39.Резонанс напряжений и токов и их пожарная опасность.

40.Трехфазный ток. Элементы трехфазных электрических цепей. Трехпроводная и четырехпроводная системы передачи электроэнергии. Фазные и линейные напряжения и токи.

Трехфазный переменный электрический ток применяется во всех про-

мышленных энергетических системах.

Трехфазной системой называют совокупность трех однофазных пе-

ременных ЭДС с одинаковой амплитудой, частотой, сдвинутых по фазе на

угол 1200. Трехфазная переменная энергия получается в трехфазных генерато-

рах, имеющих три неподвижные обмотки. Сдвиг по фазе ЭДС генератора дос-

тигается сдвигом обмоток в пространстве на угол 1200. При вращении ротора,

вращается его магнитное поле, магнитные силовые линии которого пересекают

обмотки статора, индуцируют в них ЭДС одной и той же частоты, одинаковой

амплитуды, но сдвинутых по фазе на 1200. ЭДС, напряжения и токи трехфазной

системы можно изобразить на временной диаграмме в виде трех синусоид с одинаковой амплитудой и периодом.

В связанной трехфазной системе три обратных провода объ-

единены в один общий (нулевой) провод. Полученная система с четырьмя про-

водами называется четырехпроводной трехфазной системой.

Три провода соединяющие обмотки генератора с потребителями назы-

ваются линейными, провод, соединяющий нулевую точку генератора с нулевой

точкой нагрузки – нулевой провод (нейтраль).

Ток, протекающий по линейному проводу называется линейным (IЛ);

ток, протекающий по обмотке генератора и нагрузке – фазным током (IФ).

В трехфазной системе - три линейных и три фазных тока.

Ток, протекающий по нейтральному проводу - ток нейтрали IN или I0.

Напряжения между линейным и нулевым проводами, или напряжение, изме-

ренное на нагрузке - называется фазным напряжением и обозначается UФ или

UА, UВ, UС – напряжения фаз А, В, С соответственно.

Напряжение между любыми двумя линейными проводами – называется

линейным напряжением и обозначается UЛ, или UАВ, UВС, UСА.

UЛ= 3 UФ.

41.Включение трехфазных потребителей звездой и треугольником, векторные диаграммы. Мощность трехфазного тока.

ЗВЕЗДОЙ

При этом способе включения приемников трехфазная система может быть четырехпроводной и трехпроводной. При четырехпроводной системе потребители энергии (например, лампы накаливания) включают под фазное напряжение, т.е. один провод каждой группы ламп присоединен к нулевому проводу, а другой – к одному из трех линейных проводов.

При соединении звездой в обмотке генератора, нагрузке и линейном проводе протекает один и тот же ток IЛ = IФ.

ТРЕУГОЛЬНИКОМ

Группы ламп и фазы двигателя подсоединены непосредственно к линейным проводам, поэтому фазное напряжение равно линейному, т. е. UФ = UЛ

Относительно напряжений фазные токи будут или совпадать с ними по фазе, или сдвинуты на углы в зависимости от параметров нагрузки.

Токи в линейных проводах находят по первому закону Кирхгофа:

IЛ1 = IФ1 - IФ3;

IЛ2 = IФ2 - IФ1;

IЛ3 = IФ3 - IФ2;

Мощность трехфазного тока. При симметричной системе напряжений и равномерной нагрузке фаз активная мощность трехфазной системы складывается из мощностей отдельных фаз:

Р = РА + РВ + РС

где РА , РВ , РС -активные мощности отдельных фаз - измеряется в ваттах (Вт)

РА = IАUАCosА; РВ = IВUВCosВ; РС = IСUСCosС;

Где А ,В ,С - угол сдвига между током и напряжением в каждой фазе.

Для симметричной нагрузки активная мощность:

Р = 3 РФ; РА = РВ = РС = IФUФCos;

Р = 3 IФUФCos = 3 IЛUЛCos / 3 = 3 IЛUЛCos 

Мерой скорости обмена энергии между источником и цепью с индуктивным сопротивлением (конденсатором) является реактивная мощность.

Единица измерения реактивной мощности вольт·ампер реактивный (В·Ар).

Реактивная мощность трехфазной симметричной системы:

Q = 3 QФ = 3 IФUФ Sin = 3 IЛUЛ Sin

Полная мощность (кажущаяся) измеряется в вольт·амперах (В·Ар) и определяется по формулам: S= 3U Ф× I Ф= 3U Л ×I Л =P2 Q2

При несимметричной системе напряжений или при неравномерной нагрузке фаз мощности трехфазной системы определяются суммой мощностей отдельных фаз. Одинаковые выражения мощности для включения потребителей звездой и треугольником не означает, что если одни и те же приемники со-

единить вначале звездой, а затем треугольником, и включить под одно и то же линейное напряжение, то потребляемые мощности будут равными в том и другом случае.

Мощность при соединении фазных обмоток треугольником увеличивается в 3 раза. Этот метод изменения потребляемой мощности (переключение обмоток со звезды на треугольник) применяют в электрических печах. В момент пуска, чтобы быстрее нагреть печь, ее включают треугольником, а затем переключают на звезду, так же поступают при пуске асинхронных электродвигателей, когда для уменьшения пусковых токов в момент пуска двигателя обмотки соединяют звездой, а после разгона двигателя переключают на треугольник.