Для электрической схемы по заданным параметрам ra=8 Ом, rb=8 Ом, rc=8 Ом, xa=6 Ом, xb=16 Ом, xc=6 Ом и линейному напряжению Uл=127 В определить фазные и линейные токи, активную, реактивную и полную мощность всей цепи и каждой фазы отдельно. Построить векторную диаграмму токов и напряжений на комплексной плоскости.
Решение
Полные комплексные сопротивления фаз цепи:
Za=ra+jxa=8+j6=10ej36,87° Ом
Zb=rb+jxb=8+j16=17,889ej63,435° Ом
Zc=rc+jxc=8+j6=10ej36,87° Ом
Фазные напряжения генератора в комплексной форме:
UA=Uф=Uл3=1273=89,803 В
UB=Uфe-j120°=89,803e-j120°=-44,901-j77,771 В
UC=Uфej120°=89,803ej120°=-44,901+j77,771 В
Проводимости фаз:
Ya=1Za=110ej36,87°=0,1e-j36,87°=0,08-j0,06 См
Yb=1Zb=117,889ej63,435°=0,056e-j63,435°=0,025-j0,05 См
Yc=1Zc=110ej36,87°=0,1e-j36,87°=0,08-j0,06 См
Напряжение смещения нейтрали вычисляемое по формуле:
Un=UAYa+UBYb+UCYcYa+Yb+Yc=89,803∙0,1e-j36,87°+89,803e-j120°∙0,056e-j63,435°+89,803ej120°∙0,1e-j36,87°0,08-j0,06+0,025-j0,05+0,08-j0,06=5,02ej49,695°0,251e-j42,58°=19,981ej92,276°=-0,793+j19,965 В
Определяем фазные напряжения нагрузки:
Ua=UA-UnN=89,803--0,793+j19,965=90,596-j19,965=92,77e-j12,428° В
Ub=UB-UnN=-44,901-j77,771--0,793+j19,965=-44,108-j97,736=107,228e-j114,289° В
Uc=UC-UnN=-44,901+j77,771--0,793+j19,965=-44,108+j57,806=72,712ej127,345° В
Определяем токи в фазах и в нейтральном проводе:
Ia=UaZa=92,77e-j12,428°10ej36,87°=9,277e-j49,298°=6,05-j7,033 А
Ib=UbZb=107,228e-j114,289°17,889ej63,435°=5,994e-j177,724°=-5,99-j0,238 А
Ic=UcZc=72,712ej127,345°10ej36,87°=7,271ej90,475°=-0,06+j7,271 А
3) Рассчитываем активную, реактивную и полную мощность цепи и всех ее элементов.
Sa=Ua∙I*a=92,77e-j12,428°∙9,277ej49,298°=860,623ej36,87°=688,498+j516,374 ВА;
Pa=ReSa=Re688,498+j516,374=688,498 Вт
Qa=ImSa=Im688,498+j516,374=516,374 вар
Sb=Ub∙I*b=107,228e-j114,289°∙5,994ej177,724°=642,752ej63,435°=287,448+j574,895 ВА;
Pb=ReSb=Re287,448+j574,895=287,448 Вт
Qb=ImSb=Im287,448+j574,895=574,895 вар
Sc=Uc∙I*c=72,712ej127,345°∙7,271e-j90,475°=528,707ej36,87°=422,966+j317,224 ВА;
Pc=ReSc=Re422,966+j317,224=422,966 Вт
Qc=ImSc=Im422,966+j317,224=317,224 вар
S=Sa+Sb+Sc=688,498+j516,374+287,448+j574,895+422,966+j317,224=1398,911+j1408,493=1985,146ej45,196° ВА
P=ReS=Re1398,911+j1408,4931398,911 Вт
Q=ImS=Im1398,911+j1408,493=1408,493 вар
Строим векторную диаграмму напряжений и токов