Polyphase Power Systems

3 Phase AC power supply & 1 phase AC supply in Hindi (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Polyphase Power Systems

AC elektriske kredsløb


Spørgsmål 1

Forklar forskellen mellem et afbalanceret polyfase system og et ubalanceret polyphase system. Hvilke forhold forårsager typisk, at et polyphasesystem bliver ubalanceret? # 1?> Reveal svar Skjul svar

Et "afbalanceret" polyphase system er en, hvor alle liniespændinger er lig med hinanden, og alle linjestrømme er også lig med hinanden. "Ubalancerede" forhold stammer normalt fra usymmetriske belastninger, selvom alvorlige ubalancer kan skyldes fejl i systemet.

Bemærkninger:

Spørg dine elever, hvilken type trefaset system (afbalanceret eller ubalanceret) er nemmere at analysere, og hvorfor det er sådan.

Spørgsmål 2

Hvad er polyphase elkraft, og hvordan adskiller det sig fra enfaset strøm?

Reveal svar Skjul svar

I polyfase systemer er der flere spændinger faseforskudt fra hinanden for at være bevidst "ude af trit".

Bemærkninger:

Selvom begrundelsen for polyfase elektrisk kraft ikke kan fremgå af enten spørgsmålet eller det givne svar, skal dine elever være opmærksomme på dets eksistens.

Spørgsmål 3

Alle store elproduktionssystemer i verden producerer i dag trefaseffekt, snarere end enkeltfaseffekt. Forklar hvorfor dette er så, hvad angår fordele ved distribution og brug.

Reveal svar Skjul svar

Generering og distribution af vekselstrøm i trefaset form er mere effektiv end hvis det blev gjort i enfaset form.

Bemærkninger:

Du må ikke acceptere det givne svar som et studentarespons! Dette svar er meget lavt, ikke kommunikerer meget mening. Bed dine elever om at forklare, hvorfor polyphase-effektsystemer nyder større effektivitet end monofasekraftværker. Der er mere end et rigtigt svar på dette spørgsmål!

Spørgsmål 4

Hvordan genereres polyphase (især trefaset) elektrisk strøm? Enfaseffekt er let at forstå, men hvordan skaber vi trefaset AC-spænding?

Reveal svar Skjul svar

Polyphase AC spændinger skabes normalt af specielle alternatorer med forskellige "fase" viklinger fordelt omkring statorens omkreds.

Bemærkninger:

En illustration af polyphase-generator konstruktion ville være fremragende til at hjælpe forståelsen af ​​dette koncept. Dine elever bør ikke have problemer med at finde illustrationer af trefase-generator design fra lærebøger og fra internettet.

Spørgsmål 5

Antag, at et sæt tre neonpærer var forbundet til en generator med tre sæt viklinger mærket A, B og C :

Skematisk diagram for dette generator / lampesystem er som følger:

Hvis alternatoren springer hurtigt nok (med uret, som vist), vil den vekselstrøm, der induceres i dets viklinger, være tilstrækkelig til at få neonlamperne til at "blinke" (neonpærer har meget hurtige reaktionstider og kan således ikke opretholde en glød i meget lang tid uden nuværende, i modsætning til glødelamper, der fungerer efter princippet om glødende varmmetalfilament). Mest sandsynligt vil dette blinke være for hurtigt til at skelne med det blotte øje.

Men hvis vi skulle videooptage blinkende og afspille optagelsen med en langsommere hastighed, skulle vi kunne se rækkefølgen af ​​lyset blinker. Bestem den tilsyneladende "retning" af lamperne blinker (fra højre til venstre eller fra venstre til højre), og relatér denne sekvens til spændingstopperne for hvert vekselstrømsspolepar.

Reveal svar Skjul svar

Lamperne blinker fra venstre mod højre ( C - B - A - C - B - A ).

Opfølgningsspørgsmål: Antag, at lampe B ikke længere blinkede, mens lamperne A og C fortsatte. Identificer mindst to mulige årsager til dette svigt.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er virkelig en forudsætning for at diskutere fase rotation i polyphase systemer.

Spørgsmål 6

Hvad menes med udtrykket fase rotation sekvens, i et polyfase elektrisk system "# 6"> Reveal svar Skjul svar

"Phase rotation sequence" refererer til den efterfølgende rækkefølge, hvor de forskellige fasespændinger når deres positive toppe.

