Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники 80189

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
865.28 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

127e

j120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uc

 

 

 

 

 

j120

 

 

 

 

 

 

IС

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,27e

 

A.

 

 

 

 

 

 

Zc

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток в нулевом проводе определим с помощью первого

закона Кирхгофа:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9e

-j45

 

1,27e

-j30

1,27e

j120

 

I0

Ia

 

Ib

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.636

j0.636

1,1

 

 

j0,635 - 0,635

j1,1

 

 

 

 

1.101

 

j0,171

1.114e- j9 A.

 

 

 

 

 

 

Построим топографическую диаграмму, совмещенную с

векторной диаграммой токов (рис. 2.7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а, А

 

UAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ib

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ua

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

I b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ia

 

 

 

 

 

 

+j

 

 

 

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UCA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В, b

 

 

 

С, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U BC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.7

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем активную, реактивную и полную мощности

приемников:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- активная мощность приемников

 

 

 

 

 

 

P

RI2

RI2

 

100 0,92

100 1,272

 

 

242,3 Вт;

 

 

a

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- реактивная мощность приемников

 

 

 

 

Q

X

L

I2

X

I2

100

0,92

 

100 1,272

80,3 ВAp;

 

 

a

 

C b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

-

полная мощность

 

 

 

 

 

 

S

 

P2 Q2

 

242,32 ( 80,3)2 255,3 BA.

2. Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения неполнофазного режима цепи, обусловленного обрывом нагрузки фазы В. Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

Решение. Так как сопротивление нулевого провода равно нулю, то напряжение смещения нейтрали в схеме отсутствует и фазные напряжения приемника равны соответствующим фазным напряжениям генератора:

 

 

127 e

j0

 

 

127e

- j120

 

 

127e

j120

B.

U a

U A

 

B, U b

U B

 

B , U c

U C

 

Фазные токи приемников, равные линейным токам, определим по закону Ома:

 

 

 

 

 

127e

j0

 

 

 

 

Ua

 

 

 

 

 

j45

 

Ia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9e

 

A,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

 

141ej45

 

 

 

 

Ub

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ib

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

j120

 

 

 

 

127e

 

 

 

Uc

 

 

 

 

j120

 

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,27e

 

A.

Zc

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток в нулевом проводе определим по первому закону Кирхгофа

 

 

 

 

 

-j45

 

 

j120

I0

Ia

Ib

Ic

0.9e

 

0

1,27e

 

 

 

 

0.636

j0.636 - 0,635

j1,1

0,001 j1,036 1.036ej89,9 A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построим для рассматриваемого режима топографическую диаграмму и векторную диаграмму токов (рис. 2.8).

30

 

 

+1

А,а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ua

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

0

Ia

 

 

+j

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

0,0

 

 

UCA

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

С,с

Uc

 

 

 

 

b

В,b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U BC

 

 

 

 

Рис. 2.8

 

 

3. Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения неполнофазного режима цепи, обусловленного коротким замыканием нагрузки в фазе С. Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

 

ĖА

 

A

 

İА

 

Za=R+jXL

İa

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

UA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ua

 

 

 

ĖВ

 

 

UAB

 

İB

 

 

Zb=-jXC

İb

 

 

B

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0'

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

B

U

 

 

 

 

 

 

 

 

CA

 

Ub

 

 

 

ĖС

 

C

UBC

 

İC

 

 

 

İc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

UC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U0 0

 

 

 

 

Рис. 2.9

Решение. Рассмотрим короткое замыкание в фазе «с» приемника (рис. 2.9). Этот режим рассматривается только для схемы без нулевого провода, так как в схеме с нулевым проводом при коротком замыкании в одной из фаз приемника замыкается накоротко источник этой фазы, что является аварийным режимом.

31

Фазные напряжения генератора

 

127 e

j0

B,

 

127e

-j120

B ,

 

127e

j120

B.

 

U A

 

 

U B

 

 

U C

 

 

 

Линейные напряжения симметричной системы ЭДС

 

220e

j30

B,

 

220e

-j90

B ,

 

 

220e

j150

B.

UAB

 

 

UBC

 

 

UCA

 

При коротком замыкании в фазе с сопротивление Zc = 0 и, как видно на схеме рис. 2.9, разность потенциалов между нулевой точкой приемника и нулевой точкой генератора равна ЭДС фазы С генератора, то есть напряжение смещения нейтрали равно напряжению фазы С генератора:

 

0

 

 

127e

j120

(

63,5 j110)B.

 

 

 

U0 0

EC

UC

 

 

 

 

Фазные напряжения приемников:

 

 

 

 

 

 

 

 

a

0

 

 

 

 

220e

j150

220e

j30

 

B, ;

Ua

U A

UC

UCA

 

 

 

 

 

b

0

 

 

 

 

220e

j90

 

B ;

 

 

 

 

U b

U B

UC

U BC

 

 

 

 

 

 

 

Uc 0.

Токи приемников фаз а и в определим по закону Ома:

 

 

220e

j30

 

 

 

 

 

Ua

 

 

 

 

j75

 

Ia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,56e

 

 

 

A,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

141ej45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j90

 

j0

 

 

 

 

Ub

 

 

 

 

 

 

 

Ib

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zb

 

100e j90

 

 

 

 

 

Ток фазы с определим с помощью первого закона Кирхгофа. Для схемы без нулевого провода

 

 

Ia

Ib

Ic 0, тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,56e

j75

2,2e

j0

)

Ic

( Ia

Ib )

 

 

 

(0,404

j1,507

 

2,2)

 

2,604

 

j1,507 3,09ej150 A.

Линейные токи при соединении фаз нагрузки по схеме «звезда» равны соответствующим фазным токам.

Построим для рассматриваемого режима топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов

(рис. 2.10).

32

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ua

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UA

 

 

 

 

UCA

 

 

 

 

 

 

 

UAB

 

+j

 

 

0

 

 

I b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U C

 

 

 

 

 

 

U B

 

 

 

 

 

U 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0'

 

Ia

 

 

 

 

 

 

В

Ia

 

С

 

 

 

 

 

 

 

U BC

U b

 

 

 

Ib

 

 

 

 

 

Ic

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.10

 

 

 

 

Пример расчета задачи 2.2.2

1. Определить фазные и линейные токи и напряжения в

трехфазной

нагрузке,

соединенной по

схеме

«треугольник»

(рис. 2.11).

 

 

 

 

 

 

ĖА

 

A

 

İА

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İca

 

ĖВ

 

UAB

İB

 

 

 

B

UCA

 

Zab

 

 

 

Zca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İab

ĖС

 

UBC

 

İC

 

İbc

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

Zbc

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.11

 

 

 

 

 

 

33

 

 

Питание осуществляется от трехфазного генератора, фазы которого соединены по схеме «звезда», с фазным напряжением UФ = 127 В. Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

Сопротивления фаз нагрузки:

Zаb= jXL=j100 Ом, Zbc =R-jXc=100-j100 Ом, Zca = R = 100 Ом.

Решение. Фазы генератора соединены по схеме «звезда». Фазные напряжения генератора

 

127 e

j0

B,

 

127e

-j120

B ,

 

127e

j120

B.

 

U A

 

 

U B

 

 

U C

 

 

 

Линейные напряжения симметричной системы ЭДС

 

220e

j30

B,

 

220e

-j90

B ,

 

 

220e

j150

B.

UAB

 

 

UBC

 

 

UCA

 

Фазные напряжения приемников, при соединении фаз нагрузки «треугольником», равны линейным напряжениям генератора:

 

 

220e

j30

B,

U ab

U AB

 

 

 

220e

j90

 

B,

U bc

U BC

 

 

 

 

220e

j150

B.

U ca

U CA

 

 

Фазные токи определим с помощью закона Ома:

 

 

 

 

220e

j30

 

 

 

 

 

 

 

 

Uab

 

 

 

 

 

 

 

j60

 

 

 

Iab

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

1,1

j1,9 A,

Zab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100e j90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j90

 

 

 

 

 

 

 

 

Ubc

 

 

 

 

 

 

j45

 

 

 

Ibc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,41e

 

1

j1

A,

 

 

Zbc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

141e j45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j150

 

 

 

 

 

 

 

 

Uca

 

 

 

 

 

 

j150

 

 

 

Ica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

1,9

j1,1 A.

 

Zca

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейные токи рассчитаем, составив уравнения по первому закону Кирхгофа:

для узла а

 

 

 

2,2e

j60

2,2e

j150

IA

Iab

- Ica

 

 

1,1

j1,9

1,9 j1,1 3

j3 4,24e j45 A;

34

для узла b

 

 

 

1,41e

j45

2,2e

j60

IB

Ibc

- Iab

 

 

1

j1

1,1

j1,9

 

0,1

j0,9 0,906ej96 A;

для узла с

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

j150

1,41e

j45

IC

Ica

- Ibc

 

 

 

 

1,9

j1,1

1,1

j1,1

3 j2,2 3,72ej144 A.

Построим топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов (рис. 2.12).

