3. Электрическая схема трёхфазной четырёхпроводной лэп

Здесь: A-N; B-N; C-N – фазы генератора,

а-n; b-n; c-n – фазы потребителя.

Провода, соединяющие начала фаз генератора и потребителя: L 1 (А-а). L 2 (В-b) и L 3 (C-c) – называются линейными проводами (фазы ЛЭП), а токи в них также называются линейными токами I_A , I_B , I_C . На электрических схемах за условное положительное направление линейных токов принято направление от генератора к потребителю.

Провод N, соединяющий нейтральные точки генератора и потребителя N-n – называется нейтральным проводом (нейтралью). Ток в этом проводе называется нейтральным током и направлен от потребителя к генератору, поэтому в соответствии с первым правилом Кирхгофа: .

Напряжения между линейными проводами (фазами ЛЭП) называются линейными напряжениями U_AB ; U_BC ; U_CA . Условное положительное направление линейных напряжений указано на схеме.

Напряжение между началом и концом фазы потребителя (нейтральной точкой) называется фазным напряжением U_а , U_b , U_c . Ток, протекающий в фазе потребителя, называется фазным током I_а , I_b , I_c . Условное положительное направление фазных напряжений и токов принято от начала к концу фазы.

Соединение фаз потребителя по схеме «треугольник» (трёхпроводная система)

Рассмотрим соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями в трёхпроводной системе «треугольник» для различных режимов.

U_Л = U _Ф.

и сдвинуты по фазе на 120⁰ .

Соотношение между линейными и фазными токами можно найти по первому правилу Кирхгофа для вершин треугольника (а, в, с):

Из этих уравнений также следует, что .

В случае симметричной нагрузки в каждой фазе нагрузки протекают равные по величине токи и сдвинутые по фазе на 120⁰, т.е. возникает симметричная система фазных токов, что приводит к появлению симметричной системы линейных токов: .

При симметричной нагрузке в соединении треугольник между линейными и фазными токами существует простое количественное соотношение: _Л I _Ф или I _ф = I _Л / .

В случае несимметричной нагрузки вследствие различия фазных сопротивлений токи в фазах потребителя будут различны и также будут различны линейные токи, что может приводить к сильной токовой перегрузке в отдельных линиях питающей сети.

При соединении фаз потребителя в треугольник при любой нагрузке система линейных и фазных напряжений сохраняется симметричной:U_Л = U _Ф , .

При этом напряжения на фазах всегда остаются одинаковыми и соответствуют номинальному значению потребителя, поэтому режим работы фазных потребителей по напряжению не нарушается при любом характере нагрузки.

Мощность трехфазной цепи

Мощность трехфазной цепи – это сумма соответствующих мощностей всех трех фаз (потерями мощности в нейтральном проводе обычно пренебрегают):

Как и в однофазной цепи активная, реактивная и полная мощности трёхфазной цепи связаны соотношением: .

Мощность любой из фаз выражается обычной формулой:

.

В случае симметричной нагрузки мощности всех трёх фаз соответственно равны:

и для мощности трёхфазной цепи можно записать: .

В трёхфазной цепи при симметричной нагрузке: ,

поэтому для мощности трёхфазной цепи можно записать:

Кроме того, при симметричной нагрузке известны соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами: I _Л = I _Ф , U _Л U _Ф - при соединении по схеме «звезда», I _Л I _Ф , U _Л = U _Ф - при соединении по схеме «треугольник».

После подстановки этих выражений в формулу мощности трёхфазной цепи в общем случае при симметричной нагрузке получаем: .

В случае несимметричной нагрузки мощность трёхфазной цепи следует находить как сумму соответствующих мощностей всех трёх фаз (т.е. как сумму соответствующих фазных мощностей):