Тема 4.2 Включение нагрузки в цепь трёхфазного тока
Лекция 18 Соединение потребителей энергии в звезду. Соединение
потребителей энергии в треугольник
Соединение потребителей энергии в звезду. К трехфазным сетям могут быть присоединены как трехфазные, так и однофазные потребители электроэнергии. Трехфазные потребители, например асинхронные и синхронные электродвигатели, термические печи с электрическими нагревателями, рассчитывают и выполняют так, что сопротивления их отдельных токоведущих частей (фазных обмоток, секций нагревателей) равны. При равных сопротивлениях, включенных звездой (рисунок 4.5, а) к каждому из них оказывается приложенным фазное напряжение, меньшее подводимого линейного в √3 раз
(4.2)
Действующее значение тока в каждой фазе потребителя
Iф = Uф / Z1 = Uф / Z2 = Uф / Z3, (4.3)
где Z1, Z2, Z3 — сопротивления потребителей.
Величина линейного тока при соединении звездой равна величине тока фазы
Iл = Iф (4.4)
Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении сопротивлений нагрузки звездой показана на рисунке 4.5, б.
При
равных напряжениях фаз генератора,
активных и реактивных сопротивлениях
в фазах нагрузки ток в каждом из фазных
сопротивлений при соединении этих
сопротивлений звездой
.
Активная мощность в одном сопротивлении
(4.5)
в трех сопротивлениях
, (4.6)
Соединение потребителей энергии в треугольник. При включении потребителя, состоящего из трех равных сопротивлении Z1= Z2= Z3 = Z, треугольником (рисунок 4.6, а), каждое его сопротивление оказывается включенным на линейное напряжение. Ток в каждом из сопротивлений фазы потребителя энергии
Iф = Uл / Z. (4.7)
Ток в каждом линейном проводе равен геометрической разнице токов, протекающих по сопротивлениям двух фаз потребителя, присоединенных к соответствующему линейному проводу. Например, для линейного провода А
(4.8)
Произведя вычитание векторов токов (аналогично вычитанию векторов напряжений), получим, что линейный ток будет в √3раз больше фазного
.
(4.9)
Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении одинаковых сопротивлений нагрузки треугольником изображена на рисунке 4.6, б.
При соединении равных сопротивлений потребителей треугольником ток в каждом из сопротивлений фазы потребителя энергии находится по формуле (4.7). Активная мощность находится по формуле (4.5). Активная мощность в трёх сопротивлениях находится по формуле (4.6), реактивная
. (4.10)
Вопросы для самоконтроля:
1 При каком соединении потребителей электроэнергии в трёхфазной цепи токи, протекающие по ним, будут равны линейным токам?
2 Какие напряжения в трёхфазной цепи называются фазными и какие линейными? Покажите на схеме эти напряжения.
3 Каково соотношение между линейными и фазными величинами в симметричной трёхфазной системе при соединении звездой, треугольником?
4 Почему при соединении звездой линейные токи равны фазным?
5 Почему при соединении треугольником линейные напряжения равны фазным?
Рекомендуемая литература:
1 Иванов И. И. Электротехника и основы электроники