Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

13.Tryokhfaznye_tsepi

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
19.11.2022
Размер:
656.78 Кб
Скачать

 

 

 

A

I A

Z Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U A B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U C A

B

I B

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

R 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U B C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

I C

Z Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

Z

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14

 

 

 

 

Z

 

R Z

 

20 15 e j 53,1

 

9,56 e j 30,6

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

Z

 

20

9

j12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

2

R2 Z

 

12,4 e j 41,6

 

 

 

Z

3

R3 Z

13,7 e j 46,8

 

 

R2

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразуем получившийся треугольник в эквивалентную звезду с

сопротивлениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

Z 1 Z

3

 

3,69 e

j 36,8

 

 

 

 

 

 

a

Z 1

Z 2

 

Z 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

Z 1 Z

2

 

3,36 e

j 91,6

 

 

 

 

 

 

b

Z 1

Z 2

 

Z 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

Z 2 Z

3

 

4,8 e

j 47,8

 

 

 

 

 

 

c

Z 1

Z 2

 

Z 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентные сопротивления фаз

 

 

Z A

Z Л

Z a

 

7,9e j 41,2

 

Ом;

Z B

 

Z Л

Z b

7,55e j 36,1

Ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z C

Z Л

Z c

 

9,03e j 46,5

 

Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейные токи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I A

E A

U n N

27,8 e

j 41,2

А;

 

 

 

 

 

 

 

Z A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I B

E B

U n N

29,1e j 156

А;

 

 

 

 

 

 

 

Z B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I C

E C

U n N

24,4 e j 73,5

А.

 

 

 

 

 

 

 

Z C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерение мощности в трехфазных цепях

Активная мощность трехфазной системы определяется суммой активных мощностей фаз нагрузки и активной мощности в сопротивлении нулевого провода:

P PA PB PC PN .

Реактивная мощность трехфазной системы представляет собой сумму соответствующих реактивных мощностей:

Q QA

QB QC

QN .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полная мощность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

P 2

Q 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При симметричной нагрузке

 

 

 

PN

QN

0 ;

 

PA

PB

PC U Ф IФ cos Ф ;

 

 

 

QA

QB

QC

U Ф IФ sin

Ф ,

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

Ф

— угол между напряжением UФ

на фазе нагрузки и током IФ фазы

нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

учесть,

что

3UФ IФ

 

3 3UФ IФ

 

3U Л I Л , где U Л — линейное

напряжение на нагрузке, I Л

— линейный ток нагрузки, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

3UФ IФ cos

Ф

 

 

3U Л I Л cos

Ф ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

3UФ IФ sin

Ф

 

3U Л I Л sin

Ф ;

 

 

 

S 3UФ IФ 3U Л I Л .

Рассмотрим схему измерения мощности двумя ваттметрами (рис. 15), рис. 15 которая не требует подключения к нейтрали нагрузки и позволяет измерять мощность всех трех фаз при симметричной или несимметричной нагрузке:

*

*

*

 

P Re S Re

U

A I A

 

U

B I B

 

U

C I C

(5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

** *

где I A , I B , I C — сопряженные комплексы токов фаз.

рис.15

рис.16

** *

Подставив уравнение I C

 

I A

I B в (5), получим

 

 

 

 

 

 

*

*

*

*

*

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

P Re S Re

U

A I A

 

U

B I B

 

U

C I A

U

C I B

Re I A

U

A

U

C

I B

U

B

U

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1

*

 

 

 

 

 

Re U A I A

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

Re

U

B C

I B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из рис. 15

 

 

 

,

 

 

 

. Из сравнения последних

двух выражений получим мощность трехфазной системы: P3 Ф P1 P2 .

рис. 17 рис.18 Реактивную мощность можно измерить с помощью одного ваттметра (рис. 17). Векторная диаграмма (рис. 18) иллюстрирует данный способ.

PW U Л I Л cos

 

U

Л I Л sin

2

Показание ваттметра

 

достаточно умножить на

 

 

3 , чтобы получить суммарную реактивную мощность трехфазной цепи

Q 3U Л I Л sin

.

 

Аварийные режимы в трехфазных цепях

Проанализируем некоторые аварийные режимы, для простоты считая нагрузку резистивной.

В случае обрыва фазы A нагрузки или обрыва линейного провода A при соединении звезда — звезда точка нейтрали нагрузки n смещается на вектор

U B C , поскольку нагрузка чисто активная,

и делит его пополам.

Следовательно, токи неповрежденных фаз I B

I C уменьшаются по модулю

в 32 раз (рис. 19).

В случае короткого замыкания нагрузки в фазе A при соединении звезда — звезда точка n совмещается с точкой A. Напряжения на неповрежденных

фазах возрастают до линейных, т. е. увеличиваются в 3 раз, так же, как и

токи этих фаз I B и I C , а уменьшение угла между ними до 3 приводит к утроению тока в короткозамкнутой фазе A (рис. 20).

A

N

 

I С

I B

C

B

n

U B C

 

Рис. 19

A n

 

N

U С

U B

 

/3

C B

U B C

I С

I B

I A

Рис. 20

При обрыве линейного провода в соединении звезда — треугольник токи двух фаз нагрузки, примыкающих к оборванному проводу, уменьшаются в два раза, а ток третьей фазы не изменяется.

При обрыве фазы нагрузки в соединении звезда — треугольник ток оборванной фазы отсутствует, а токи двух других фаз остаются неизменными.