студентов заочного обучения Настоящие методические указания ставят своей целью ознакомить студентов с объемом знаний, которые им необходимо усвоить; требованиями,...		Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа
	Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа		Методические указания к изучению курса Мода и художественное оформление тканей'' и контрольные задания для студентов 5-го курса заочного обучения факультета текстиля и...
	Методические указания и контрольные задания для студентов заочного... Занятия физической культурой и спортом – важный аспект здорового образа жизни молодежи		Методические указания и контрольные задания для студентов заочного Салаватского индустриального колледжа по специальностям 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования», 190604...
	Методические указания и контрольные задания для студентов факультета... Настоящие методические указания составлены в соответ­ствии с программой по ветеринарной токсикологии для выс­ших сельскохозяйственных...		Первое высшее техническое учебное заведение россии министерство образования... Л. К. Коростелёва Фармацевтическая технология: Методические указания, программа и контрольные задания для студентов заочного отделения...