 

 

+1

 

 

 

 

А

 

 

 

 

UAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I B

Iab

 

 

Ibc

 

 

+j

 

 

I A

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

CA

I C

 

 

 

 

 

С

 

 

В

 

 

 

U BC

 

 

Ica

 

Рис. 2.12

Рассчитаем активную, реактивную и полную мощности приемников:

- активная мощность приемников

P

RI2

RI2

100 1,412 100 2,22

862,8

Вт;

 

bc

ca

 

 

 

- реактивная мощность приемников

 

 

Q

XLIab2

XCIbc2 100 2,22 100 1,412 284

ВAp;

35

-

полная мощность

 

 

 

 

 

 

S

 

P2 Q2

 

862,82 2842 908,3 BA.

2. Определить фазные и линейные токи и напряжения в трехфазной нагрузке, соединенной по схеме «треугольник» при обрыве нагрузки в фазе вс (рис. 2.13). Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

Сопротивления фаз нагрузки:

Zаb= jXL=j100 Ом, Zca = R = 100 Ом;

так как в фазе вс произошел обрыв нагрузки, то Zbc =∞.

ĖА

A

 

İА

a

 

 

 

 

 

 

 

İca

ĖВ

UAB

İB

 

B

UCA

Zab

 

 

 

 

Zca

 

 

 

 

İab

ĖС

UBC

 

İC

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

b

 

 

Рис. 2.13

 

Решение.

Фазы генератора соединены по схеме «звезда»,

тогда линейные напряжения источника

 

UЛ = 3 UФ= 3 127=220 В.

Фазные напряжения приемников, при соединении фаз нагрузки треугольником, равны линейным напряжениям генератора:

 

 

220e

j30

B,

 

 

220e

j90

 

B,

U ab

U AB

 

U bc

U BC

 

 

 

 

220e

j150

 

B.

 

 

 

 

 

 

U ca

U CA

 

 

 

 

 

 

 

 

Фазные токи определяем с помощью закона Ома:

36

 

 

 

 

 

220e

j30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j60

 

 

 

 

Iab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

 

 

1,1

j1,9 A,

Zab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100e j90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ubc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ibc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zbc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j150

 

 

 

 

Ica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

 

 

1,9

 

j1,1 A.

 

Zca

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейные токи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

j60

 

 

2,2e

j150

 

 

 

IA

Iab

- Ica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1 j1,9

1,9 j1,1

 

3 j3

 

 

4,24e

j45 A,

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

j60

 

 

2,2е

j120

 

A,

IB

Ibc

- Iab

-Iab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

j150

 

A.

 

 

 

 

IC

Ica

- Ibc

Ica

 

 

 

 

 

 

 

Построим топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов (рис. 2.14).

 

+1

 

 

 

А

 

 

 

UAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IB

 

Iab

 

 

Iab

 

 

 

+j

I A

 

 

 

 

 

UCA

 

 

 

 

 

 

 

С

 

U

В

IC

Ica

BC

Рис. 2.14

37

3. Определить линейные и фазные токи и напряжения в

трехфазной нагрузке, соединенной по схеме треугольник при

обрыве линейного провода фазы С ZCc=∞ (рис. 2.15). Постро-

ить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной

диаграммой токов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивления фаз нагрузки:

 

 

 

 

 

 

 

Zаb= jXL=j100 Ом, Zbc =R-jXc=100-j100 Ом, Zca = R = 100 Ом.

ĖА

A

İА

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İca

 

 

 

ĖВ

UAB

İB

 

 

 

 

 

Zab

 

B

 

Zca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İab

 

 

 

 

 

 

 

Uca

 

ĖС

C

 

 

 

 

 

Zbc

İbc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ubc

 

 

 

Рис. 2.15

 

 

 

 

 

 

 

Решение. При обрыве линейного провода фазы С потен-

циал точки с нагрузки будет отличаться от потенциала точки С

генератора.

Рассматриваемая нагрузка будет подключена на

одно линейное напряжение

 

220e

j30

 

B .

 

 

 

UAB

 

 

 

 

 

Напряжение нагрузки фазы аb

 

 

 

 

220e

j30

B .

Uаb

 

UAB

 

Нагрузки фаз bc и ca соединены последовательно и

UAB Uab Ubc Uca .

При решении задачи необходимо помнить, что условноположительные направления токов и напряжений, принятые в трехфазных цепях, остаются неизменными.

Фазные токи определим по закону Ома:

 

 

 

220e

j30

 

 

 

Uab

 

 

 

j60

 

Iab

 

 

 

 

2,2e

 

1,1 j1,9 A,

Zab

 

 

 

 

 

 

100e j90

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]