Анализ электрического состояния четырехпроводной осветительной сети при несимметричной нагрузке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский Архитектурно-строительный университет

Кафедра Электротехники и Автоматики

Расчетно-графическая работа №3

Анализ электрического состояния четырехпроводной осветительной сети при несимметричной нагрузке.

Санкт-Петербург

2010

Цель работы: определение электрических состояний осветительной сети при несимметричной нагрузке в двух режимах: при наличии нейтрального провода (выключатель S включен) и без него (выключатель S выключен) - и принятие технических решений по созданию условий нормального функционирования осветительной установки.

Исходные данные: схема замещения; линейные напряжения U_Л; лампы накаливания включены по схеме “звезда”, сопротивления фазных групп.

электрический осветительный сеть нагрузка

Схема защемления осветительной сети.

Анализ.

1.Анализ режима работы осветительной установки при наличии нейтрального провода и симметричных напряжений на зажимах фаз потребителя (расчет классическим методом)

Фазное напряжение

В

Линейные токи

А

А

А

Мощность преобразования энергии в фазах потребителя:

Вт

Вт

Вт

Мощность потребления энергии осветительной установкой:

Вт

Ток в нейтральном проводе I_Н находится по векторной диаграмме токов, построенной на основе первого закона Кирхгофа для узла 0 (). Из векторной диаграммы видно, что А

2. Режим обрыва провода N. Выключатель S выключен. Напряжения сети принимаются симметричными. Расчет - символическим методом.

Направим вектор фазного напряжения сети по оси действительных чисел. Тогда для фазных напряжений сети следует:

Комплексные сопротивления и проводимости отдельных фаз:

Комплексные сопротивление и проводимость оборванного нейтрального провода

Комплексное напряжение между нулевой точкой потребителя О и нейтральным зажимом сети N

Напряжения на зажимах фаз осветительной электроустановки

Построение векторной диаграммы напряжений сети и потребителя по результатам пп.2.4 и 2.5.:

Из векторной диаграммы и результатов расчета следует, что напряжения на зажимах фаз потребителя несимметричны:

Линейные токи при наличии явления «смещения нейтрали» потребителя:

Мощности потребления энергии фазами электроустановки:

Мощностная электрическая нагрузка потребителя на сеть:

Вт

Обобщение и технические мероприятия по нормальному функционированию осветительной электроустановки.

1. Несимметричная нагрузка трехфазного электропотребителя , соединенного звездой, на четырехпроводную сеть трехфазного тока возникает при неравенстве сопротивлений отдельных его фаз. При несимметричной нагрузке в нейтральном проводе появляется значительный ток (А). Такой ток может привести к аварийным ситуациям , при которых нейтральный провод может оказаться оборванным.

2. При обрыве нейтрального провода сети и несимметричной нагрузке со стороны потребителя возникает явление «смещения нейтрали», при которой нулевая точка потребителя под действием междуузлового напряжения смещается по отношению к нейтральной точке сети и фактические напряжения на зажимах фаз потребителя при сохранении симметрии напряжений сети становятся несимметричными: и . Следовательно, электролампы с нормальным напряжением 220 В в фазах А, В светят ярко, а в фазе С - слабо. Лампы в фазах Аи В быстрее выходят из строя, так как превышение величины напряжения сверх номинальной на 7% сокращает срок службы.

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

3. Мощностная нагрузка несимметричной осветительной установки на сеть также не остается неизменной: при наличии нейтрального провода она составила 16,947 кВт, а при его отсутствии - всего 16,540 кВт, что на 0,407 кВт больше исходной. Это объясняется перераспределением напряжения на зажимах без электроустановки.

4. По диагностическому треугольнику можно видеть, что на базе С уменьшено сопротивление. Относительные координаты нулевой точки потребитель равны -0,0716 и +0,124j, и она расположена на линии С-О, ближе к области О, а относительное сопротивление фазы С на 66,6% ниже нормы.

5. В качестве технических мероприятий следует рекомендовать проверку электрического состояния нейтрального провода и устранение его обрыва. Во время эксплуатации заданной осветительной электроустановки необходимо следить за симметрией нагрузки потребителя на сеть, не допускать несанкционированных перегрузок и недогрузок отдельных его фаз и постоянно контролировать исправность работы нейтрального провода системы.

Размещено на Allbest.ru