RGR2
.docxМинистерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра электротехники
РГР №2 Анализ электрического состояния однофазной цепи переменного тока промышленной частоты
Выполнил: студент гр. 1-АХ-2
Мясников К.С.
Проверил: преподаватель
Сезина И.С.
Санкт-Петербург
2012
Цель работы: анализ заданной цепи, по результатам которого необходимо найти величину и характер нагрузки ее на сеть, оценить влияние проводов и при экономической целесообразности улучшить коэффициент мощности cosφ до рациональных значений 0,92…0,95.
Исходные данные:
№ п/п |
U, B |
r 0,Oм |
r1,Oм |
C, Ф |
r2,Oм |
L, Гн |
r3,Oм |
4 |
127 |
3 |
7 |
0,0000064 |
50 |
0,32 |
500 |
Схема замещения электроцепи сеть-потребитель:
1. Расчет параметров и величин электропотребителя классическим методом.
1. 1. Электрические параметры и величины реального конденсатора
Реактивное сопротивление емкостного характера:
Полное сопротивление:
Ток:
Коэффициенты мощности и их углы:
Активная и реактивная составляющие тока:
Мощность преобразования активной энергии – активная мощность:
Темп преобразования реактивной энергии – реактивная мощность емкостного характера:
Полная мощность:
1.2. Электрические параметры и величины катушки индуктивности
Реактивное сопротивление индуктивного характера:
Полное сопротивление:
Ток:
Коэффициенты мощности и их углы:
Активная и реактивная составляющие тока:
Полная, активная и реактивная мощности:
1.3. Электрические параметры и величины резистора третьей ветви
Полное сопротивление:
Ток:
Коэффициенты мощности и их углы:
Активная и реактивная составляющие тока:
Полная, активная и реактивная мощности:
1.4. Электрические характеристики электроустановки
Активная составляющая тока в неразветвленной части цепи:
Реактивная составляющая тока в неразветвленной части цепи:
Полный ток неразветвленной части цепи:
Коэффициент мощности и угол сдвига фаз:
Полная, активная и реактивная мощности электропотребителя:
1.5. Проверка правильности расчета
1.6. Векторная диаграмма токов и напряжения
(приложение 1)
Из векторной диаграммы видно, что однофазная цепь как электропотребитель создает активно-индуктивную нагрузку в 0,923 А на сеть и ведет себя как реальная индуктивная катушка. Следовательно, для получения рациональных условий работы электроустановки необходимо дополнительно установить конденсаторный компенсатор с тем, чтобы ее коэффициент мощности tgφрац= 0,4259…0,32868.
1.7. Определение экономического эффекта от установки компенсатора
Расчетная величина реактивного тока, которая должна быть скомпенсирована:
Емкость компенсатора:
Реактивная мощность компенсатора:
Общий ток электропотребителя в искусственных условиях при компенсации реактивной мощности :
Экономия электроэнергии за год при рабочем времени =8760ч и искусственном улучшении коэффициента мощности до величины 0,975
Экономический денежный эффект при стоимости электроэнергии к./кВтч
1.8. Необходимая величина напряжения в начале линии и потери мощности в проводах
в естественных условиях:
в условиях искусственного улучшения коэффициента мощности
2. Расчет параметров и величин электроустановки методом комплексных чисел – символическим методом
2.1. Полная проводимость перовой ветви в комплексной форме
2.2. Полная проводимость второй ветви в комплексной форме
2.3. Полная проводимость третьей ветви в символической форме
2.4. Эквивалентное полное сопротивление потребителя
Сумма полных проводимостей:
Полное сопротивление:
2.5. Комплексное действующее значение тока в общей линии
2.6. Комплексное действующее значение напряжения в начале линии
2.7. Мощности цепи
Полная мощность цепи:
*=(
Активная мощность: Вт
Реактивная мощность: ВАр
2.8. Проверка правильности результатов расчета по первому закону Кирхгофа
2.9. Векторная диаграмма напряжений и тока (приложение 2)
2.10. Оценка влияния сопротивления проводов на напряжение в начале линии по сравнению с напряжением на зажимах потребителя
ВЫВОДЫ И ОБОЩЕНИЯ
-
Оценка точности расчета и выбор технического решения.
Произведенный анализ цепи и выполненные расчеты с точностью γ=0,5% позволяют утверждать, что коэффициент мощности электропотребителя , причем его нагрузка на сеть 0,923 А , а характер активно- индуктивный. Поэтому с целью повышения эффективности электроустоновки необходимо предусмотреть конденсаторный компенсатор с емкостью 4,8
-
Оценка экономического эффекта.
Годовой экономический эффект от установки индуктивного компенсатора в заданной цепи потребителя составил менее 3 к.
-
Оценка технической эффективности.
Величина напряжения в начале линии и потери мощности в проводах в результате установки компенсатора увеличелись на величины соответственно 2,56 Вт и 2,46 Вт
-
Сравнение методов расчета.
Расчеты, выполненные классическим и символическим методами, показали, что символический метод по сравнению с классическим приводит скорее к конечным результатам и дает возможность опустить промежуточные арифметические операции по определению слагаемых.