Sisteme de putere multifazice

Copilul de Aur - Cine e puterea mea, sistem forta LIVE 2018 @ Nunta Ronaldo & Sabina (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Sisteme de putere multifazice

AC Circuite electrice


Intrebarea 1

Explicați diferența dintre un sistem polifazat echilibrat și un sistem polifazat dezechilibrat . Ce condiții cauzează în mod obișnuit un sistem multifazic să devină dezechilibrat "# 1"> Reveal răspuns Ascunde răspunsul

Un sistem polifazat "echilibrat" este unul în care toate tensiunile de linie sunt egale una cu cealaltă, iar toți curenții de linie sunt, de asemenea, egali unul cu celălalt. Condițiile "neechilibrate" provin de obicei din sarcini asimetrice, deși dezechilibrele grave pot fi cauzate de defecțiunile din sistem.

Note:

Întrebați elevilor dvs. ce tip de sistem trifazic (echilibrat sau dezechilibrat) este mai ușor de analizat și de ce este așa.

intrebarea 2

Ce este puterea polifazică și cum diferă de puterea monofazată ?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

În sistemele polifazice, există mai multe tensiuni care se deplasează în fază separată unul de celălalt, astfel încât să fie intenționat "în afara pasului".

Note:

Deși motivația pentru energia electrică polifazată poate să nu fie evidentă fie din întrebare, fie din răspunsul dat, elevii trebuie să fie conștienți de existența acesteia.

Întrebarea 3

Toate sistemele mari de generare a energiei electrice din lume produc în prezent energie trifazică, mai degrabă decât o singură fază. Explicați de ce acest lucru este valabil, în ceea ce privește avantajele distribuției și utilizării.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Generarea și distribuirea energiei de alimentare în formă trifazată este mai eficientă decât dacă s-ar face în formă monofazată.

Note:

Nu acceptați răspunsul dat ca răspuns la elev! Acest răspuns este foarte puțin adânc, fără a comunica multă semnificație. Cereți studenților dvs. să explice de ce sistemele de alimentare cu polifază se bucură de o mai mare eficiență decât sistemele de alimentare monofazice. Există mai multe răspunsuri corecte la această întrebare!

Întrebarea 4

Cum este generată electricitatea polifazică (în special trifazată)? Puterea monofazată este ușor de înțeles, dar cum putem crea tensiune AC trifazată?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Tensiunile AC polifazate sunt de obicei create de alternatoare speciale, cu diferite înfășurări de "fază", distanțate în jurul circumferinței statorului.

Note:

O ilustrare a construcției alternatorului polifazic ar fi excelentă pentru a ajuta la înțelegerea acestui concept. Elevii noștri ar trebui să aibă probleme în a găsi ilustrații despre designul alternatorului trifazat din manuale și de pe internet.

Întrebarea 5

Să presupunem că un set de trei becuri de neon a fost conectat la un alternator cu trei seturi de înfășurări etichetate A, B și C :

Schema schematică pentru acest sistem alternator / lampă este după cum urmează:

Dacă alternatorul se rotește destul de repede (în sensul acelor de ceasornic așa cum se arată), tensiunea de curent electric indusă în bobinajului său va fi suficientă pentru a bloca lămpile neonale (becurile neonice au timpi de reacție foarte rapizi și astfel nu pot menține o stralucire foarte lungă fără curent, spre deosebire de lămpile incandescente care funcționează pe principiul unui filament metalic fierbinte). Cel mai probabil, această clipire va fi prea rapidă pentru a discerne cu ochiul liber.

Cu toate acestea, dacă am fi înregistrat video clipind clipul și redarea înregistrării la o viteză lentă, ar trebui să putem vedea secvența de lumină clipește. Determinați direcția aparentă a lămpilor care clipeau (de la dreapta la stânga sau de la stânga la dreapta) și legați acea secvență de vârfurile de tensiune ale fiecărei perechi de bobine alternator.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Lămpile vor clipi din stânga în dreapta ( C - B - A - C - B - A ).

Următoarele întrebări: să presupunem că lampa B a încetat să clipească, în timp ce lămpile A și C au continuat. Identificați cel puțin două cauze posibile pentru acest eșec.

Note:

Această întrebare este într-adevăr un preludiu pentru a discuta rotația fazelor în sistemele polifazice.

