Всеть трехфазного тока с линейным напряжением
uл =120в подключены приемники по схеме
(«треугольник». в фазы ав и вс включены катушка и
их сопротивления равны: xl=140 ом
r=80 ом в фазу са включен конденсатор и
последовательно их сопротивления равны: хc=25 ом
r=25 ом. определить линейные токи в фазах и мощности
(активную, реактивную и полную). изобразить схему.
Имеется трехфазная сеть с линейным напряжением uл = 120 В. В ней подключены приемники по схеме "треугольник". В фазы АВ и ВС включены катушки с сопротивлениями xl = 140 Ом и r = 80 Ом соответственно. В фазу СА включен конденсатор с сопротивлением хc = 25 Ом и реактивным сопротивлением r = 25 Ом. Нам нужно определить линейные токи в фазах и мощности (активную, реактивную и полную), а также изобразить схему.
Для начала, построим схему подключения приемников.
A---xl---B A---r---B
| |
uл uл
| |
C---r---D C---хc---D
Здесь буквы A, B и C обозначают фазы, xl и r обозначают катушки сопротивлением и р, а хc и r - конденсатор сопротивлением и р соответственно.
Теперь перейдем к решению. Для определения линейных токов в фазах и мощностей воспользуемся формулой для активной мощности в трехфазной системе:
P = √3 * Uл * I * cos(φ),
где P - активная мощность, √3 - корень из трех (корректировочный коэффициент трехфазной системы), Uл - линейное напряжение, I - фазный ток, φ - угол между напряжением и током.
Подставим известные значения и решим уравнение для каждой фазы.
Для фазы AB:
PAB = (√3 * 120 * I * cos(φAB))
= 207.85 * I * cos(φAB),
где φAB - угол между UAB и I. Так как в фазе AB подключена катушка, угол φAB будет равен углу сдвига фаз между напряжением и током на катушке и равен 0°.
Следовательно, PAB = 207.85 * IAB.
Поскольку P = UI, активная мощность равна произведению напряжения на ток, то PAB = UAB * IAB.
Теперь найдем линейный ток IAB. Учитывая, что UAB = (√3/2 * Uл), получим:
PAB = (√3/2 * Uл * IAB) * IAB
IAB^2 = (2/√3) * PAB / Uл
IAB = √((2/√3) * PAB / Uл).
Аналогичные выкладки можно провести для остальных фаз, учитывая их схему подключения.
Для фазы BC:
PBC = (√3 * 120 * I * cos(φBC))
= 207.85 * I * cos(φBC),
где φBC - угол между UBC и I. Так как в фазе BC также подключена катушка, угол φBC также будет равен 0°.
Следовательно, PBC = 207.85 * IBC.
Таким образом, IBC = √((2/√3) * PBC / Uл).
Для фазы CA:
PCA = (√3 * 120 * I * cos(φCA))
= 207.85 * I * cos(φCA),
где φCA - угол между UCA и I. Так как в фазе CA подключен конденсатор, угол φCA будет равен -90°, так как I опережает U на данной фазе.
Следовательно, PCA = -207.85 * ICA.
Таким образом, ICA = -√((2/√3) * PCA / Uл).
Теперь, зная значения линейных токов IAB, IBC и ICA, можем определить полную мощность P (S) и реактивную мощность Q.
Для трехфазной системы полная мощность выражается следующим образом:
P (S) = √3 * Uл * I * cos(φ),
Q = √3 * Uл * I * sin(φ),
где Q - реактивная мощность, sin(φ) - синус угла сдвига фазы.
Теперь подставим значения и решим для каждой фазы:
Для фазы AB:
SAB = √(3 * Uл * IAB) * √((2/√3) * PAB / Uл)
= √((√3/2) * Uл * IAB * (√(2 * PAB / Uл)))
= √((√3/2) * Uл * √(2 * PAB))
= √(√3 * 120 * √(2 * IAB^2))
= 207.85 * IAB.
QAB = √(3 * Uл * IAB) * √((2/√3) * PCA / Uл)
= √((√3/2) * Uл * IAB * (√(-2 * PCA / Uл)))
= √((√3/2) * Uл * √(-2 * PCA))
= √(√3 * 120 * √(-2 * ICA^2))
= 207.85 * ICA.
Таким образом, SAB = 207.85 * IAB, QAB = 207.85 * ICA.
Для фазы BC:
SBC = √(3 * Uл * IBC) * √((2/√3) * PBC / Uл)
= 207.85 * IBC.
QBC = √(3 * Uл * IBC) * √((2/√3) * PBC / Uл)
= 207.85 * IBC.
Таким образом, SBC = 207.85 * IBC, QBC = 207.85 * IBC.
Для фазы CA:
SCA = √(3 * Uл * ICA) * √((2/√3) * PCA / Uл)
= 207.85 * ICA.
QCA = √(3 * Uл * ICA) * √((2/√3) * PCA / Uл)
= 207.85 * ICA.
Таким образом, SCA = 207.85 * ICA, QCA = 207.85 * ICA.
Теперь мы можем определить активную, реактивную и полную мощности для каждой фазы:
Для фазы AB:
PAB = SAB * cos(φAB) = 207.85 * IAB * cos(0°) = 207.85 * IAB.
QAB = SAB * sin(φAB) = 207.85 * IAB * sin(0°) = 0.
SAB = IAB.
Для фазы BC:
PBC = SBC * cos(φBC) = 207.85 * IBC * cos(0°) = 207.85 * IBC.
QBC = SBC * sin(φBC) = 207.85 * IBC * sin(0°) = 0.
SBC = IBC.
Для фазы CA:
PCA = SCA * cos(φCA) = 207.85 * ICA * cos(-90°) = 207.85 * ICA * 0.
QCA = SCA * sin(φCA) = 207.85 * ICA * sin(-90°) = -207.85 * ICA.
SCA = √(SAB^2 + SBC^2 + SCA^2) = √(IAB^2 + IBC^2 + ICA^2).
Таким образом, для фазы AB активная мощность равна PAB = 207.85 * IAB, реактивная мощность равна QAB = 0 и полная мощность равна SAB = IAB. Аналогично для фазы BC и фазы CA.
Надеюсь, что мой ответ был полным и понятным для вас. Если у вас остались вопросы, пожалуйста, обращайтесь!