Трехфазные цепи
Многофазной системой называют совокупность двух или более электрических цепей, источники электрической энергии которых имеют одинаковую частоту, сдвинуты по фазе друг относительно друга и генерируются одним генератором.
Трехфазная система эдс называется симметричной, если эти эдс синусоидальны, их частота и амплитуда одинаковы и эдс каждой фазы смещены относительно друг друга на угол ψ=2π/3.
В симметричной системе сумма мгновенных значений фазовых эдс в любой момент времени равна нулю еА+еВ+еС=0
Чередование фаз АВС называют прямой последовательностью, а чередование АСВ – обратной
Фазы могут быть соединены в звезду Y и в треугольник ∆
При соединении в звезду концы фаз объединяют в одну точку N, которую называют нейтральной или нулевой.
IA=EA/ZA IB=EB/ZB IC=EC/ZC - токи фаз приемника и генератора
ZA= ZB= ZC= ZФ – симметричный приемник или нагрузка, при этом ток в нейтральном проводе равен нулю
Фазными напряжениями называют напряжения между выводами каждой фазной обмотки генератора или каждой фазы приемника.
Фазными токами называются токи в фазных обмотках генератора или фазах приемника.
Напряжения между линейными проводами называются линейными.
Линейными называются токи в линейных проводах.
Рис. 6.10. Соединение нагрузки звездой
UAB = UA-UB= UЛ
UВC = UB-Uc= UЛ
UCA = UC-UA= UЛ
Iл = Iф
Uл =√3 Uф
Рис. 6.15. Соединение нагрузки
треугольником
IА = IАВ- IСА
IВ=IВС — Iав
Iс = Iса — Iвс
IА =IВ = Iс = IЛ
IАВ =IВС= IСА= IФ
UЛ=UФ
IЛ=√3IФ
P=PА+ PВ+PС - Активная мощность трехфазной цепи
Q = Qa + Qb + Qc - Реактивная мощность трехфазной цепи
PФ=PА= PВ=PС ; QФ = Qa = Qb = Qc - в симметричной трехфазной цепи
P=3UФ IФ cos φ - Мощность одной фазы
Q =3UФ IФ sinφ - Мощность одной фазы
Р = √3UЛ IЛ cos φ - активная мощность симметричной цепи
Q = √3UЛ IЛ sinφ - реактивная мощность
S==√3UЛ IЛ - Полная мощность
cos φ = - Коэффициент мощности симметричной трехфазной цепи
Трансформаторы
Трансформатор предназначен для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.
Силовые трансформаторы предназначены для изменения значения переменного тока и напряжения при этом число фаз, форма кривой напряжения и частота остаются неизменными.
е = —w
=0 при подключении к источнику постоянного тока. Магнитный поток постоянный по величине и по направлению, поэтому в обмотках не будет наводится эдс.
Фm = Еm/ωw
Е = 4,44fwФm – формула трансформаторной эдс.
Е1/Е2 =w1/w2 =k – коэффициент трансформации
Обозначим коэффициент трансформации линейных напряжений буквой с.
При соединении обмоток по схеме звезда — звезда
с
При соединении обмоток по схеме звезда — треугольник
с =.
При соединении обмоток по схеме треугольник— звезда
с=
Холостым ходом называют режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. Определяют магнитные потери.
Короткое замыкание – это такой режим работы, когда вторичная обмотка замкнута накоротко. Определяют электрические потери.
Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость изменения вторичного напряжения от тока нагрузки.
А
Автотрансформатор – это такой вид трансформатора, в котором помимо магнитной связи между обмотками имеется еще и электрическая связь.
Если выводы Ах подключить к сети, а к выводам ах подключить нагрузку, то получим понижающий автотрансформатор. Если же выводы ах подключить к сети, а к выводам Ах подключить нагрузку, то получим повышающий автотрансформатор.
С помощью автотрансформатора можно регулировать напряжение вторичное напряжение.
Магнитопровод может быть – стержневым, броневым и бронестержневым.
Рис. Схема включения и Рис. Схема включения и
условное обозначение измери- условное обозначение изме-
тельного трансформатора напря- рительного трансформатора тока жения
Измерительные трансформаторы напряжения служат для включения вольтметров и обмоток напряжения измерительных приборов (рис.). Поскольку эти обмотки имеют большое сопротивление и потребляют маленькую мощность, можно считать, что трансформаторы напряжения работают в режиме холостого хода. Вольтметр и цепи других приборов подключаются параллельно к вторичной обмотке.
Измерительные трансформаторы тока используют для включения амперметров и токовых катушек измерительных приборов (рис.). Эти катушки имеют очень маленькое сопротивление, поэтому трансформаторы тока практически работают в режиме короткого замыкания. Включается последовательно с контролируемым объектом. Однако при размыкании цепи вторичной обмотки в сердечнике будет существовать только магнитный поток первичной обмотки, который значительно превышает разностный магнитный поток. Потери в сердечнике резко возрастут, трансформатор перегреется и выйдет из строя. Кроме того, на концах оборванной вторичной цепи появится большая ЭДС, опасная для работы оператора. Поэтому трансформатор тока нельзя включать в линию без подсоединенного к нему измерительного прибора.