4.4. Ток во вторичной цепи I′2 определяется из соотношения
, (2.20)
где (2.21)
и отстает от вектора ЭДС на угол ψ2
. (2.22)
4.5. Вектор напряжения на нагрузке определяется геометрической суммой
. (2.23)
Таким образом, из конца вектора перпендикулярно току и в сторону отставания от него откладывается вектор - , а из конца этого вектора параллельно току , но в противофазе с ним проводится вектор - . В результате получается вектор вторичного напряжения и его фазовый сдвиг φ2 относительно тока
4.6. Положение и величину тока получают в результате графического решения уравнения равновесия токов
. (2.25)
Для этого к концу вектора пристраивается вектор тока , повернутый на 180 градусов, т.е. вектор - . Соединив начало координат с концом вектора - , получают вектор .
4.7. Построение вектора производится в соответствии с уравнением равновесия ЭДС
. (2.26)
При этом векторы падения напряжения и необходимо ориентировать перпендикулярно и параллельно вектору тока I1, как показано на рисунке 2.2.
4.8. Угол φ1 определяет фазовый сдвиг между напряжением и током .
5.1. От исходной точки «0» в произвольном направлении (например, вверх) откладывается вектор .
5.2. Под углом φ2к вектору тока в сторону опережения (для активно-индуктивной нагрузки) проводится направление вектора напряжения - .
5.3. В масштабе напряжения строится прямоугольный треугольник АВС со сторонами АВ=I1нxk, ВС=I1нrk, АС=I1нZk, называемый треугольником короткого замыкания.
Треугольник АВС располагается на линии - таким образом, чтобы его вершина «С» была на линии - , а величина ОА была равна в принятом масштабе первичному напряжению U1. В тоже время треугольник короткого замыкания должен быть ориентирован на векторной диаграмме так, чтобы сторона АВ была перпендикулярна, а сторона ВС – параллельна вектору , при этом вектор падения напряжения должен опережать вектор на угол 900.
5.4. Величина отрезка ОС при таком построении равна напряжению U′2н, а угол АОД равен φ1.
Действительное напряжение на нагрузке равно
. (2.28)
5.5. Сравнить значения напряжений U2н, полученных из расчета полной схемы замещения и из построения упрощенной векторной диаграммы.
6. Построение упрощенных ВД для различных по характеру нагрузок
Повторить описанные выше построения ВД для других углов нагрузки из трех ( ) как показано на рисунок 2.5. Оценить изменение напряжения U2н по соотношению
. (2.29)
Рисунок 2.5 - Упрощенная векторная диаграмма
при различных значениях угла φ2
Порядок построения:
- из точки «О», как из центра проводится дуга окружности радиусом, равным в принятом масштабе величине напряженияU1;
- под угломφ2проводится направление вектора вторичного напряжения -U′2 (φ2>0 - при активно-индуктивной нагрузке, φ2=0 - при чисто активной нагрузке, φ2<0 - при активно-ёмкостной нагрузке);
- во всех случаях треугольник к.з. располагается таким образом, чтобы вершина А была на дугеU1, вершина С – на направлении вектора , а катет ВС совпадал по направлению с вектором .
Точки C, C1 и C2 определяют величину U′2 при соответствующемφ2.
Если треугольник АВС поместить в положение ОВ′С′, то дуга, проведенная из вершины С′ радиусомU1, пройдет через точки C, C1 и C2 и является, таким образом геометрическим местом конца вектора .
Из рисунка 2.5 хорошо видно, что при активно-индуктивной нагрузке и чисто активной нагрузкеU′2<U1. При активно-ёмкостной нагрузке вторичное напряжение U′2может стать больше первичногоU1.
7. Построение зависимости ΔU=f(β) (рисунок 2.6).
7.1 Проверить величину ΔU2% по соотношению
ΔU2% =β Uк% cos (φ2 - φк) (2.30)
для указанных выше значений φ2, принимая коэффициент нагрузки β=1.
Рисунок 2.6 - Зависимости ΔU2 от коэффициента нагрузки β
при различных φ2
8. Для ударного тока короткого замыкания
(2.31)
рассчитать амплитудное значение установившегося тока короткого замыкания
(2.32)
и ударный коэффициент . (2.33)
Таблица 2.1 - Варианты задания
№ п/п
Ном. мощность
S, кВА
U1н,
кВ
K
u1k,
%
I0,
%
P0,
кВт
Pk,
кВт
Угол нагрузки
φ20
1-3
8,0
3,3
29,5
81,5
450,0, -450
4-6
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
7-9
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
10-12
-«-
8,0
3,3
-«-
-«-
-«-
13-15
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
16-18
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
19-21
8,0
3,3
47,0
-«-
22-24
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
25-27
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
28-30
-«-
8,0
3,3
-«-
-«-
-«-
31-33
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
34-36
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
37-39
8,0
3,3
-«-
40-42
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
43-45
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
46-48
-«-
8,0
3,3
-«-
-«-
-«-
49-51
-«-
9,0
2,8
-«-
-«-
-«-
52-54
-«-
10,0
2,5
-«-
-«-
-«-
Примечания:
1. Номер варианта соответствует номеру в классном журнале.
2. В каждой строчке три варианта, каждому варианту соответствует определенный угол, например: .