- •Ответы к экзамену по тоэ: Трёхфазные цепи:
- •1)Что представляет собой простейшая 3-фазная цепь? Какие 3-фазные цепи называют связанными (несвязанными)? Каким из них отдаётся предпочтение? Почему? Привести примеры.
- •2)Что представляет собой любая фаза 3-фазной цепи?
- •3)Что представляет собой простейший 3-фазный источник энергии? Объяснить процесс образования 3-фазной симметричной системы эдс (напряжений).
- •4)Что произойдёт, если поменять местами начало и конец одной из фаз 3-фазного источника при соединении его фаз “треугольником”. Показать на векторной топографической диаграмме напряжений.
- •5)Что произойдёт, если поменять местами начало и конец одной из фаз 3-фазного источника при соединении его фаз “звездой”? Показать на векторной топографической диаграмме напряжений.
- •6)Что представляет собой трёхфазный источник энергии? Каковы условия получения на его зажимах 3-фазной симметричной системы напряжений?
- •7)Изобразить схему замещения 3-фазного источника в случае соединения его фаз “треугольником”. Показать на ней упн фазных и линейных напряжений.
- •8)Изобразить схему замещения 3-фазного источника в случае соединения его фаз “звездой”. Показать на ней упн фазных и линейных напряжений.
- •9)Изобразить схему замещения 3-фазного источника в случае соединения его фаз “звездой”. Привести векторную топографическую диаграмму напряжений такого источника.
- •10)Изобразить схему замещения 3-фазного источника в случае соединения его фаз “треугольником”. Привести векторную топографическую диаграмму напряжений такого источника.
- •11)Показать, что в случае соединения фаз 3-фазного источника “звездой” .
- •12)Когда в схеме “звезда-треугольник” выполняется соотношение ? Объяснить с помощью векторной диаграммы напряжений и токов.
- •13)Когда в схема “звезда-треугольник” соотношение нарушается? с помощью векторной диаграммы напряжений и токов объяснить, почему?
- •14)Когда в 3-фазной цепи необходимость в нейтральном проводе отпадает? Объяснить с помощью векторной диаграммы напряжений и токов.
- •15)Какие 3-фазные приёмники называют симметричными? Записать условие симметрии 3-фазного приёмника при соединении его фаз “звездой” (“треугольником”).
- •16)Объяснить, почему в схеме “звезда-звезда” с нейтральным проводом короткое замыкание о дной из фаз является аварийным режимом.
- •17)Благодаря чему схема соединения фаз 3-фазного источника “звездой” предпочтительнее схемы соединения “треугольником”?
- •18)Объяснить, почему в 3-фазной цепи по схеме “звезда-звезда” нейтральный провод необходим.
- •19)Когда в 3-фазной цепи возникает напряжение смещения нейтрали? На векторной диаграмме напряжений показать, что при этом происходит. Как рассчитывают это напряжение?
- •20)Какую 3-фазную нагрузку называют равномерной? Объяснить, почему. Привести пример.
- •21)Какую 3-фазную нагрузку называют однородной? Объяснить, почему. Привести пример.
- •22)Объяснить, как изменится активная мощность приёмника при переключении его фаз со “звезды” на “треугольник”.
- •23)Привести схему “звезда-звезда” без нейтрального провода и расчётные соотношения для определения токов в ней в случае несимметричного 3-фазного приёмника.
- •24)Привести схему “звезда-звезда” с нейтральным проводом и расчётные соотношения для определения токов в ней в случае несимметричного 3-фазного приёмника.
- •25)Привести схему “звезда-звезда” без нейтрального провода в случае короткого замыкания одной из фаз несимметричного приёмника и расчётные соотношения для определения токов в ней.
- •26)Привести схему “звезда-звезда” без нейтрального провода в случае обрыва одной из фаз несимметричного приёмника и расчётные соотношения для определения токов в ней.
- •27)Привести схему “треугольник-треугольник” в случае несимметричного 3-фазного приёмника и расчётные соотношения для определения токов в ней.
- •28)Привести схему “звезда-треугольник” в случае несимметричного 3-фазного приёмника и расчётные соотношения для определения токов в ней.
- •29)Как определить параметры и характер симметричного 3-фазного приёмника с помощью метода 2-х ваттметров?
- •30)Как рассчитать полную, активную и реактивную мощности 3-фазного источника, фазы которого соединены “звездой”?
- •31)Как определяют мощности p, q и s 3-фазного симметричного приёмника, если известны Uл, Iл и характер приёмника?
- •32)Привести возможные схемы измерения активной мощности 3-фазного приёмника с помощью двух ваттметров. Записать (в общем виде) показание каждого ваттметра для одной из схем.
- •33)Привести возможные схемы измерения реактивной мощности симметричного 3-фазного приёмника с помощью однофазного ваттметра.
- •34)Привести возможные схемы измерения реактивной мощности 3-фазного симметричного приёмника с помощью двух ваттметров. Записать (в общем виде) показание каждого ваттметра для одной из схем.
- •35)Как и зачем определяется нумерация ваттметров в схеме двух ваттметров?
- •36)Перечислить способы представления 3-фазной симметричной системы эдс. Привести примеры.
- •37)Как определяют активную мощность симметричного 3-фазного приёмника (например: асинхронного двигателя), нейтраль которого недоступна?
- •38)Привести схемы для измерения полной, активной и реактивной мощностей 3-фазного источника энергии.
- •39)Привести схему для определения последовательности фаз 3-фазного симметричного источника с помощью осциллографа. Объяснить последовательность проведения опыта.
- •40)Что произойдёт в 3-фазной 3-проводной цепи по схеме “звезда-звезда” при коротком замыкании фазы “с” симметричного приёмника? Пояснить с помощью построения векторных диаграмм.
- •41)Что произойдёт в 3-фазной 3-проводной цепи по схеме “звезда-звезда” при обрыве фазы "b” симметричного приёмника? Пояснить с помощью построения векторных диаграмм.
- •Переходные процессы.
- •1)Что понимают под переходными процессами в электрических цепях? в каких цепях и вследствие чего они происходят? Привести примеры..
- •2)Какие явления, происходящие в электрических цепях, называют коммутационными (более кратко – коммутациями)?
- •3)Что понимают под принуждёнными и свободными составляющими переходных величин (токов и напряжений)? Как их определяют?
- •4)Сформулировать первый и второй законы коммутации. Какие величины определяют с их помощью? Пояснить на конкретных примерах.
- •5)Объяснить, почему ток через индуктивность после коммутации не может измениться скачком.
- •6)Объяснить, почему напряжение на ёмкости после коммутации не может измениться скачком.
- •7)Что понимают под начальными условиями переходных величин? Как их классифицируют?
- •8)Какие электрические величины относят к независимым начальным условиям? Как их определяют? Пояснить на конкретных примерах?
- •9)Какие величины относят к зависимым начальным условиям? Объяснить последовательность их определения. Привести пример.
- •10)Что представляет процедура алгебраизации дифференциального уравнения? с какой целью её проводят? Показать на конкретном примере.
- •11)Что представляет процедура алгебраизации системы дифференциальных уравнений? с какой целью и как её проводят? Показать на конкретном примере.
- •12)Перечислить известные способы составления характеристического уравнения.
- •13)От чего зависит число корней характеристического уравнения? Показать на конкретных примерах.
- •14)Объяснить последовательность составления характеристического уравнения путём использования выражения для входного сопротивления цепи на переменном токе.
- •15)Как определяется и от чего зависит порядок цепи, в которой протекает переходный процесс?
- •16)Как определяются постоянные интегрирования в цепях первого порядка? Показать на конкретном примере.
- •17)Каковы особенности определения постоянных интегрирования в цепях второго порядка? Показать на конкретном примере.
- •18)Что представляет собой постоянная времени цепи ? Как её определяют расчётным путём?
- •19)Привести известные способы определения постоянной времени по осциллограме переходного процесса.
- •20)Изложить последовательность расчёта переходных процессов классическим методом. Показать на конкретном примере цепи первого порядка.
- •21)Объяснить свойства корней характеристического уравнения для цепей первого и второго порядка.
- •22)От чего зависит вид свободных составляющих переходных токов и напряжений в цепях второго порядка.
- •23)Записать (в общем виде) свободную составляющую переходного тока в индуктивности в цепи второго порядка в случае комплексных сопряжённых корней характеристического уравнения.
- •24)Записать (в общем виде) свободную составляющую переходного напряжения на ёмкости в цепи второго порядка в случае комплексных сопряжённых корней характеристического уравнения.
- •25)В чём особенность составления уравнений для определения постоянных интегрирования в цепях второго порядка? Показать на конкретном примере.
- •26)Что представляет коэффициент затухания в случае колебательного характера переходной величины? Как он определяется расчётным путём и по осциллограмме?
- •27)Что представляет собой угловая частота wсв в случае колебательного характера переходного процесса? Как она определяется расчётным путём и по осциллограмме?
- •28)Как рассчитать длительность переходного процесса в цепи второго порядка в случае действительных, отрицательных и разных корней характеристического уравнения?
- •29)Как рассчитать длительность переходного процесса в цепи второго порядка в случае комплексных сопряжённых корней характеристического уравнения?
26)Привести схему “звезда-звезда” без нейтрального провода в случае обрыва одной из фаз несимметричного приёмника и расчётные соотношения для определения токов в ней.
Ответ: При равномерной или симметричной нагрузке всех трех фаз, когда во всех фазах включены одинаковые активные и реактивные сопротивления (RA =RB = RCи ХA=ХВ=ХС), фазные токи iA, iB и iC будут равны по величине и сдвинуты от соответствующих фазных напряжений на равные углы. В этом случае получаем симметричную систему токов, при которой токи iA, iB, iC будут сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол 120°, а ток i0 в нулевом проводе в любой момент времени равен нулю (рис. 208,б). Очевидно, что при равномерной нагрузке можно удалить нулевой провод и передавать электрическую энергию источника к приемнику по трем линейным проводам 1, 2 и 3 (рис. 209). Такая схема называется «звезда без нулевого провода». При трехпровод-ной системе передачи электрической энергии в каждое мгновение ток по одному (или двум) проводу проходит от источника трехфазного тока к приемнику, а по двум другим (или одному) протекает обратно от приемника к источнику (рис. 210). Векторная диаграмма напряжений для схемы «звезда без нулевого провода» при равномерной нагрузке фаз будет такая же, как и для схемы «звезда с нулевым проводом» (см. рис. 207). Такими же будут и соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями: Iл = IФ и Uл = ?3 UФ. Следует отметить, что схема «звезда без нулевого провода» может быть применена только при равномерной нагрузке фаз. Практически это имеет место лишь при подключении к источникам трехфазного тока электрических двигателей, так как каждый трехфазный электродвигатель снабжен тремя одинаковыми обмотками, которые равномерно нагружают все три фазы. При неравномерной нагрузке напряжения на отдельных фазах нагрузки будут различными. На некоторых фазах (с меньшим сопротивлением) напряжение уменьшится, а на других увеличится по сравнению с нормальным, что является недопустимым.
Рис. 209. Схема «звезда без нулевого провода».
Практически неравномерная нагрузка фаз возникает при питании трехфазным током электрических ламп, так как в этом случае распределение тока между всеми тремя фазами не может быть гарантировано (отдельные лампы могут включаться и выключаться в индивидуальном порядке). Особенно опасны в схеме «звезда без нулевого провода» обрыв или короткое замыкание в одной из фаз. Можно показать путем построения соответствующих векторных диаграмм, что при обрыве в одной из фаз напряжение в других двух фазах уменьшается до половины линейного, вследствие чего лампы, включенные в эти фазы, будут гореть с недокалом. При коротком замыкании в одной из фаз напряжение в других фазах увеличивается до линейного, т. е. в ?З раз, и все лампы, включенные в этих фазах, перегорят. Поэтому при схеме «звезда с нулевым проводом» во избежание разрыва цепи нулевого провода в ней не устанавливают предохранители и выключатели.
Рис 210. Кривые изменения токов в линейных проводах (а) при трехпроводной системе и направление в них токов в различные моменты времени (б в, г).