Указания при построении векторных диаграмм

Построение векторных диаграмм напряжений и токов (рис.4.14.) при со­единении приемников треугольником начинают с построения векторной диа­граммы напряжений. Поскольку система фазных (линейных) напряжений U_ab,U_bc, U_ca принимается симметричной, то ее можно на векторной диаграмме представить симметричной трехлучевой звездой, аналогично векторной диаграмме фазных напряжений источника при соединении звездой. Для удобства построения считают, что начальная фаза напряжений U_ab равна нулю, при этом напряжение U_ab на векторной диаграмме изображается вертикальным вектором, совпадающим с положительным направлением оси вещественных на комплексной плоскости, а векторы U_bc и U_ca,_, изображающие соответствующие напряжения, будут сдвинуты относительно U_ab на угол 2π/3.

Рис. 4.14. Векторные диаграммы напряжений и токов при соединении

Приемников треугольником

а - при равномерной нагрузке, б- при неравномерной нагрузке

Построение векторной диаграммы токов начинают с построения векторов фазных токов I_аb, I_bc I_ca Так как нагрузка чисто активная (частный случай), то фазные токи совпадают по фазе с фазными напряжениями, как при равномер­ной, так и неравномерной нагрузках. Векторы линейных токов строят на осно­вании первого закона Кирхгофа (см. уравнения 4.17). Система линейных токов I_a I_b I_c образует замкнутый треугольник: равносторонний - при равномерной нагрузке (рис. 4.14,а) и произвольной формы - при неравномерной нагрузке (рис. 4.14,б).

Аварийные режимы

Обрыв фазы приемника, например, фазы са (рис.4.13,а, тумблеры фазы на блоке активной нагрузки установить в положение 'off' ). При этом ток в этой фазе I_ca=0. Токи I_ab, I_bc в других фазах не из­меняются ни по значению, ни по фазе, так как фазные напряжения и сопротив­ления фаз остаются неизменными.

Линейные токи будут равны:

I_a=I_ab-I_ca=I_ab; I_c=I_ca-I_bc=-I_bc; I_b=I_bc-I_ab

Из этих равенств следует, что линейный ток I_b остается равным току в ис­ходном режиме, а токи I_a и I_с по значению становятся равными фазному току,

то есть уменьшаются в раз. Векторная диаграмма токов построена на рис.4.15,а и отличается от векторной диаграммы на рис.4.14,а тем, что ток I_ca=0 и трехлучевая звезда фазных токов переходит в двухлучевую несимметричную звезду.

Рис 4.15. Векторные диаграммы напряжений и токов для аварийных режимов при соединении приемников треугольником:

а - обрыв фазы; б - обрыв линейного провода

Обрыв линейного провода, например, L1 (рис. 4.13,б). В этом случае трехфазная цепь преобразуется в од­нофазную. Однофазный приемник имеет две параллельные ветви. Одна ветвь образована фазой bc, а вторая - последовательно соединенными фазами ab и са. На эти параллельные ветви подано однофазное напряжение U_bс, поэтому для фазы I_bc условия не изменились и ток в ней остается равным току в исходном режиме. В фазах ab и са токи I_ab и I_ca совпадают по фазе с током I_bc, т.к. они определяются тем же напряжением U_bc, а сопротивление всех фаз приемника активное. По значению токи I_ab и I_ca в 2 раза меньше тока I_bс, так как эти фазы соединены последовательно:

Векторная диаграмма для этого аварийного режима представлена на рис.4.15,б, причем для удобства ее построения вектор линейного напряжения U_bс проведен вертикально. Векторы токов I_bс, I_b, I_ab =I_ca совпадают по фазе с напряжением U_bc. По первому закону Кирхгофа линейный ток I_b= I_bс+I_ab=1,5 I_bс, т.е. линейный ток I_b в раза стал меньше по сравнению с током в исходном режиме. Ток I_с равен току I_b по значению и противоположен по фазе.