Анализ трёхфазной электрической цепи при схеме соединения приёмников “ звездой”
В трёхфазную сеть с симметричной системой линейных напряжений Uл включён трёхфазный потребитель электроэнергии, фазы которого имеют комплексные сопротивления Zа, Zb, Zс и соединены “звездой”.
Определить:
1. Линейные и фазные токи;
2. Активную Р, реактивную Q и полную S мощности потребителя;
3. Показания приборов: амперметра и вольтметра;
4. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Рис.1. Трехфазная электрическая цепь
Дано: Za=30 Ом, Zb=10ej45° Ом, Zc=10-j20 Ом, Uл=220 B.
Решение
Определяем фазные напряжения генератора.
Uф=Uл3=2203=127 В
UA=127 B, UB=127e-j120° B, UC=127ej120° B
Представим эти напряжения в алгебраической форме записи.
UA=127 B
UB=127cos120°-j127sin120°=-63,5- j109,985 B
UC=127cos120°+j127sin120°=-63,5 + j109,985 B
Определяем фазные сопротивления потребителя энергии
Za=30-j0=30 Ом
Zb=10ej45°=7,071+j7,071 Ом
Zc=10-j20=22,361e-j63,43° Ом
Комплексные фазные проводимости
Ya=1Za;Yb=1Zb; Yc=1Zc
Формула определения напряжения смещения нейтрали
Un=Ua∙Ya+Ub∙Yb+Uc∙YcYa+Yb+Yc
Значения комплексных фазных проводимостей равны (в Ом-1)
При фазных напряжениях генератора, равных (в Вольтах)
Напряжение смещения нейтрали составит (Вольт):
Определим фазные напряжения потребителя энергии
Ua=UA-Un=127--97,269- j53,324=224,269+ j53,324=230,521ej13,34° B
Ub=UB-Un=-63,5- j109,985--97,269- j53,324=33,769-j56,661=65,961e-j59.21° B
Uc=UC-Un=-63,5 + j109,985--97,269- j53,324==33,769+j163,309=166,764ej78,32° B
Так как нагрузка несимметричная и отсутствует нейтральный провод, фазные напряжения – разные
. Определим линейные токи. Они же при данной схеме подключения «звездой» будут и фазными токами:
IA=UaZa=230,521ej13,34° 30=7,684ej13,34°=7,477+j1,773 A
IB=UbZb=65,961e-j59.21°10ej45°=6,596e-j104,21°=-1,619 - j6,394 A
IC=UcZc=166,764ej78,32°22,361e-j63,43°=7,458ej141,75°=-5,857 + j4,617 A
Мощности потребителей:
активная мощность
Pпотр=Ra∙Ia2+Rb∙Ib2+Rc∙Ic2=30∙7,6842+7,071∙6,5962+10∙7,4582=2635,173 Вт
реактивная мощность
Qпотр=Xa∙IA2+Xb∙IB2+Xc∙IC2=0∙7,6842+7,071∙6,5962+-20∙7,4582=-804,796 вар
полная мощность
Sпотр=P + jQ=2635,173-j804,796=2755,328e-j16,98° ВА
Строим векторную диаграмму токов и напряжений