Sistem Kuasa Polyphase

Sistem Pengasingan Kuasa Di Malaysia (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Sistem Kuasa Polyphase

Litar Elektrik AC


soalan 1

Jelaskan perbezaan di antara sistem polipase seimbang dan sistem polipase tidak seimbang . Apakah keadaan yang biasanya menyebabkan sistem polyphase menjadi tidak seimbang "# 1"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sistem polipase "seimbang" adalah salah satu di mana semua tegangan garis bersamaan antara satu sama lain, dan semua arus arus juga bersamaan antara satu sama lain. Keadaan "tidak seimbang" biasanya disebabkan oleh beban yang tidak simetris, walaupun ketidakseimbangan yang teruk mungkin disebabkan oleh kerosakan dalam sistem.

Nota:

Tanya pelajar anda yang jenis sistem tiga fasa (seimbang atau tidak seimbang) lebih mudah untuk menganalisis, dan mengapa begitu.

Soalan 2

Apakah kuasa elektrik polyphase, dan bagaimana ia berbeza daripada kuasa fasa tunggal ?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Dalam sistem polyphase, terdapat pelbagai voltan yang beralih fasa daripada satu sama lain supaya sengaja "keluar dari langkah."

Nota:

Walaupun rasional untuk kuasa elektrik polyphase mungkin tidak jelas dari sama ada soalan atau jawapan yang diberikan, pelajar anda perlu mengetahui kewujudannya.

Soalan 3

Semua sistem penjanaan kuasa elektrik yang besar di dunia hari ini menghasilkan kuasa tiga fasa, bukannya kuasa fasa tunggal. Jelaskan mengapa ini begitu, dari segi kelebihan pengedaran dan penggunaan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Menjana dan mengedarkan kuasa AC dalam bentuk tiga fasa adalah lebih cekap daripada jika ia dilakukan dalam bentuk fasa tunggal.

Nota:

Tolong jangan terima jawapan yang diberikan sebagai respons pelajar! Jawapan ini sangat cetek, tidak berkomunikasi dengan banyak makna. Tanyakan kepada pelajar anda untuk menjelaskan mengapa sistem kuasa polyphase menikmati kecekapan yang lebih tinggi daripada sistem kuasa monophase. Terdapat lebih daripada satu jawapan yang betul untuk soalan ini!

Soalan 4

Bagaimanakah polipase (terutamanya tiga fasa) kuasa elektrik dijana? Kuasa fasa tunggal mudah difahami, tetapi bagaimana kita membuat voltan AC tiga fasa?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tegasan polifah AC biasanya dibuat oleh alternator khas, dengan berlainan "fasa" lilitan yang dilingkari sekitar lilitan stator.

Nota:

Satu ilustrasi pembinaan alternator polyphase akan sangat baik untuk membantu memahami konsep ini. Pelajar anda sepatutnya tidak mempunyai masalah mencari ilustrasi reka bentuk alternator tiga fasa dari buku teks dan dari internet.

Soalan 5

Katakan satu set tiga mentol lampu neon disambungkan kepada alternator dengan tiga set belitan berlabel A, B, dan C :

Rajah skematik untuk sistem pengganti / lampu ini adalah seperti berikut:

Sekiranya alternator berputar dengan pantas (mengikut arah jam, seperti yang ditunjukkan), voltan AC yang disebabkan oleh belitannya akan mencukupi untuk menyebabkan lampu neon "berkedip" (mentol neon mempunyai masa reaksi yang sangat cepat dan oleh itu tidak dapat mengekalkan cahaya untuk masa yang lama tanpa semasa, tidak seperti lampu pijar yang beroperasi pada prinsip filamen logam yang bersinar-panas). Kemungkinan besar berkedip ini akan terlalu cepat untuk melihat dengan mata kasar.

Walau bagaimanapun, jika kita mencatat rekod video yang berkelip dan memainkan semula rakaman pada kelajuan perlahan, kita harus dapat melihat urutan cahaya berkelip. Tentukan "arah" yang jelas dari lampu berkelip (dari kanan ke kiri atau dari kiri ke kanan), dan sebutkan rentetan kepada puncak voltan bagi setiap pasangan gegelung pengganti.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Lampu akan berkelip dari kiri ke kanan ( C - B - A - C - B - A ).

Soalan susulan: andaikan lampu B berhenti berkelip, manakala lampu A dan C berterusan. Kenal pasti sekurang-kurangnya dua sebab yang mungkin untuk kegagalan ini.

Nota:

Persoalan ini benar-benar permulaan untuk membincangkan penggiliran fasa dalam sistem polyphase.

Soalan 6

Apa yang dimaksudkan dengan urutan putaran fasa istilah, dalam sistem elektrik polyphase "# 6"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

"Urutan putaran fasa" merujuk kepada urutan berturut-turut di mana pelbagai voltan fasa mencapai puncak positifnya.

Nota:

Tanya pelajar anda bagaimana urutan putaran fasa sistem tiga fasa biasanya ditandakan. Apakah simbol yang digunakan untuk menggambarkan arah di mana tegasan fasa "berputar"?

Soalan 7

Ini adalah gambarajah skematik penjana tiga fasa yang berkaitan Y (dengan pemutar rotor ditunjukkan):

Berapa banyak voltan AC akan muncul di antara mana-mana dua garisan (V AB, V BC, atau V AC ) jika setiap gegelung stator di dalam alternator menghasilkan 277 volt "# 7"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Voltan Fasa = 277 volt AC (diberikan)

Voltan garis = V AB = V BC = V AC = 480 volt AC

Soalan susulan # 1: apakah nisbah antara magnitud voltan garis dan fasa dalam sistem tiga fasa yang disambung Y "nota tersembunyi"> Nota:

Pelajar akan dengan cepat mendapati bahawa √3 adalah "nombor sihir" untuk hampir semua pengiraan litar tiga fasa seimbang!

Perlu diperhatikan bahawa walaupun magnitud V AB, V BC, dan V AC adalah sama, sudut fasor mereka paling jelas tidak. Oleh itu,

V AB = V BC = V AC Nilai skalar sama

V ABV BCV AC Phasors tidak sama rata

Soalan 8

Ini adalah gambarajah skematik penjana tiga fasa yang disambungkan Delta (dengan pemutar rotor yang ditunjukkan):

Berapa banyak arus AC akan masing-masing baris (I A, I B, atau I C ) beralih kepada beban (tidak ditunjukkan) jika setiap gegelung stator di dalam alternator menghasilkan 17 amps semasa "# 8"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Fasa semasa = 17 amps AC (diberikan)

Arus semasa = I A = I B = I C = 29.4 amps AC

Soalan susulan # 1: apakah nisbah antara magnitud garis dan fasa semasa dalam sistem tiga fasa yang disambungkan Delta?

Soalan susulan # 2: apakah yang akan terjadi kepada output alternator ini jika penggulungan pemutar akan gagal terbuka? Perlu diingat bahawa penggulungan pemutar biasanya bertenaga dengan DC melalui sepasang berus dan cincin gelang dari sumber luaran, arus melalui penggulungan ini digunakan untuk mengawal keluaran voltan penggulungan tiga fasa "stator" penggulungan.

Nota:

Pelajar akan dengan cepat mendapati bahawa √3 adalah "nombor sihir" untuk hampir semua pengiraan litar tiga fasa seimbang!

Perlu diingat bahawa walaupun magnitud A, I B, dan I C sama, sudut fasor mereka tidak pasti. Oleh itu,

I A = I B = I C Nilai skalar sama

I AI BI C Phasors tidak sama rata

Soalan 9

Katakan kuasa elektrik yang dibekalkan ke bangunan komersial dilabelkan sebagai "208/120 volt". Apa arti label ini, betul? Hantarkan penerangan ini kepada gambarajah skematik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Ramai pelajar keliru dengan ini apabila melihatnya buat kali pertama. Bagaimanakah untuk mengukur voltan di antara dua titik dalam litar dan memperoleh 208 volt, apabila dua sumber voltan yang berkaitan siri antara kedua-dua titik itu ialah 120 volt setiap itemcs panel panel "lalai panel"

Soalan 10

Katakan anda bekerja pada pendawaian kuasa di dalam rumah, dan tertanya-tanya sama ada rumah itu dibekalkan dengan kuasa 3 fasa atau fasa tunggal. Anda tidak mempunyai voltmeter yang tersedia untuk mengukur voltan, tetapi anda mempunyai banyak mentol, suis, wayar, dan lain-lain komponen pendawaian kediaman yang sedia untuk digunakan.

Kedua-dua kemungkinan untuk sumber kuasa rumah ini ditunjukkan di sini, gegelung yang mewakili penggulungan sekunder pengubah kuasa utiliti:

Seorang juruelektrik berpengalaman mencadangkan anda membina litar berikut untuk menguji sama ada atau tidak kuasa rumah itu dibekalkan oleh sumber 3 fasa atau sumber fasa tunggal:

Jurutera memberitahu anda untuk membuka dan menutup suis, dan memerhatikan kecerahan mentol lampu. Ini akan menunjukkan sama ada sistem 3 fasa atau tidak.

Terangkan bagaimana litar ini berfungsi. Apakah jenis kelam kabut cahaya akan menunjukkan sumber 3-fasa "# 10"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Pada sistem fasa tunggal, tidak ada perubahan dalam kecerahan mentol cahaya apabila suis dibuka dan ditutup. Pada sistem tiga fasa, akan ada perubahan kecerahan antara kedua-dua negara suis yang berlainan (saya akan membiarkan anda memikirkan keadaan suis yang menjadikan cahaya lampu lebih cerah!).

Nota:

Subjek soalan ini berkait rapat dengan subjek "single-phasing" beban polyphase sebagai hasil pembukaan konduktor talian. Dalam kes ini ia adalah konduktor neutral yang kami sengaja membuka, tetapi hasilnya sama.

Soalan 11

Sumber kuasa tiga fasa yang disambungkan Delta ini menyediakan tiga tahap voltan yang berbeza: 120 V, 208 V, dan 240 V. Tentukan titik sambungan yang menyediakan voltan ini:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

V AB = V BC = V AC = 240 volt

V AG = V CG = 120 volt

V BG = 208 volt

Nota:

Walaupun skim sambungan ini agak biasa dalam industri, saya tidak banyak merujuknya dalam buku teks. Susun atur alur sama sisi dalam rajah ini memudahkan analisa grafik (phasor) terhadap tegasan, yang memberi peluang kepada pelajar untuk menggunakan pengetahuan tentang trigonometri.

Soalan 12

Voltan garis ke beban tiga fasa ini ialah 480 volt. Berapa banyak kuasa (jumlah) yang hilang oleh beban "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00421x01.png">

Satu lagi persoalan: tulis persamaan untuk mengira kuasa dalam litar tiga fasa yang seimbang, diberikan voltan garis dan arus talian sahaja.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

P total = 27.648 kW

Saya talian = 33.255 A

Saya akan membiarkan anda memperoleh persamaan anda sendiri untuk pengiraan kuasa. Bersedia untuk menunjukkan kerja anda!

Nota:

Sekarang, pelajar pasti dapat mencari persamaan kuasa dari buku teks, tetapi tujuan soalan ini adalah untuk mendapatkannya sendiri. Dalam fasa tunggal, litar AC rintangan, kuasa diberikan oleh persamaan P = IE, sama seperti dalam litar DC. Walau bagaimanapun, jika anda mengalikan voltan garis dengan arus talian, anda tidak mendapat jawapan yang betul daripada 27.648 kW. Jadi, dengan jelas, persamaan P = IE akan memerlukan beberapa pengubahsuaian untuk mengira jumlah kuasa tiga fasa. Walau bagaimanapun, pengubahsuaian ini tidak rumit untuk dilaksanakan.

Soalan 13

Sistem kuasa tiga fasa yang seimbang mempunyai voltan talian 13.8 kV volt dan arus talian 150 amp. Berapa banyak kuasa sedang dihantar ke beban (dengan mengandaikan faktor kuasa 1)?

Sistem fasa tunggal 13.8 kV boleh direka untuk memberikan kuasa yang sama kepada beban, tetapi ia memerlukan konduktor yang lebih berat (lebih mahal!). Tentukan peratusan perbelanjaan tambahan dalam kos dawai (berdasarkan berat wayar) yang terhasil daripada penggunaan fasa tunggal dan bukannya tiga fasa.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

P beban = 3.59 MW

Sistem fasa tunggal yang beroperasi pada 13.8 kV akan memerlukan sekurang-kurangnya 1/0 ("satu-sepatutnya") mengukur konduktor tembaga untuk menghantar 3.59 MW kuasa. Sistem tiga fasa yang beroperasi pada voltan yang sama akan memerlukan sekurang-kurangnya # 2 mengukur konduktor tembaga.

Nota:

Persoalan ini adalah baik untuk perbincangan yang membangkitkan faedah praktikal, menjimatkan kos sistem kuasa tiga fasa ke atas fasa tunggal. Pelajar anda perlu melakukan penyelidikan "kajian semula" pada tolok wayar dan berat, tetapi latihan itu adalah berbaloi.

Soalan 14

Kirakan arus talian beban penuh untuk motor tiga fasa, diberi penarafan kuasa kuda 150 HP, kecekapan 93%, dan voltan talian 480 volt. Anggapkan faktor kuasa 0.90 untuk keadaan beban penuh.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya talian = 160.81 amps

Nota:

Beberapa penukaran diperlukan untuk mengira jawapan untuk soalan ini. Seperti biasa, tujuan soalan ini tidak begitu banyak untuk mendapatkan jawapan, kerana ia adalah untuk membangunkan kemahiran menyelesaikan masalah pelajar. Bagaimana pelajar mendekati masalah ini "meta-tag hidden-print">

Alat Berkaitan:

Kalkulator Inductance Wire Parallel Kalkulator Haba Sink Microstrip Kalkulator Semasa

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →