Методические указания и контрольные задания для студентов -заочников Салават,2000 (стр. 22 из 25)

1.Определяем фазные токи и углы сдвига фаз:

;

, где

Отсюда угол j_ВС=36⁰10’

; j_СА=0

Для построения векторной диаграммы выбираем масштаб по току : 1 см-10А, по напряжению : 1см-80 В. Затем в принятом масштабе откладываем векторы фазных (они же линейные ) напряжений U_AB, U_BC,U_CA под углом 120⁰ друг относительно друга ( рис.7,б) . Под углом j_АВ=-900 к вектору напряжения U_AB откладываем вектор тока I_AB; в фазе ВС вектор тока I_BC должен отставать от вектора напряжения U_BC на угол j_ВС =36⁰50’, а в фазе СА вектор тока I_СА совпадает с вектором напряжения U_CA.Затем строим векторы линейных токов на основании известных уравнений.

; ;

Измеряя длины векторов линейных токов и пользуясь принятым масштабом , находим значения линейных токов: I_A=11A; I_B=57A;I_C=47A.

Пример 8.

По векторной диаграмме для трехфазной цепи (рис.8,а) определить характер нагрузки в каждой фазе, вычислить ее сопротивление и начертить схему включения. Нагрузка несимметричная, соединена в тругольник. Значения напряжений, фазных токов и углов сдвига фаз указаны на диаграмме.

Решение:

1.Рассматривая векторную диаграмму , можно заключить, что ток I_AB в фазе AB совпадает с напряжением U_AB, значит в фазу АВ включено активное сопротивление.

В фазе ВС ток I_BC опережает напряжение на угол j_BC=-900 , значит в фазу ВС включено емкостное сопротивление

В фазе СА ток I_CA отстает от напряжения U_CA на угол j _CA=36⁰50’, значит в фазу СА включено активно-индуктивное сопротивление

Очевидно,

2.На основании вычислений чертим схему цепи (рис.8,б)

Пример 9.

В трехфазную четырехпроводную сеть включены печь сопротивления, представляющая собой симметричную нагрузку, соединеную треугольником, и несимметричная осветительная нагрузка в виде ламп накаливания соединенных звездой (рис.9,а). Мощность каждой фазы печи Р_п=10кВт . Мощность каждой лампы Р_л=200Вт , число ламп в фазах n_A=50; n_B=40; n_C=30. Номинальное напряжение сети U_ном=380В. Определить показания всех приборов включенных в схему .

Решение:

1.Находим фазные токи, потребляемые печью

2.Линейные токи, потребляемые симметричной нагрузкой, превышают фазные вÖ3 раза, т.е.

I_A=I_B=I_C=Ö3*26.3=45.5A. Это значение покажет амперметр А2.

3.Определяем фазные токи, потребляемые лампами. Лампы соединены звездой и включены на фазные напряжения U_A=U_B=U_C=U_ном/Ö3=380/Ö3=220В. Это напряжение покажет вольтметр V_л. Поэтому фазные токи

; ;

Амперметры А3,А4,А5, включенные в линейные провода , соответственно покажут эти токи.

4.Для определения тока в нулевом проводе I₀ начертим в масштабе векторную диаграмму цепи, где включены лампы. Выбираем масштаб для напряжений и токов : 1см-100В; 1см-10А. Затем в принятом масштабе откладываем векторы фазных напряжений U_A,U_B,U_C , и располагая их под углом 120⁰ друг относительно друга. (рис.9,б). Чередование фаз обычное: за фазой А- фаза В, за фазой В- фаза С. Лампы накаливания являются активной нагрузкой, поэтому ток в каждой фазе совпадает с соответствующим фазным напряжением. В фазе А ток IA=45.4A , поэтому на диаграмме он выразится вектором, длина которого равна 45,4 :10=4,54 см; длина вектора фазного напряжения U_A составит : 220:100=2,2см. Аналогично строим векторы токов и напряжений в остальных фазах. Ток I₀ в нулевом проводе определяется геометрической суммой всех трех фазных токов. Измеряя длину вектора тока I₀ . которая оказалась равной 1,5 см, получим значение тока в нулевом проводе I₀=15A. Векторы линейных напряжений на диаграмме не показаны, чтобы не усложнять чертеж.

Методические указания к решению задач 14,...22

Перед решением задач этой группы необходимо знать устройство, принцин действия и зависимости между электрическими величинами однофазных и трехфазных трансформаторов, уметь определять по их паспортным данным технические характеристики.

Основными параметрами трансформатора являются:

· S_н –номинальная мощность. Это полная мощность в кВА,отдаваемая вторичной обмоткой при условии, что нагревания изоляции не выйдет за допускаемые пределы.

· U_1н –номинальное первичное напряжение. Это напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичное напряжение U₂ снижается из-за потери в трансформаторе,т.е. U₂<U_2н .Например, если U_2н=400В, то при полной нагрузке трансформатора вторичное напряжение U₂=380В, так как 20В теряется в трансформаторе.

· I_1н, I_2н – номинальные токи. Это токи, вычисленные по номинальной мощности и номинальным напряжениям обмоток. Для однофазного трансформатора

;

Для трехфазного трансформатора

;

Трансформаторы чаще всего работают с нагрузкой меньше номинальной. Поэтому вводят о коэффициенте нагрузки k_нг . Если трансформатор с S_н=1000кВА отдает потребителю мощность S₂=580кВА , то k_нг=580/1000=0,58=58%.

Отдаваемая трансформатором мощность является полной. Это объясняется тем, что величина отдаваемой активной и реактивной мощностей зависит от коэффициента мощности потребителя. Например, при S_н=1000Ква и k_нг=1,0 отдаваемая потребителю активная мощность P₂ при cos j₂ = 0,8 составит P₂=S_н cos j₂ =1000*0.8=800кВт , а реактивная –Q₂=S_н sin j₂ =1000*0,6=600квар. Если потребитель увеличит коэффициент мощности до cos j₂ = 1,0, то P₂=1000*0,1=1000кВт; Q₂=1000*0=0 , т.е. вся отдаваемая трансформатором мощность будет активной .В обоих случаях по обмоткам протекают одни и те же номинальные токи. В табл. 14 приведены основные сведения о трансформаторах.

Таблица 14

Тип трансформатора	Sн ,кВА	Верхний предел номинального напряжения обмоток		Потери мощности		Uк , %	I1x, %
		Первичной U1н ,кВ	Вторичной U2н ,кВ	Холостого хода Px, Вт	Короткого замыкания Pк,Вт
ТМ-25/10	25	10	0,4	120-140	600-900	4,5-4,6	5
ТМ-40/10	40	10	0,4	170-200	880-1000	4,5-4,7	4,5
ТМ-63/10	63	10	0,4	250-300	1280-1470	4,5-4,7	4
ТМ-100/10	100	10	0,4	340-410	1970-2270	4,5-4,7	3,5
ТМ-160/10	160	10	0,69	540-650	2650-3100	4,5-4,7	3
ТМ-250/10	250	10	0,69	780-950	3700-4800	4,5-4,7	3
ТМ-400/10	400	10	0,69	1080-1300	5500-5900	4,5	2,5
ТМ-630/10	630	10	0,69	1600-1900	7600-8500	5,5	2,5
ТМ-630/35	630	35	11	1900-2300	7600-8500	6,5	3,5
ТМ-1000/35	1000	35	6,3	2600-3100	11600	6,5	2,6
ТМ-1600/35	1600	35	10,5	3500-4200	16500	6,5	2,2

Для уменьшения установленной мощности трансформаторов и снижения потерь энергии в них и сетях целесообразна компенсация части реактивной мощности, потребляемой предприятием. Такая компенсация достигается установкой на подстанциях конденсаторов. С 1 января 1975 года введена новая система компенсации реактивной мощности. В настоящее время энергосистема позволяет потребление придпрятием определенной реактивной мощности Qэ, называемой оптимальной и обеспечивающей наименьшее эксплутационные расходы в энергосистеме. Если фактичекая реактивная мощность предприятия Qф несколько отличается от заданной оптимальной, то предприятие получает скидку с тарифа на электроэнергию; при значительной разнице между Q_э и Q_ф предприятие платит определенную надбавку к тарифу, исчисляемую по специальной шкале.