Министерство образования и науки РФ

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Факультет инженерной экологии и городского хозяйства Кафедра Электроэнергетики и Электротехники


Расчетно-графическая работа №3

«Анализ электрических состояний четырехпроводной осветительной цепи при несимметричной нагрузке»

Выполнил(а) ст. гр.ПМХб-3 Белышев Т.А. Проверил преп.

Санкт-Петербург

2023

РГР №3

Анализ электрических состояний четырехпроводной осветительной цепи при несимметричной нагрузке

Цельработы: определение электрических состояний осветительной цепи при несимметричной нагрузке в двух режимах: при наличии нейтрального провода и без него и принятие технических решений по созданию условий нормального функционирования осветительной установки.


Исходныеданные:

№	rA, Ом	rB, Ом	rC, Ом	Uл, В	Uф, В
XX	10	10	30	380	220

1. 
   Режим осветительной установки при наличии нейтрального провода исимметричныхнапряжениях назажимах потребителя.
   

Расчетклассическимметодом

1. 
   Линейные токи
   

^IA

---

^{= U}Ф^/rA<sup>= 220/10 = 22 А;

I</sup>B^{= U}Ф^/rB<sup>= 220/10 = 22 А;

I</sup>C^{= U}Ф^/rC^{= 220/30 = 7,3 А.}

2. 
   Мощности преобразования энергии в фазах потребителя
   

^PA ^{= U}Ф^IA <sup>= 220·22 = 4840 Вт;

P</sup>B ^{= U}Ф^IB <sup>= 220·22 = 4840 Вт;

P</sup>C^{= U}Ф^IC^{= 220·7,3 = 1606 Вт.}

3. 
   Мощность потребления энергии  нагрузка на сеть
   

^{P= P}A^{+ P}B^{+ P}C^{= 4840 + 4840 + 1606 = 11286 Вт.}

4. 
   Нахождение тока в нейтральном проводе
   

^IN^{находится по векторной диаграмме токов, построенной на основе 1-го} правила Кирхгофа для узла 0 на схеме.

Масштаб – 5А в 1 см. Допустимо выбрать другой масштаб в зависимости от

величин токов.

^{Из векторной диаграммы видно, что I}N^{≈ 15 А.}

2. 
   РежимобрывапроводаN 0.КлючSразомкнут.Напряжениясетисимметричны.
   

Расчетсимволическимметодом

1. 
   Фазные комплексные напряжения сети:
   

Положим, что вектор фазного напряжения сети (источника) , направлен по оси действительных чисел, тогда

---

2,2 Комплексные сопротивления и проводимости фаз:







2,3 Комплексное сопротивление и проводимость оборванного нейтрального провода:


2.4 Комплексное напряжение между нулевой точкой потребителя 0 и нейтральным зажимом сети Nи модуль межузлового напряжения:





2.5 Напряжения на зажимах фаз осветительной установки













2.6 Построение векторной диаграммы напряжений сети и потребителя по результатам пп. 2.4 и 2.5 и графическое определение модулей фактических напряжений фаз установки
Векторнаядиаграмманапряженийпотребителяприсмещениинейтрали


Из векторной диаграммы и результатов расчета

---

по п. 2.5 следует, что напряжения на зажимах фаз потребителя несимметричны.

Значения напряжений и углы между ними, полученные с помощью построения:



2.7 Линейные токи при «смещении нейтрали» потребителя:

8. 
   Мощности потребления энергии фазами электроустановки:
   

8. 
   Мощностная электрическая нагрузка потребителя на сеть:
   

3.Выводыитехническиемероприятияпонормальномуфункционированиюэлектроустановки

3.1. Несимметричная нагрузка трехфазного электропотребителя, соединенного «звездой», на четырехпроводную сеть трехфазного тока возникает при неравенстве сопротивлений в его фазах. При несимметричной нагрузке в нейтральном проводе появляется значительный ток, который может привести к аварийным ситуациям, сопровождающимся повреждением (перегоранием) нейтрального провода.

Величина тока в нейтральном проводе получена построением векторной диаграммы токов и составляет ^IN^{≈ 15 А}.
3.2. При обрыве нейтрального провода сети и несимметричной нагрузке со стороны потребителя возникает явление «смещение нейтрали», при котором нулевая точка потребителя под действием межузлового напряжения Uvo смещается по отношению к нейтральной точке сети (источника) и фактические напряжения на зажимах фаз потребителя при сохранении симметрии напряжений сети становятся несимметричными.

---

Межузловое напряжение, вызывающее «смещение нейтради»:

Фактические напряжения на зажимах фаз потребителей:.



Таким образом электролампы осветительной установки, рассчитанные на номинальное напряжение U= 220 В, в фазах А и В работают при пониженных напряжениях и светят слабо, а в фазе С напряжение превышает номинальное и лампы светят ярко. Лампы фазы С быстро выходят из строя, так как превышение величины напряжения сверх номинальной даже на 10 % сокращает срок службы более чем на 92 %.

Из полученных результатов видно, что фазные напряжения на зажимах трехфазного потребителя, соединенного «звездой» без нейтрального провода, не могут быть больше линейных напряжений сети.

2. 
   Мощностная нагрузка несимметричной осветительной установки на сеть при наличии нейтрального провода P = ¹¹²⁸⁶ Вт, а при его отсутствии  всего Вт, что на 1403 Вт меньше исходной. Это объясняется перераспределением напряжения на зажимах фаз электроустановки.
   

2. 
   По диагностическому треугольнику и диагностической таблице можно видеть, что фаза С близка к обрыву. Относительные координаты нулевой точки потребителя равны
   

Re: 1/(220/44) = 0,2;

Im: (−1)/((−j190,5256)/(−j76)) = −0,39;

она располагается ближе к области D)

3.4 В качестве технических мероприятий следует рекомендовать проверку электрического состояния нейтрального провода и устранение его обрыва, замену сгоревших электроламп фазы С потребителя и проверку его технического состояния.

---

Смотрите также файлы

• М инобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮгоЗападный государственный университет.doc

• Синтез этилбензоата.rtf

• Предпочтения потребителей представимы дифференцируемыми функциями полезности uk xk1, x2, где x2 количество потребляемого общественного блага, а xk1 потребление частного блага kм потребителем, k A, B, C.docx

• Учебное пособие 2 по английскому языку Для студентов лечебного и педиатрического факультета (2 семестр) 2020 год.doc

• Аналитическая химия фотометрический метод определения меди в растворе.docx