Для электрической схемы, изображенной на рисунке 3.1:
1. По заданным параметрам и линейному напряжению определить фазные и линейные токи. Ток в нейтральном проводе (для четырехпроводной схемы).
2. Рассчитать активную мощность всей цепи и в каждой фазе отдельно.
3. Построить векторную диаграмму токов и напряжений на комплексной плоскости.
Дано: Uл=220 В; Ra=8 Ом; Rb=8 Ом; Rc=8 Ом; Xa=6 Ом; Xb=6 Ом; Xc=6 Ом.
Рисунок 3.1 – Расчетная схема
Решение
Расчет токов производим комплексным методом.
Определяем фазное э.д.с. генератора:
Uф=Uл3=2203=127,017 В
Записываем фазные э.д.с. генератора в комплексной форме:
EA=127,017 В
EB=127,017e-j120°=-63,509-j110 В
EC=127,017ej120°=-63,509+j110 В
Сопротивления фаз приемника:
Za=Ra+jXa=8+j6=10ej36,87° Ом
Zb=Rb+jXb=8+j6=10ej36,87° Ом
Zc=Rc+jXc=8+j6=10ej36,87° Ом
Проводимости фаз приемника:
Ya=1Za=110ej36,87°=0,1e-j36,87°=0,08-j0,06 См
Yb=1Zb=110ej36,87°=0,1e-j36,87°=0,08-j0,06 См
Yc=1Zc=110ej36,87°=0,1e-j36,87°=0,08-j0,06 См
Определяем напряжение между нейтральными точками приемника и источника питания:
UnN=EAYa+EBYb+ECYcYa+Yb+Yc=127,017∙0,1e-j36,87°+127,017e-j120°∙0,1e-j36,87°+127,017ej120°∙0,1e-j36,87°0,08-j0,06+0,08-j0,06+0,08-j0,06=12,702e-j36,87°+12,702e-j156,87°+12,702ej83,13°0,24-j0,18=10,161-j7,621-11,681-j4,989+1,519+j12,6110,24-j0,18=00,3e-j36,87°=0
Находим напряжения на зажимах фаз приемника:
Ua=EA-UnN=127,017-0=127,017 В
Ub=EB-UnN=-63,509-j110-0=-63,509-j110=127,017e-j120° В
Uc=EC-UnN=-63,509+j110-0=-63,509+j110=127,017ej120° В
Определяем токи в фазах:
Ia=UaZa=127,01710ej36,87°=12,702e-j36,87°=10,161-j7,621 А
Ib=UbZb=127,017e-j120°10ej36,87°=12,702e-j156,87°=-11,681-j4,989 А
Ic=UcZc=127,017ej120°10ej36,87°=12,702ej83,13°=1,519+j12,611 А
Определим активную мощность каждой фазы и всей цепи:
Pa=Ra∙Ia2=8∙12,7022=1290,667 Вт
Pb=Rb∙Ib2=8∙12,7022=1290,667 Вт
Pc=Rc∙Ic2=8∙12,7022=1290,667 Вт
P=Pa+Pb+Pc=1290,667+1290,667+1290,667=3872 Вт
Строим векторную диаграмму токов и напряжений (рис