Тема 9. Трифазні електричні кола

Розрахункова робота №6 «З’єднання фаз генератора та споживача зіркою, зіркою з нульовим проводом, трикутником»

Мета:систематизувати знання з теми «Трифазні електричні кола», навчитися розв’язувати задачі на обчислення струму і напруги в трифазному колі; пояснювати характер змін параметрів трифазного кола при несиметричному навантаженні та обриві лінійного проводу

Теоретичні відомості

З’єднання фаз генератора зіркою з нульовим проводом (Y₀) виконується з’єднанням одних кінців трьох фаз (X,Y,Z) в одну точку (О), яка називається нейтральною, або нульовою. Від початків фаз (A,B,C) відводяться проводи (І, ІІ, ІІІ), що називаються лінійними, а від нульової точки відводиться провід (0-0), який називається нейтральним, або нульовим. Основні співвідношення між лінійними і фазними параметрами для з’єднання зірка:

; ІЛІН = ІФ

З’єднання фаз генератора трикутником виконується так: кінець першої фази з’єднується з початком другої, кінець другої – з початком третьої, а кінець третьої – з початком першої. Від точок усіх з’єднань відводяться проводи. Основні співвідношення між фазними і лінійними параметрами:

Uлін = Uф;

Фазні струми визначаються за формулами:

; ;

Коло споживає потужність:

активну P=3ּP_ф=3ּU_фּІ_фּcos φ_ф

реактивну Q=3ּQ_ф=3ּU_фּІ_фּsin φ_ф

повну

Завдання

В трифазну чотирипровідну мережу з лінійною напругою увімкнули різні за характером опори. Визначити лінійні струми і накреслити в масштабі векторну діаграму кола. За векторною діаграмою визначити чисельне значення струму в нульовому проводі. Вихідні дані вибрати з таблиці 5 за варіантом, який відповідає номеру прізвища в навчальному журналі.

Таблиця5– Вихідні дані до розрахункової роботи №6

Схема 1	Схема 2
Схема 3	Схема 4

Схема 5	Схема 6
Схема 7	Схема 8
Схема 9	Схема 10

Рисунок 10 – Схеми до розрахункової роботи №6

САМОСТІЙНА РОБОТА №9

Тема 11. Трифазні трансформатори

Розрахункова робота №7 «Вибір трифазного трансформатора за технічними даними»

Мета:систематизувати знання з теми «Трансформатори», набути вмінь визначати основні параметри трифазного трансформатора і вибирати тип трансформатора за технічними даними.

Теоретичні відомості

Перетворення електричної енергії в трифазному ланцюзі здійснюють за допомогою трифазних трансформаторів. Вибір трансформатора здійснюється за потужністю та напругою первинної обмотки. При виборі трансформаторів необхідно забезпечити їх коефіцієнт навантаження k_н, рівним 0,9…1,0.

В таблиці 6 наведені технічні дані деяких трифазних трансформаторів.

Примітки: Трансформатор ТМ-630/10 – трифазний, з масляним охолоджуванням, номінальна потужність 630 кВА, номінальна первинна напруга 10 кВ. Вторинні напруги 0,23; 0,4 і 0,69 кВ. Р_СТ втрати потужності в сталі, Ро.ном - втрати потужності в обмотках в номінальному режимі, Uк, % - напруга короткого замикання: І_1ХХ % - струм холостого ходу.

В таблиці 7 наведені технічні дані деяких комплектних конденсаторних установок

напругою 380 В.

Таблиця 7 - Технічні дані комплектних конденсаторних установок

напругою 380 В

Завдання

Апаратний цех електротехнічного заводу споживає активну потужність Р₂ при коефіцієнті потужності cos φ₂. Для живлення споживачів цеху на підстанції встановили трифазні трансформатори з первинною напругою U_HOM1. Однак енергосистема, обмеживши споживання реактивної потужності до Q_E, що називається оптимальною, зажадала встановити на нижчій напрузі підстанції 380 В конденсатори. Визначити: 1) необхідну потужність конденсаторної, батареї Q₆ і вибрати її тип, користуючись таблицею 7; 2) номінальну потужність трансформатора на підстанції в двох випадках: а) до встановлення батареї, б) після встановлення батареї. На підставі таблиці 6 вибрати тип трансформатора; 3) в обох випадках визначити коефіцієнт корисної дії (ККД) трансформатора з урахуванням фактичного навантаження. Зробити висновки щодо доцільності компенсації реактивної потужності споживачів цеху. Вихідні дані вибрати з таблиці 8 за варіантом, який відповідає номеру прізвища в навчальному журналі.

Примітка 1. На підстанції можливе встановлення одного трансформатора або двох однакової потужності.

Примітка 2.Первинна напруга U_HOM1 задана для вибору типа трансформатора.

Таблиця 8 – Вихідні дані для розрахункової роботи №7

Приклад

Підприємство споживає активну потужність Р₂ =1550 кВт при коефіцієнті потужності cos φ = 0,72. Енергосистема призначила зменшити реактивну потужність, що споживається, до Q_Е = 450 квар. Визначити: 1) необхідну потужність конденсаторної батареї та вибрати її тип; 2) необхідну трансформаторну потужність та коефіцієнт навантаження в двох випадках: а) до установки батареї; б) після установки батареї. Вибрати тип трансформатора. Номінальна напруга мережі 10 кВ.

Рішення.

1. Необхідна трансформаторна потужність до установки конденсаторів

За таблицею 6 вибираємо трансформатор типу ТМ-2500/10 з номінальною потужністю S_НОМ = 2500 кВА, втратами потужності Р_СТ = 4,3 кВт, Р_О,НОМ = 24 кВт. Коефіцієнт завантаження

k_З. = S_ТР / S_НОМ = 2153 / 2500 = 0,86

2. Необхідна підприємству реактивна потужність

sin φ₂ = sin (arccos 0,72) = 0,693

Q = S_TP sin φ₂ = 2153 · 0,693 = 1492 квар

3. Необхідна потужність конденсаторної батареї

Q_Б = Q – Q_Е = 1492 – 450 = 1042 квар

За таблицею 7 вибираємо комплектні конденсаторні установки типу

УК-0.38-540Н потужністю 540 квар в кількості 2 шт. Загальна реактивна потужність складе

Q^/ _Б = 2 · 540 = 1080 квар,

що близько до необхідної потужності 1042 квар.

4. Нескомпенсована реактивна потужність

Q_НСК = Q – Q'_Б = 1492 – 1080 = 412 квар

5. Необхідна трансформаторна потужність

Приймаємо до установки один трансформатор ТМ-1600/10 потужністю

S'_НОМ =1600 кВА, втратами потужності Р_СТ = 3,3 кВт, Р_О,НОМ = 18 кВт.

Його коефіцієнт навантаження складе: k_Н = S^/_ТР / S^/_НОМ =1604 / 1600 ≈1.0.

6. Коефіцієнт корисної дії трансформатора до установки конденсаторної батареї

Коефіцієнт корисної дії трансформатора після установки конденсаторної батареї

Таким чином, компенсація реактивної потужності дозволила значно зменшити встановлену трансформаторну потужність.

САМОСТІЙНА РОБОТА №10

Поиск по сайту: