TIGA JARINGAN FASE

Klik atau Ketuk sirkuit Contoh di bawah ini untuk mengaktifkan TINACloud dan pilih mode DC Interaktif untuk Menganalisisnya secara Online.
Dapatkan akses biaya rendah ke TINACloud untuk mengedit contoh atau membuat sirkuit Anda sendiri

Jaringan arus bolak-balik yang telah kita pelajari sejauh ini banyak digunakan untuk memodelkan jaringan listrik listrik AC di rumah. Namun, untuk keperluan industri dan juga untuk pembangkit tenaga listrik, a jaringan generator AC lebih efektif. Ini diwujudkan oleh jaringan polifase yang terdiri dari sejumlah generator sinusoidal yang identik dengan perbedaan sudut fase. Jaringan polifase yang paling umum adalah jaringan dua atau tiga fase. Kami akan membatasi diskusi kami di sini untuk jaringan tiga fase.

Perhatikan bahwa TINA menyediakan alat khusus untuk menggambar jaringan tiga fase di bilah alat komponen Khusus, di bawah tombol Bintang dan Y.

Jaringan tiga fase dapat dilihat sebagai koneksi khusus dari tiga fase tunggal atau sirkuit AC sederhana. Jaringan tiga fase terdiri dari tiga jaringan sederhana, masing-masing memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama, dan perbedaan fase 120 ° antara jaringan yang berdekatan. Diagram waktu dari tegangan dalam 120Veff sistem ditunjukkan pada diagram di bawah ini.

Kita juga dapat merepresentasikan voltase ini dengan phasor menggunakan Diagram Phasor TINA.

Dibandingkan dengan sistem fase tunggal, jaringan tiga fase lebih unggul karena baik pembangkit listrik maupun saluran transmisi membutuhkan konduktor yang lebih tipis untuk mentransmisikan daya yang sama. Karena fakta bahwa salah satu dari tiga tegangan selalu tidak nol, peralatan tiga fase memiliki karakteristik yang lebih baik, dan motor tiga fase memulai sendiri tanpa sirkuit tambahan. Juga jauh lebih mudah untuk mengubah tegangan tiga fase menjadi DC (perbaikan), karena berkurangnya fluktuasi pada tegangan yang diperbaiki.

Frekuensi jaringan tenaga listrik tiga fase adalah 60 Hz di Amerika Serikat dan 50 Hz di Eropa. Jaringan rumah fase tunggal hanyalah salah satu tegangan dari jaringan tiga fase.

Dalam praktiknya, tiga fase terhubung dalam satu dari dua cara.

1) The Wye atau koneksi Y, di mana terminal negatif dari setiap generator atau beban dihubungkan untuk membentuk terminal netral. Ini menghasilkan sistem tiga kabel, atau jika kabel netral disediakan, sistem empat kabel.


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

The Vp1,Vp2,Vp3 tegangan generator disebut tahap tegangan, sedangkan tegangan VL1,VL2,VL3 antara dua garis penghubung (tetapi tidak termasuk kabel netral) disebut line tegangan. Demikian pula dengan sayap1,Ip2,Ip3 arus generator disebut tahap arus sedangkan arus IL1,IL2,IL3 di jalur penghubung (tidak termasuk kabel netral) disebut line arus

Pada koneksi-Y, arus fasa dan jalur jelas sama, tetapi voltase saluran lebih besar dari tegangan fasa. Dalam kasus seimbang:

Mari kita tunjukkan ini dengan diagram fasor:

Mari kita hitung VL untuk diagram fasor di atas menggunakan aturan kosinus trigonometri:


Sekarang mari kita menghitung jumlah yang sama menggunakan nilai puncak kompleks:

Vp1 = 169.7 ej 0 ° = 169.7

Vp2 = 169.7 ej 120 ° = -84.85 + j146.96

VL = Vp2 - Vp1 = -254.55 + j146.96 = 293.9 dan j150 °

Hasil yang sama dengan TINA Interpreter:

Vp1: = 169.7
Vp2: = 169.7 * exp (j * degtorad (120))
Vp2 = [- 84.85 + 146.9645 * j]
VL: = Vp2-Vp1
VL = [- 254.55 + 146.9645 * j]
radtodeg (arc (VL)) = [150]
abs (VL) = [293.929]

Demikian pula dengan nilai puncak kompleks dari voltase saluran

VL21 = 293.9 ej 150 ° V,
VL23 = 293.9 ej 270 ° V,
VL13 = 293.9 ej 30 ° V.

Nilai-nilai efektif yang kompleks:

VL21eff = 207.85 ej 150 ° V,
VL23eff = 207.85 ej 270 ° V,
VL13eff = 207.85 ej 30 ° V.

Akhirnya mari kita periksa hasil yang sama menggunakan TINA untuk rangkaian

120 Veff ; VP1 = VP2 = VP3 = 169.7 V dan Z1= Z2 =Z3 = 1 ohm


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

2) The Olymp Platform trade dapatdiakses dalam tiga cara. Pertama, ada versi web yang dapat Anda aksesmelalui website utama mereka. Kedua, ada aplikasi desktop baik untukWindows maupun macOS. Aplikasi ini memiliki fitur tambahan, Anda akan menemukannya padaversi Terakhir, Olymp Trade juga dapat diakses melalui aplikasi mobile baik untukiOS dan Smartphone Android. delta or Koneksi-D dari tiga fase dicapai dengan menghubungkan tiga beban secara seri membentuk loop tertutup. Ini hanya digunakan untuk sistem tiga-kawat.

Berbeda dengan koneksi Y, di D -Koneksi tegangan fasa dan saluran jelas sama, tetapi arus saluran lebih besar dari arus fasa. Dalam kasus seimbang:

Mari kita tunjukkan ini dengan TINA untuk jaringan dengan 120 Veff Z = 10 ohm.


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Hasil:

Karena baik generator atau beban dapat dihubungkan dalam D atau di Y, ada empat kemungkinan interkoneksi: YY, Y-D, DY dan D-D. Jika impedansi beban dari fase yang berbeda adalah sama, jaringan tiga fase aku s seimbang.

Beberapa definisi dan fakta penting lebih lanjut:

Perbedaan fase antara tahap tegangan atau arus dan terdekat line tegangan dan arus (jika tidak sama) adalah 30 °.

Jika bebannya seimbang (Yaitu semua beban memiliki impedansi yang sama), masing-masing tegangan fase dan arus adalah sama. Selain itu, dalam koneksi Y, tidak ada arus netral bahkan jika ada kabel netral.

Jika bebannya tidak seimbang, tegangan fasa dan arus juga berbeda, dalam hubungan Y – Y tanpa kabel netral, node umum (titik bintang) tidak pada potensial yang sama. Dalam hal ini kita dapat menyelesaikan untuk simpul potensial V0 (simpul umum dari beban) menggunakan persamaan simpul. Menghitung V0 memungkinkan Anda untuk mengatasi tegangan fasa dari beban, arus pada kabel netral, dll. Generator yang terhubung Y selalu menggabungkan kabel netral.

Kekuatan dalam sistem tiga fase seimbang adalah PT = 3 VpIp cos J ​​= VLIL cos J

di mana J adalah sudut fase antara tegangan dan arus beban.

Total daya nyata dalam sistem tiga fase seimbang: ST = VLIL

Total daya reaktif dalam sistem tiga fase seimbang: QT = VL IL dosa J

Contoh 1

Nilai rms dari tegangan fase generator Y-terhubung seimbang tiga fase adalah 220 V; frekuensinya adalah 50 Hz.

a / Temukan fungsi waktu dari arus fasa beban!

b / Hitung semua kekuatan rata-rata dan reaktif dari beban!


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Baik generator dan beban seimbang, jadi kita hanya perlu menghitung satu fase dan bisa mendapatkan voltase atau arus lainnya dengan mengubah sudut fase. Dalam skema di atas kami tidak menarik kawat netral, tetapi malah menetapkan 'bumi' di kedua sisi. Ini bisa berfungsi sebagai kawat netral; Namun, karena rangkaian seimbang, kabel netral tidak diperlukan.

Beban terhubung dalam Y, sehingga arus fasa sama dengan arus garis: nilai puncak:

IP1 = VP/ (R + j wL) = 311 / (100 + j314 * 0.3) = 311 / (100 + j94.2) = 1.65-j1.55 = 2.26 e-j43.3 ° A

VP1 = 311 V

IP2 = SayaP1 e j 120 ° = 2.26 ej76.7 ° A

IP3 = SayaP2 e j 120 ° = 2.26 e-j163.3 ° A

iP1 = 2.26 cos ( wxt - 44.3 °) A

iP2 = 2.26 cos ( wx t + 76.7 °) A

iP3 = 2.26 cos ( wx t - 163.3 °) A

Kekuatannya juga sama: P1 = P2 = P3 = = 2.262* 100 / 2 = 256.1 W.

{Solusi oleh TINA's Interpreter}

{Karena generator dan beban seimbang kami menghitung hanya satu fase dan kalikan dengan 3}
om: = 314.159
Ipm1: = 311 / (R + j * om * L)
abs (Ipm1) = [2.2632]
radtodeg (arc (Ipm1)) = [- 43.3038]
Ipm2: = Ipm1;
fi2: = radtodeg (arc (Ipm1)) + 120;
fi2 = [76.6962]
fi3: = fi2 + 120;
fi3 = [196.6962]
fi3a: = - 360 + fi3;
fi3a = [- 163.3038]
P1: = sqr (abs (Ipm)) * R / 2;
P1 = [256.1111]

Ini sama dengan hasil yang dihitung dengan tangan dan TINA's Interpreter.


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Contoh 2

Generator terhubung-Y seimbang tiga fase dimuat oleh beban tiga-tiang yang terhubung-delta dengan impedansi yang sama. f = 50 Hz.

Temukan fungsi waktu dari / fase tegangan beban,

b / arus fasa dari beban,

c / arus arus!


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Tegangan fase beban sama dengan tegangan saluran generator:

VL =

Arus fasa beban: I1 = VL/R1+VLj w C = 1.228 + j1.337 = 1.815 ej 47.46 ° A

I2 = Saya1 * e-j120 ° = 1.815 e-j72.54 ° A = 0.543 - j1.73 A

I3 = Saya1 * ej120 ° = 1.815 ej167.46 ° = -1.772 + j0.394

Melihat arah: Ia = Saya1 - saya3 = 3 + j0.933 A = 3.14 ej17.26 ° A.

ia(t) = 3.14 cos ( wx t + 17.3 °) A

Menurut hasil yang dihitung dengan tangan dan TINA's Interpreter.

{Solusi oleh TINA's Interpreter. Sejak simetri kita hitung hanya satu fase. Tegangan fase beban sama dengan tegangan saluran generator.}

f: = 60;
om: = 2 * pi * f;
VL: = sqrt (3) * 120;
VLp: = sqrt (2) * VL;
VLp = [293.9388]
I1pp: = VLp / R1 + VLp * j * om * C1;
I1pp=[2.9394E0+1.1081E0*j]
I1p: = I1pp * exp (j * pi / 6);
I1p=[1.9915E0+2.4294E0*j]
abs (I1p) = [3.1413]
radtodeg (arc (I1p)) = [50.656]
I2p: = I1p * exp (-j * 2 * pi / 3);
I2p=[1.1081E0-2.9394E0*j]
abs (I2p) = [3.1413]
radtodeg (arc (I2p)) = [- 69.344]
I3p: = I1p * exp (j * pi / 6);
abs (I3p) = [3.1413]
Ib: = I2p-I1p;
abs (Ib) = [5.4409]
radtodeg (arc (Ib)) = [- 99.344]


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Akhirnya contoh dengan beban tidak seimbang:

Contoh 3

Nilai rms dari tegangan fase seimbang tiga fase

Generator yang terhubung Y adalah 220 V; frekuensinya adalah 50 Hz.

a / Temukan fasor tegangan V0 !

b / Temukan amplitudo dan sudut fase awal dari arus fase!


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows

Sekarang bebannya asimetris dan kami tidak memiliki kabel netral, jadi kami dapat mengharapkan perbedaan potensial antara titik-titik netral. Gunakan persamaan untuk simpul potensial V0:

karenanya V0 = 192.71 + j39.54 V = 196.7 ej11.6 ° V

dan saya1 = (V1-V0) * j w C = 0.125 ej71.5 ° SEBUAH; saya2 = (V2-V0) * j w C = 0.465 e-j48.43 °

dan saya3 = (V3-V0) / R = 0.417 ej 146.6 ° A

v0(t) = 196.7 cos ( wx t + 11.6 °) V;

i1(t) = 0.125 cos ( wx t + 71.5 °) A;

i2(t) = 0.465 cos ( wx t - 48.4 °) A;

i3(t) = 0.417 cos ( wx t + 146.6 °) A;

{Solusi oleh TINA's Interpreter}

{Karena nonsimetri kita harus hitung semua fase satu per satu}

om: = 314;
V1: = 311;
V2: = 311 * exp (j * 4 * pi / 3);
V3: = 311 * exp (j * 2 * pi / 3);
Sys V0
(V0-V1)*j*om*C+(V0-V2)*j*om*C+(V0-V3)/R=0
akhir;
V0 = [192.7123 + 39.5329 * j]
abs (V0) = [196.7254]
I1: = (V1-V0) * j * om * C;
abs (I1) = [124.6519m]
radtodeg (arc (I1)) = [71.5199]
I2: = (V2-V0) * j * om * C;
abs (I2) = [465.2069m]
radtodeg (arc (I2)) = [- 48.4267]
I3: = (V3-V0) / R;
abs (I3) = [417.2054m]
radtodeg (arc (I3)) = [146.5774]

Dan, akhirnya, hasil yang dihitung oleh TINA setuju dengan hasil yang dihitung oleh teknik lain.


Klik / ketuk sirkuit di atas untuk menganalisis online atau klik tautan ini untuk Simpan di bawah Windows


X
Senang memilikimu DesignSoft
Mari ngobrol jika butuh bantuan menemukan produk yang tepat atau butuh dukungan.
wpChatIcon