Bemærkninger:

Spørg dine elever om, hvordan faserotationssekvensen for et trefasesystem typisk betegnes. Hvilke symboler bruges til at beskrive den retning, hvor fasespændingerne "roterer"?

Spørgsmål 7

Dette er et skematisk diagram af en Y-forbundet trefase generator (med rotorvikling vist):

Hvor meget vekselstrøm vil der forekomme mellem to af linjerne (V AB, V BC eller V AC ), hvis hver statorspole inde i generatoren udsender 277 volt "# 7"> Reveal svar Skjul svar

Fasespænding = 277 volt AC (givet)

Line spænding = V AB = V BC = V AC = 480 volt AC

Opfølgningsproblem # 1: Hvad er forholdet mellem linjens og fasespændingsstørrelserne i et Y-tilsluttet trefaset system "Noter skjult"> Noter:

Studerende vil hurtigt opdage, at √3 er "magisk nummer" til praktisk taget alle afbalancerede trefase kredsløbsberegninger!

Det skal bemærkes, at selvom størrelserne af V AB, V BC og V AC er ens, er deres fasevinkler absolut ikke. Derfor,

V AB = V BC = V AC Scalære værdier lig

V ABV BCV AC- fasorer ulige

Spørgsmål 8

Dette er et skematisk diagram af en Delta-forbundet trefase generator (med rotorvikling vist):

Hvor meget AC-strøm vil hver af linjerne (I A, I B eller I C ) udføre til en belastning (ikke vist), hvis hver statorspole inde i generatoren udsender 17 ampere af strømmen "# 8"> Reveal svar Skjul svar

Fase strøm = 17 ampere AC (givet)

Linjestrøm = I A = I B = I C = 29, 4 ampere AC

Opfølgningsspørgsmål nr. 1: Hvad er forholdet mellem linjens og fasestrømmen i et Delta-tilsluttet trefaset system?

Opfølgningsproblem nr. 2: Hvad ville der ske med udgangen af ​​denne alternator, hvis rotorviklingen skulle svigte åben? Husk, at rotorviklingen typisk er strømforsynet med DC gennem et par børster og slipringe fra en ekstern kilde, idet strømmen gennem denne vikling anvendes til at styre spændingsudgangen fra generatorens trefas "stator" viklinger.

Bemærkninger:

Studerende vil hurtigt opdage, at √3 er "magisk nummer" til praktisk taget alle afbalancerede trefase kredsløbsberegninger!

Det skal bemærkes, at selvom størrelserne af I A, I B og I C er ens, er deres fasevinkler absolut ikke. Derfor,

I A = I B = I C Skalære værdier lig

I AI BI C Phasorer ulige

Spørgsmål 9

Antag den elektriske strøm, der leveres til en kommerciel bygning, mærket som "208/120 volt". Hvad betyder denne etiket, præcis? Forhold denne beskrivelse til et skematisk diagram.

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Mange elever er forvirret af dette, når de ser det for første gang. Hvordan er det muligt at måle spændingen mellem to punkter i et kredsløb og opnå 208 volt, når de to seriekoblede spændingskilder mellem disse to punkter er 120 volt hver "panelpanelets standard"

Spørgsmål 10

Antag, at du arbejder på strømkablerne inde i et hjem og undrer dig over, om hjemmet leveres med 3-faset eller enfaset strøm. Du har ikke en voltmeter til rådighed til måling af spænding, men du har masser af pærer, switche, ledninger og andre standardkabelkabelkomponenter til rådighed.

De to muligheder for denne hjemme strømkilde er vist her, de spoler, der repræsenterer sekundære viklinger af elforsyningstransformatoren:

En erfaren elektriker foreslår at du opbygger følgende kredsløb for at teste om hjemmeens strøm leveres af en 3-faset kilde eller en enkeltfase kilde:

Elektrikeren fortæller dig at åbne og lukke kontakten og observere lyspærernes lysstyrke. Dette vil indikere, om systemet er 3-faset eller ej.

Forklar hvordan dette kredsløb fungerer. Hvilken slags pæreopførsel vil indikere en 3-faset kilde "# 10"> Reveal svar Skjul svar

På et enkeltfasesystem bør der ikke ændres i lyspærens lysstyrke, da kontakten åbnes og lukkes. På et trefaset system vil der være en ændring i lysstyrken mellem de to forskellige omskifter tilstande (jeg vil lade dig regne ud, hvilken switch tilstand gør lyspærerne lysere lysere!).

Bemærkninger:

Emnet for dette spørgsmål er nært beslægtet med emnet "single-phasing" en polyphase-belastning som resultat af en ledningslederåbning. I dette tilfælde er det den neutrale leder, vi forsætligt åbner, men resultaterne er ens.

Spørgsmål 11

Denne Delta-tilsluttede trefasede strømkilde giver tre forskellige spændingsniveauer: 120 V, 208 V og 240 V. Bestem hvilke forbindelsespunkter, der giver disse spændinger:

Reveal svar Skjul svar

V AB = V BC = V AC = 240 volt

V AG = V CG = 120 volt

V BG = 208 volt

Bemærkninger:

På trods af at denne forbindelsesordning er ret almindelig i industrien, har jeg ikke fundet nogen henvisning til det i lærebøger. Det ensidige layout af viklingene i dette diagram letter grafisk (fasor) analyse af spændingerne, hvilket giver eleverne mulighed for at udøve deres viden om trigonometri.

Spørgsmål 12

Linjespændingen til denne trefaselast er 480 volt. Hvor meget strøm (total) er spildt af belastningen "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00421x01.png">

Et andet spørgsmål: skriv en ligning til beregning af effekt i en afbalanceret, trefaset kredsløb, givet liniespænding og kun linjestrøm.

Reveal svar Skjul svar

P totalt = 27.648 kW

I linje = 33.255 A

Jeg lader dig udlede din egen ligning for strømberegning. Vær klar til at vise dit arbejde!

Bemærkninger:

Nu vil eleverne sikkert kunne finde en strømligning fra lærebøger, men formålet med dette spørgsmål er at få dem til at udlede det selv. I et enkeltfaset, resistivt vekselstrømskreds gives effekten af ​​ligningen P = IE, ligesom i DC-kredsløb. Men hvis du multiplicerer liniespændingen med linjestrøm, får du ikke det korrekte svar på 27.648 kW. Så, naturligvis, vil ligningen for P = IE kræve en vis modifikation til beregning af total trefasekraft. Imidlertid er denne ændring ikke kompliceret at udføre.

Spørgsmål 13

Et afbalanceret trefaset strømforsyningssystem har en spænding på 13, 8 kV volt og en strømstyrke på 150 ampere. Hvor meget strøm leveres til belastningen (forudsat en effektfaktor på 1)?

Et 13, 8 kV enkeltfasesystem kunne være designet til at give samme mængde strøm til en belastning, men det ville kræve tyngre måler (dyrere!) Ledere. Bestem den ekstra procentdel af omkostninger i trådomkostninger (baseret på trådens vægt) som følge af brugen af ​​enfase i stedet for trefaset.

Reveal svar Skjul svar

P belastning = 3, 59 MW

Et enkeltfasesystem, der opererer ved 13, 8 kV, ville kræve mindst 1/0 ("en") måler kobberledere til at transmittere 3, 59 MW strøm. Et trefaset system, der arbejder ved samme spænding, ville kræve mindst 2 gauge kobberledere.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er godt for at fremkalde diskussion om de praktiske, omkostningsbesparende fordele ved trefasede kraftanlæg over enfase. Dine elever bliver nødt til at lave nogle "review" -forskning på trådmålere og vægte, men øvelsen er det værd.

Spørgsmål 14

Beregn fuldstrømsstrømmen for en trefasemotor med en hestekræfter på 150 HP, en effektivitet på 93% og en spænding på 480 volt. Antag en effektfaktor på 0, 90 for fuldbelastningsforhold.

Reveal svar Skjul svar

I linje = 160, 81 ampere

Bemærkninger:

Flere konverteringer er nødvendige for at beregne svaret på dette spørgsmål. Som normalt er formålet med dette spørgsmål ikke så meget at få et svar, da det er at udvikle elevernes problemløsningskompetencer. Hvordan henvendte eleverne til dette problem "meta-tags hidden-print">

Relaterede værktøjer:

Parallel Wire Inductance Calculator Heat Sink Calculator Microstrip Max Aktuel Kalkulator

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →