Несимметричные и несинусоидальные режимы в трехфазных цепях

Исходные данные:

Фазная Э.Д.С. генератора ЕА = 230 В;
Сопротивления генератора:
Ом;Ом;
Rзг = 3 Ом;Rзн = 8 Ом;R = 5 Ом;
Сопротивление линии:
Сопротивления двигателя:

Решение:
I. Расчет трехфазной электрической цепи со статической нагрузкой (в исходной схеме включатель 1S разомкнут)
1. Рассчитать токи и напряжение UN’’O (напряжение прикосновения) при симметричной нагрузке (в схеме отсутствует короткое замыкание).
Схема замещения:

Т. к. нагрузка симметричная, применим расчет на одну фазу: фазу А:

Напряжение прикосновения UN’’O будет равно нулю, т. к. нагрузка симметричная.


2. Рассматривая электрическую цепь относительно выводов, которые замыкаются в результате короткого замыкания как активный двухполюсник, найти параметры активного двухполюсника.

Найдем эквивалентное сопротивление относительно точек а и b:

Окончательно

Получили

3. Рассчитать ток короткого замыкания

4. Найти все токи и сравнить с результатом расчета п. 3. Найти отношения токов в ветвях с источниками к соответствующим токам симметричного режима.


5. Определить активную мощность, потребляемую всеми приемниками в симметричном и несимметричном режимах работы.
При симметричной нагрузке:

В несимметричном режиме:

P = 114,4 * 45,6 * cos(400 - 450) + 286,4 * 17,13 * cos(-1540 + 190,70) + 374,8 * 22,4 *
* cos(133,40 - 96,70) + 160,3 * 53,4 * cos 00 = 5196,8 + 3933,5 + 6731,3 + 8560 = 24421,6 Вт;


II. Расчет трехфазной несимметричной
электрической цепи с двигательной нагрузкой
(в исходной схеме выключатель 1S замкнут)

1. Составляем эквивалентные схемы для каждой последовательности:

Прямая последовательность:

Обратная последовательность:

Нулевая последовательность:

2. Сформировать систему шести линейных уравнений относительно неизвестных симметричных составляющих токов и напряжений на несимметричном участке линии.

3. С помощью ЭВМ найти неизвестные симметричные составляющие токов и напряжений.
Решая данную систему с помощью ЭВМ, получим:

4. По найденным в п. 3 симметричным составляющим рассчитать токи во всех ветвях. Проверить соответствие 1-го закона Кирхгофа для токов в узлах N’ и N’’.

5. Найти линейные напряжения на двигателе.

Токи в двигателе и линии при прямой последовательности:

Закон Кирхгофа выполняется, расчеты правильные.

III. Расчет несинусоидального режима
в трехфазной электрической цепи

Значение емкости находится из выражения:
С = Со * (1 + 0,1N) = 70 * (1 + 0,6) = 112 мкФ;
где N – номер варианта;

Для 3-й гармоники имеем нулевую последовательность:

Для 5-ой гармоники соответствует обратная последовательность

Мгновенные гначения фазных токов будут:

Дуйствующие значения фазных токов:

Мгновенное значение тока в емкости будет равномгновенному значению тока в фазе С.
Для нахождения показания ваттметра найдем ток в нейтральном проводе: