НИУ МЭИ — n=15, N=14 — ТР5 — Симметричные и несимметричные трехфазные цепи

Задание выполнено в соответствии с методическими указаниями для студентов МЭИ: МЕТОДИЧКА.

Схема, цифровые данные и количество страниц видны на изображениях в галерее.

Содержание задания

Заданием предусматривается выполнение расчетов симметричных и несимметричных трехфазных цепей.

В качестве исходной схемы, в задании рассматривается схема синусоидальной цепи электроснабжения с двумя приемниками, один из которых представляет собой статическую нагрузку с сопротивлением Z_н, другой – нагрузку в виде асинхронного двигателя М с изолированной нулевой точкой 0״. Предполагается, что двигатель работает в режиме холостого хода,  потери в нем не учитываются. В некоторых вариантах имеется вторая статическая симметричная нагрузка, состоящая из резисторов R.

Несинусоидальный режим рассматривается в симметричной трехфазной цепи. Расчет выполняется на основе метода наложения. Ставится задача определения показаний приведенных на схеме вольтметра и амперметра. Предусматривается построение графика мгновенных значений тока в одном из линейных проводов линии.

Несимметричный режим в цепи возникает в результате короткого замыкания в одной из ветвей схемы, или при подключении с помощью рубильника Р несимметричной нагрузки R. При существовании  не симметрии в трехфазной цепи, сопротивления генератора, линии передачи, двигателя для различных последовательностей – неодинаковы. Основным методом расчета таких цепей является метод симметричных составляющих.

Номер схемы соответствует порядковому номеру, под которым  фамилия студента записана в групповом журнале. Числовые данные параметров элементов цепи приведены в таблице  и выбираются в соответствии с номером группы.

Типовой расчет предназначен для студентов всех специальностей ИЭЭ.

Часть 1.  Симметричная трехфазная цепь

В схеме исходной цепи короткое замыкание отсутствует или, в зависимости от варианта схемы, рубильник Р – разомкнут. Режим в цепи определяется трехфазным генератором с симметричными синусоидальными напряжениями прямой последовательности, с фазной ЭДС Е_А, сопротивлениями статической нагрузки Z_н, сопротивлениями прямой последовательности генератора Z_1г, линии Z_1л, двигателя Z_1д.

1.1. Для фазы А начертить схему расчета цепи с указанием параметров элементов. Вычислить показания, изображенных на исходной схеме цепи, вольтметра и амперметра электромагнитной системы.

1.2. Используя показания приборов, найденные в п.1.1, определить активную и реактивную мощности симметричной нагрузки Z_н  и М. В качестве проверки, сравнить полученные результаты со значениями мощностей, найденными из рассмотрения сопротивлений Z_н и М.

1.3. Построить векторно-топографическую диаграмму цепи; показать на ней вектор напряжения на вольтметре и вектор тока в амперметре.

Часть 2.  Несинусоидальный режим в симметричной трехфазной цепи

В исходной схеме цепи короткое замыкание отсутствует или рубильник Р – разомкнут. ЭДС генератора симметричные, но не синусоидальные. 

2.1. Для каждой из гармоник, на основе эквивалентных схем для фазы А, определить составляющие тока в амперметре и напряжения на вольтметре.

2.2.   Вычислить показания вольтметра и амперметра.

2.3. Построить на одном графике кривые мгновенных значений отдельных гармоник и результирующего тока в амперметре. Указать   на графике периоды и начальные фазы гармоник.

Часть 3.  Несимметричная трехфазная цепь

В исходной цепи учитывается короткое замыкание или замыкание рубильника  Р.  Система ЭДС генератора синусоидальная, симметричная как и в ч.1.

3.1. Составить эквивалентные схемы и определить симметричные составляющие токов и напряжений на несимметричном участке линии.

3.2. По найденным в п. 3.1 симметричным составляющим рассчитать фазные токи и  линейные напряжения на генераторе. 3.3.  Проверить удовлетворение полученных результатов п. 3.2 первому и второму законам Кирхгофа.