Întrebarea 6

Ce se înțelege prin secvența de rotație a fazelor, într-un sistem electric multifazic "# 6"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

"Secvența de rotație a fazei" se referă la ordinea succesivă în care diferitele tensiuni de fază ating vârfurile pozitive.

Note:

Întrebați-vă pe elevii dvs. cum secvența de rotație a fazelor unui sistem trifazat este de obicei indicată. Ce simboluri sunt folosite pentru a descrie direcția în care se rotesc tensiunile de fază?

Întrebarea 7

Aceasta este o diagramă schematică a unui generator trifazat conectat la Y (cu bobina rotorului prezentată):

Cât de mult va apărea tensiunea AC între oricare două linii (V AB, V BC sau V AC ) dacă fiecare bobină a statorului din interiorul alternatorului va ieși la 277 volți "# 7"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Tensiunea de fază = 277 volți AC (dată)

Tensiunea liniei = V AB = V BC = V AC = 480 V AC

Următoarea întrebare # 1: Care este raportul dintre mărimile de tensiune de linie și de fază dintr-un sistem trifazic conectat la Y "notele ascunse"> Note:

Elevii vor descoperi repede că √3 este "numărul magic" pentru calculele practic echilibrate în trei faze!

Trebuie remarcat faptul că, deși magnitudinile V AB, V BC și V AC sunt egale, unghiurile lor fazor nu sunt cu siguranță. Prin urmare,

V AB = V BC = V AC Valorile scalare sunt egale

V ABV BCV AC Fazori inegali

Întrebarea 8

Aceasta este o diagramă schematică a unui generator trifazat conectat la Delta (cu bobina rotorului prezentată):

Cât de mult curent alternativ va conduce fiecare linie (I A, I B sau I C ) la o sarcină (nu este prezentată) dacă fiecare bobină a statorului din interiorul alternatorului emite 17 amperi de curent "# 8"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

Curent de fază = 17 amperi AC (dat)

Conducta curentului = I A = I B = I C = 29, 4 amperi AC

Următoarea întrebare # 1: Care este raportul dintre magnitudinea curentului de fază și fază într-un sistem trifazic conectat la Delta?

Următoarea întrebare nr. 2: Ce s-ar întâmpla cu ieșirea acestui alternator dacă eșecul rotorului ar fi eșuat? Rețineți că înfășurarea rotorului este alimentată de obicei cu curent continuu printr-o pereche de perii și inele alunecoase de la o sursă externă, curentul prin această înfășurare fiind utilizat pentru a controla ieșirea de tensiune a înfășurărilor trifazate "stator" ale alternatorului.

Note:

Elevii vor descoperi repede că √3 este "numărul magic" pentru calculele practic echilibrate în trei faze!

Trebuie remarcat faptul că, deși magnitudinea IA, IB și IC sunt egale, unghiurile lor fazor nu sunt cu siguranță. Prin urmare,

I A = I B = I C Valorile scalare sunt egale

I AI BI C Fazori inegali

Întrebarea 9

Să presupunem că energia electrică furnizată unei clădiri comerciale este etichetă ca "208/120 volți". Ce înseamnă această etichetă exact? Legați această descriere la o schemă schematică.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Note:

Mulți studenți se confundă cu acest lucru atunci când o văd pentru prima dată. Cum se poate măsura tensiunea între două puncte într-un circuit și se obține 208 volți, atunci când cele două surse de tensiune conectate între cele două puncte sunt de 120 volți fiecare "

Întrebarea 10

Să presupunem că lucrați la cablajul electric în interiorul unei case și vă întrebați dacă locuința este sau nu alimentată cu energie trifazată sau monofazică. Nu aveți la dispoziție un voltmetru pentru măsurarea tensiunii, dar aveți la dispoziție o mulțime de becuri, întrerupătoare, fire și alte componente standard de cablare rezidențiale disponibile pentru utilizare.

Sunt prezentate aici cele două posibilități pentru sursa de alimentare a casei, bobinele reprezentând bucle secundare ale transformatorului de putere utilitar:

Un electrician experimentat vă sugerează să construiți următorul circuit pentru a testa dacă alimentarea locuinței este sau nu furnizată de o sursă trifazată sau de o sursă monofazată:

Electricianul vă spune să deschideți și să închideți comutatorul și să observați luminozitatea becurilor. Aceasta va indica dacă sistemul este sau nu trifazat.

Explicați modul în care funcționează acest circuit. Ce fel de comportare a becului ar indica o sursă trifazică "# 10"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

Pe un sistem cu o singură fază, nu trebuie să existe nici o schimbare în luminozitatea becului deoarece întrerupătorul este deschis și închis. Pe un sistem trifazat, va exista o schimbare a luminozității între cele două stări diferite de comutare (vă voi lăsa să vă dați seama ce stare de comutare face ca becurile să strălucească mai luminoase!).

Note:

Subiectul acestei întrebări este strâns legat de subiectul "încărcării unice" a unei încărcări polifazice ca urmare a deschiderii conductorului de linie. În acest caz, conductorul neutru ne deschidem intenționat, dar rezultatele sunt similare.

Întrebarea 11

Această sursă de alimentare trifazată conectată la Delta asigură trei nivele de tensiune diferite: 120 V, 208 V și 240 V. Determinați ce puncte de conexiune asigură aceste tensiuni:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

V AB = V BC = V AC = 240 volți

V AG = V CG = 120 volți

V BG = 208 volți

Note:

În ciuda faptului că această schemă de conectare este destul de obișnuită în industrie, am găsit o mică referire la ea în manuale. Structura echilaterală a înfășurărilor din această diagramă facilitează analiza grafică (fazor) a tensiunilor, oferind studenților posibilitatea de a-și exersa cunoștințele de trigonometrie.

Întrebarea 12

Tensiunea la această sarcină trifazată este de 480 volți. Câtă putere (totală) este disipată de sarcină "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00421x01.png">

Încă o întrebare: scrieți o ecuație pentru calcularea puterii într-un circuit echilibrat, trifazat, cu o tensiune de linie dată și un curent de linie numai.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

P total = 27, 648 kW

I line = 33.255 A

Vă dau voie să deduceți propria ecuație pentru calculul puterii. Fiți gata să vă arătați munca!

Note:

Acum, elevii vor găsi în mod sigur o ecuație de putere din manuale, dar scopul acestei întrebări este acela de a le determina pe ei înșiși. Într-un circuit monofazat, rezistiv, puterea este dată de ecuația P = IE, la fel ca în circuitele de curent continuu. Cu toate acestea, dacă multiplicați tensiunea de linie cu curentul de linie, nu obțineți răspunsul corect de 27.648 kW. Deci, evident, ecuația lui P = IE va necesita o modificare pentru calculul puterii totale trifazate. Cu toate acestea, această modificare nu este complicată.

Întrebarea 13

Un sistem de alimentare trifazat echilibrat are o tensiune de linie de 13, 8 kV volți și un curent de linie de 150 amperi. Câtă putere este livrată la sarcină (presupunând un factor de putere de 1)?

Un sistem monofazat de 13, 8 kV ar putea fi proiectat pentru a furniza aceeași putere la o sarcină, dar ar necesita conductori mai grei (mai scump!). Determinați procentul suplimentar al cheltuielilor în costul sârmei (în funcție de greutatea firelor) care rezultă din utilizarea unei singure faze în locul a trei faze.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Încărcătura P = 3, 59 MW

Un sistem monofazat care funcționează la 13, 8 kV ar necesita cel puțin 1/0 ("unu") conductori de cupru pentru a transmite puterea de 3, 59 MW. Un sistem trifazat care funcționează la aceeași tensiune ar necesita cel puțin doi conductori de cupru de calibru 2.

Note:

Această întrebare este utilă pentru provocarea discuțiilor cu privire la avantajele practice, de economisire a costurilor, ale sistemelor de alimentare trifazate pe o singură fază. Elevii dvs. vor trebui să facă unele cercetări de "revizuire" privind gabaritele și greutățile, dar exercițiul este bine meritat.

Întrebarea 14

Calculați curenții liniei de încărcare maximă pentru un motor trifazat, având o putere de 150 CP, o eficiență de 93% și o tensiune de linie de 480 volți. Să presupunem un factor de putere de 0, 90 pentru condițiile de încărcare completă.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

I line = 160, 81 amperi

Note:

Sunt necesare mai multe conversii pentru a calcula răspunsul pentru această întrebare. Ca de obicei, scopul acestei întrebări nu este atât de mult să se obțină un răspuns, deoarece este de a dezvolta abilitățile de rezolvare a problemelor elevilor. Cum au abordat studenții această problemă "meta-tags hidden-print">

Instrumente asociate:

Calculator de calcul inducție paralelă a calculatorului Calculator radiator Microstrip Max Calculator curent

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →