83669

Теорема об активном двухполюснике для симметричных составляющих

Лекция

Физика

При мысленном устранении несимметрии несимметричного участка для оставшейся цепи имеет место симметричный режим холостого хода. В соответствии с методом эквивалентного генератора теперь необходимо определить эквивалентные ЭДС и входные сопротивления симметричной цепи. Величина соответствующая напряжению холостого хода на зажимах подключения локальной несимметрии определяется при отключении локальной несимметричной нагрузки любым известным методом расчета линейных цепей причем в силу симметрии цепи расчет проводится для одной фазы. В...

Русский

2015-03-15

162.5 KB

1 чел.

Лекция N 24

Теорема об активном двухполюснике
для симметричных составляющих

В тех случаях, когда трехфазная цепь в целом симметрична, а несимметрия носит локальный характер (местное короткое замыкание или обрыв фазы, подключение несимметричной нагрузки), для расчета удобно применять теорему об активном двухполюснике.

При мысленном устранении несимметрии (несимметричного участка) для оставшейся цепи имеет место симметричный режим холостого хода. В соответствии с методом эквивалентного генератора теперь необходимо определить эквивалентные ЭДС и входные сопротивления симметричной цепи. В общем случае – при несимметрии в системе фазных напряжений источника – помимо эквивалентной ЭДС прямой последовательности  будут также иметь место эквивалентные ЭДС обратной  и нулевой  последовательностей. Однако обычно напряжения генераторов симметричны – тогда . Величина , соответствующая напряжению холостого хода  на зажимах подключения  локальной несимметрии, определяется при отключении локальной несимметричной нагрузки любым известным методом расчета линейных цепей, причем в силу симметрии цепи расчет проводится для одной фазы.

В отдельности рассчитываются входные сопротивления симметричной цепи для различных последовательностей, которая предварительно преобразуется известными методами в пассивную цепь. При этом при расчете входного сопротивления нулевой последовательности  необходимо учитывать только те участки цепи, которые соединены с нейтральным проводом или заземленной нейтральной точкой, т.е. принимать во внимание только те ветви, по которым могут протекать токи нулевой последовательности. Схемы для расчета входных сопротивлений прямой и обратной последовательностей одинаковы, однако в случае вращающихся машин величины этих сопротивлений различны.

Поскольку в отдельности для каждой симметричной последовательности имеет место симметричный режим, расчет указанным методом ведется на одну фазу с использованием расчетных схем для прямой (рис. 1,а), обратной (рис. 1,б) и нулевой (рис. 1,в) последовательностей.

Данным схемам соответствуют соотношения

(1)

(2)

.     

(3)

Поскольку соотношений три, а число входящих в них неизвестных шесть , необходимо составление трех дополнительных уравнений, учитывающих конкретный вид несимметрии.

Рассмотрим некоторые типовые примеры применения метода.

Однополюсное короткое замыкание на землю (рис. 2).

.

Поскольку фаза А замкнута на землю, то дополнительные уравнения имеют вид


     ;

(4)

;

.

Тогда

С учетом последних соотношений уравнения (1)…(3) можно записать в виде

;    

(5)

;    

(6)

.    

(7)

Принимая во внимание (4), а также то, что источник питания симметричный , просуммируем (5), (6) и (7):

,

откуда получаем

    

Двухполюсное короткое замыкание без земли    (рис. 3).

Для рассматриваемого случая можно записать

Последнее равенство объясняется отсутствием пути для протекания токов нулевой последовательности.

Из двух последних соотношений вытекает, что . При этом , так как  и .

Подставив полученные выражения для напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в (1) и (2), запишем

;       

(8)

.     

(9)

Вычитая из (8) соотношение (9) и учитывая, что в силу симметрии источника , получим

,

откуда

.

Обрыв линейного провода (рис. 4) – определить напряжение в месте разрыва.

В рассматриваемом случае дополнительные уравнения имеют вид


;     

(10)

;      

(11)

.      

(12)

Из соотношений (11) и (12) вытекает равенство:

.  

(13)

На основании (1)…(3) с учетом (13) запишем

.

Принимая во внимание симметричность источника , подставим последние выражения в (10):

,

- откуда

.

Таким образом, искомое напряжение

.

Подключение несимметричной нагрузки  к симметричной цепи (рис. 5).

Учитывая, что , подставим в уравнения (1)…(3) определенные в предыдущей лекции выражения  и  (см. соотношение (12) в лекции №19):

Решая данную систему уравнений, находим  и . Тогда

и .

В рассмотренных примерах предполагалось, что необходимые для анализа цепи параметры  и  предварительно определены. Рассмотрим их расчет на примере предыдущей задачи для некоторой схемы на рис. 6.

Поскольку при отключении несимметричной нагрузки  оставшаяся часть схемы будет работать в симметричном режиме, для определения  получаем расчетную однофазную схему на рис. 7.

Из нее

.

Схема для определения входных сопротивлений прямой  и обратной  последовательностей одна и та же и соответствует цепи на рис. 8,а. В соответствии с ней

.

Схема для определения , полученная с учетом возможных путей протекания токов нулевой последовательности, приведена на рис. 8,б. Из нее

.

 

Выражение мощности через симметричные составляющие

Комплекс полной мощности в трехфазной цепи

.      

(14)

Для фазных напряжений имеем

   

(15)

Учитывая, что комплекс, сопряженный , равен  и наоборот, для сопряженных комплексов токов запишем:

      

(16)

Подставляя (15) и (16) в (14), после соответствующих преобразований получим

.

Отсюда

и

,

где  - разности фаз соответствующих симметричных составляющих напряжений и токов.

 

Литература

  1.  Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
  2.  Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Контрольные вопросы и задачи

  1.  В каких случаях целесообразно применение теоремы об активном двухполюснике для симмметричных составляющих?
  2.  Как рассчитываются эквивалентные  параметры симметричной цепи, к которой подключается локальная несимметричная нагрузка?
  3.  В чем заключаются особенности расчета входного сопротивления нулевой последовательности?
  4.  Какова последовательность анализа трехфазной цепи с использованием теоремы об активном двухполюснике для симметричных составляющих?
  5.  Определить напряжения  и  в цепи на рис. 3, если фазная ЭДС , а сопротивления прямой и обратной последовательностей равны: .

Ответ: .

  1.  Фазы А и С симметричного трехфазного источника замкнуты накоротко. Определить ток короткого замыкания, если , а сопротивления прямой и обратной последовательностей .

Ответ: .

167


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1706. Аналіз діяльності Балаклійського лісового господарства 116.53 KB
  ПРИРОДНО-ІСТОРИЧНІ ТА КЛІМАТИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТЕРИТОРІЇ ДП БАЛАКЛІЙСЬКЕ ЛІСОВЕ ГОСПОДАРСТВО. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛІСОВОГО ФОНДУ ТА ГОСПОДАРСЬКА ДІЯЛЬНІСТЬ ДП БАЛАКЛІЙСЬКЕ ЛІСОВЕ ГОСПОДАРСТВО. ОСОБЛИВОСТІ ПРОВЕДЕННЯ РУБОК ДОГЛЯДУ У СОСНОВИХ ДЕРЕВОСТАНАХ ТА МЕТОДИ ОЦІНКИ СОРТИМЕНТНОЇ СТРУКТУРИ ЗАПАСУ, ЩО ВИБИРАЄТЬСЯ.
1707. Правовое регулирования участия в арбитражном процессе государственных органов 238.5 KB
  Общие положения участия в арбитражном процессе органов государственной власти, местного самоуправления и иных органов в защиту публичных интересов. Особенности рассмотрения в арбитражном суде дел об оспаривании нормативных правовых актов.
1708. Эффективность ЛФК при остеохондрозе поясничного отдела позвоночника 130.69 KB
  ЛФК как метод реабилитации при остеохондрозе поясничного отдела позвоночника. Клинические проявления остеохондроза поясничного отдела позвоночника. Задачи и принципы физической реабилитации при остеохондрозе поясничного отдела позвоночника.
1709. Вивчення техніко-тактичної підготовки юних баскетболістів і розробка методики її розвитку 81.04 KB
  Теоритичні і методичні основи техніко-тактичної підготовки юних баскетболістів в умовах шкільної секції. Исследование уровня технико-тактической подготовленности баскетболисток спортивно-оздоровительной группы. Методичні рекомендації з підвищення рівня техніко-тактичної підготовленості баскетболістів.
1710. Связи с общественностью в продвижении театрального продукта на региональном уровне 241.82 KB
  Технологии связей с общественностью и современная культурная среда. Анализ системы продвижения МБУ Театра Юного Зрителя г. Нижнекамска. Разработка PR проекта по продвижению МБУ Театра Юного Зрителя г. Нижнекамска. Сегментация рынка театрально-зрелищных услуг и анализ потребителей.
1711. Следственный осмотр компьютерных объектов при расследовании преступлений 353.5 KB
  Компьютерные объекты в криминалистике. Использование информационных технологий в преступной деятельности. Особенности механизма следообразования при совершении преступлений с использованием компьютерных объектов. Особенности производства следственного осмотра при расследовании преступлений, совершенных с использованием компьютерных объектов.
1712. Модели, методы и программное обеспечение для управления взаимодействием с поставщиками и заказчиками на основе агентно-ориентированного подхода и диалоговых логик 1.27 MB
  Программные системы поддержки отношений с клиентами и поставщиками в электронном бизнесе. Моделирование диалога между агентами в подсистемах управлениях отношениями между агентами многоагентных систем. Роль диалога и переговоров во взаимодействиях, реализуемых в системах управления отношениями с поставщиками и клиентами. Многозначные и нечёткие логики в диалоговых задачах ИИ.
1713. Анализ факторов, формирующих макросреду ЗАО Идея Паркета 731.28 KB
  Анализ влияния экономических факторов среды. Ситуация на рынке жилья городов России. Описание пробковых покрытий. Виды материалов из которых потребитель делает свой выбор. Дополнительный уход и аксессуары. Анализ товарной политики ЗАО Идея Паркета.
1714. Електронні та іонні прилади 1.54 MB
  Утворення дефектів у процесі росту плівки і покриття (дислокації). Нанокристалігчні та амфорні плівкові матеріали. Загальна характеристика процесу розсіювання високоенергетичних електронів у твердому тілі. Поняття про область взаємодії електронів з твердим тілом. Будова растрового електронного мікроскопу.