Copyright 20 13 Dorling Kindersley (India) Pvt. Ltd



Download 5,69 Mb.
Pdf ko'rish
bet256/427
Sana21.11.2022
Hajmi5,69 Mb.
#869982
1   ...   252   253   254   255   256   257   258   259   ...   427
Bog'liq
Electric Circuit Analysis by K. S. Suresh Kumar

I
1
I
2
I
3
R
R
Y
Y
B
B
0.3 +
 j
0.9 

0.3 +
 j
0.9 

0.3 +
 j
0.9 

0.3 +
 j
0.9 

0.3 +
 j
0.9 

200

120°
0.3 +
 j
0.9
A rms
200

–120°
0.3 +
 j
0.9
A rms
200


0.3 +
 j
0.9
A rms
Fig. 8.3-7 

Applying source transformation theorem on the delta-connected source in
Fig.8.3-6
We take the RY line quantity as the reference phasor in this example. Now, the delta-connected 
current source has a star equivalent and the delta-connected source impedance also has a star 
equivalent. Combining the current source in star equivalent and the impedance in star equivalent into 
a voltage source in series with impedance, we get (200/

3)
∠-
30
°
=
115.5
∠-
30
°
V rms in series with 
(0.3

j0.9)/3 
=
0.1

j0.3 
W
in R-phase of the final star equivalent. The complete star equivalent of the 
source along with the load is shown in Fig. 8.3-8.
The single-phase equivalent of this circuit is shown in Fig. 8.3-9.
(i) The line current (R) is 115.5
∠-
30
°
V rms 
÷
6

j
W
=
11.55 
∠-
83.13
°
A rms and the phase 
voltage (RN) across load is 11.55
∠-
83.13
°
A rms 
× 
(5.9

j7.7) 
W
=
11.55
∠-
83.13
°
× 
9.7

52.54
°
=
112
∠-
30.6
°
V rms. 


AnalysisofUnbalancedThree-PhaseCircuits

8.17
115.5

–30°
V rms
115.5

90°
V rms
115.5

–150° V rms



+
+
+
I
R
I
B
I
Y
R
N
Y
B
0.1 +
 j
0.3 

0.1 +
 j
0.3 

0.1 +
 j
0.3 

5.9 +
 j
7.7 

5.9 +
 j
7.7 

5.9 +
 j
7.7 

Fig. 8.3-8 
ThestarequivalentofthecircuitinFig.8.3-6
Hence, line voltage (RY) across the load 
=
112

3

(
-
30.6
° + 
30
°

=
194
∠-
0.6
°
V rms.
(ii) The line current (R) is 115.5
∠-
30
°
÷
6

j
=
11.55 
∠-
83.13
°
A rms. Refer to Fig. 8.3-6. The current 
marked as 
I
1
=
[200

0
°
- line voltage (RY) across 
load] 
÷
(0.3

j0.9) 
=
[200

0
°
-
194
∠-
0.6
°

÷
0.9487 

71.57
°
=
(6

j2) 
÷
0.9487 

71.57
°
=
6.68
∠-
51.13
°
A rms. Then, 
I
2
will be 6.68
∠-
171.13
°
A rms and 
I
3
will be 6.68

68.87
°
A rms
(iii) The active power delivered to the load 
=

3
× 
194
× 
11.55
× 
cos(
-
30
°-
(
-
83.13
°
)) 
=
2.33 kW. 
The reactive power delivered to load 
=

3
× 
194
× 
11.55
× 
sin(
-
30
°-
(
-
83.13
°
)) 
=
3.11 kVAr.
The internal impedance of the source is 0.3

j0.9 
W
and it carries an rms current of 6.68 A. 
Therefore, the active power consumed by the internal impedance of the delta-connected source 
=
3
× 
6.68
2
× 
0.3 
=
40.2 W. The reactive power consumed by this impedance 
=
3
× 
6.68
2
× 
0.9 
=
120.6 VAr.
8.4 
analysIs of unBalanced three-Phase cIrcuIts
An unbalanced three-phase circuit is one that contains at least one source or load that does not possess 
three-phase symmetry. A source with the three source-function magnitudes unequal and/or the phase 
displacements different from 120
°
can make a circuit unbalanced. Similarly, a three-phase load with 
unequal phase impedances can make a circuit unbalanced.
The single-phase equivalent circuit technique of analysis does not work for unbalanced three-
phase circuits. General circuit analysis techniques like mesh analysis or nodal analysis will have to be 
employed for analysing such circuits.
8.4.1 
unbalanced y–y circuit
Y–Y connection is typically used in the last mile in a power system, i.e., in the low-tension (LT) 
distribution system.
The primary distribution system usually runs at 11 kV line voltage level. Distribution transformers 
that are rated for 11 kV/400 V and are 
D
-connected in the primary side and Y-connected in the 
secondary side are used to step down the primary distribution voltage to the LT distribution level. Such 
transformers are located at the load centre location of the area that a particular transformer is expected 
to serve. The neutral point of secondary side of a distribution transformer is usually earthed solidly. 
115.5

–30°
V rms

+
I
R
R
0.1 +
 j
0.3 

5.9 +
 j
7.7 

Fig. 8.3-9 

Single-phaseequivalent
ofcircuitinFig.8.3-6


8.18


SinusoidalSteady-StateinThree-PhaseCircuits
4-wire LT lines emanating from the secondary of transformer distribute power to various subareas 
of the service area. Individual consumers are provided service by means of service drops tapped from 
these lines. Both single-phase loads and three-phase loads are provided power from these LT lines at 
various points. Thus, the load on the LT line will be unbalanced in general. Even if the single phase 
loads are to get distributed equally among three lines (R, Y and B), only the transformer secondary will 
perceive a balanced load and various sections of the LT line will see varying degree of unbalance in 
load. This is due to the spatially dispersed nature of loads. Thus, the neutral wire in an LT distribution 
line will invariably carry current – that too, different currents in different locations – even if the 
aggregate load is balanced.
The system in which the neutral wire is available for connecting single-phase loads and three-phase 
loads that require a neutral tie-up is called a four-wire system. The system in which neutral wire is not 
available for load connection is called a three-wire system. This could be Y-Y system with neutrals 
isolated, Y
-D

D-
Y or 
D-D
system.
The exposed metal parts of all electrical equipment at the consumer location are tied together and 
earthed locally. This earth point is made available as the third pin of all three-pin power points installed in 
the consumer electrical system. If the earthing resistances at the transformer neutral and at the consumer 
location are negligibly small, then, the earth-pin at all consumer locations will be at the same potential 
as the transformer secondary neutral. However, the neutral-pin at the consumer locations will differ in 
potential from the transformer neutral potential due to the neutral wire drop. This difference will be more 
if there is unbalance in the load and neutral is carrying heavy currents. Moreover, this potential difference 
between the earth-pin and neutral-pin will be different for different consumers due to spatially distributed 
nature of line load. This problem of neutral – earth voltage difference is called the neutral- shift problem. 
Electronic equipment in general, and, computing equipment in particular, are sensitive to this neutral-
shift voltage and often malfunction when it exceeds certain pre-specified levels. Damage to components 
can also take place due differences in neutral-shift potential that exist among various power points when 
different components of an interconnected computing system are powered from different power points.
example: 8.4-1
A balanced three-phase source of 400 V, 50 Hz supplies an unbalanced load through an LT 4-wire line 
as in Fig. 8.4-1. Each wire in the line has impedance of 0.1

j0.3 
W
. (a) Find (i) phase and line voltages 
at load location and neutral-shift voltage, (ii) wire currents, (iii) power and reactive power delivered 
to the load, (iv) three-phase apparent power and power factor. (b) Repeat (a) assuming that the neutral 
wire is a thick conductor with zero impedance. (c) Repeat (a) assuming that the neutral wire is open.
230.9

120°
V rms
230.9


V rms
230.9

–120°
V rms



+
+
+

Download 5,69 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   252   253   254   255   256   257   258   259   ...   427




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish