Полная мощность

S= √ P²+Q²

Если нагрузка равномерная, то

P₀ =Q₀=0

P_A=P_B=P_C=U_ФI_Фcosφ_Ф

Q_A=Q_B=Q_C=U_ФI_Фsinφ_Ф

Где φ_Ф – угол между напряжением U_Ф на фазе нагрузки и током I_Ф фазы нагрузки.

При равномерной нагрузке фаз:

P=3P_Ф=3U_ФI_Фcosφ_Ф

Q=3U_ФI_Фsinφ_Ф

S=3U_ФI_Ф

При равномерной нагрузке независимо от способа ее соединения в звезду или в треугольник

3U_ФI_Фcosφ_Ф=√ 3√ 3U_ФI_Фcosφ_Ф=√ 3U_ЛI_Лcosφ_Ф

3. В четырех проводной цепи благодаря нейтральному проводу обеспечивается симметрия фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке. Потому в четырех проводную сеть включают однофазные приемники (например, лампы накаливания), и режим работы каждого такого приемника ,находящегося под неизменным фазным напряжением источника питания , не будет зависеть от режима работы приемников, включенных в другие фазы.

4. В четырех проводной цепи при соединении фаз звездой при наличии симметричной нагрузки ток в нейтральном проводе отсутствует и необходимость в этом проводе отпадает. Также широкое применение получили трех проводные трехфазные цепи с соединением приемников треугольником при симметричной нагрузке. (При несимметричной нагрузке фазные токи определяются по тем же формулам)

При этом выполняется

U_Ф=U_Л

I=U_ab/Z_ab I=U_bc/Z_bc I=U_ca/Z_ca

Линейные токи определяются по фазным токам из уравнений, составленных согласно первому закону Кирхгофа для узлов a, b, c.

I_Ф=I_Л/√ 3

I_ф=U_ф/Z_ф

5. Преимуществом соединения треугольником является взаимная независимость фазных токов при отсутствии четвертого провода. Если при таком соединении один из предохранителей перегорит, то фазы других

Примером нагрузки, соединенной по схеме треугольника является осветительная нагрузка.

6. . При анализе трехфазных цепей удобно пользоваться линейными значениями напряжений и токов. Так как при соединении звездой

U_Ф = U_Л/√ 3 и I_Ф=I_{Л ,}

а при соединении треугольником

U_Ф = U_Л и I_Ф=I_Л/√ 3,

То независимо от схемы соединения фаз приемника активная мощность при симметричной нагрузке определяется одной и той же формулой

P =√ 3U_ЛI_Лcosφ_Ф

Так как при соединении звездой U_Ф=U_Л/√3,то линейный ток при этом соединении I_Л=U_Л/√ 3z_.

При соединении треугольником на основании закона Ома I_Ф=U_Л/z_Ф, но линейный ток треугольника I_Л=√3I_Ф, следовательно, I_Л=√3U_Л/z_Ф

В результате уменьшения линейного тока при переключении с треугольника на звезду эта мощность уменьшается в 3 раза.

7. Коэффициент мощности трехфазных приемников:

χ = P/S = P/√ P²+(Q_L – Q_C)²

Q_c – реактивная мощность компенсирующих устройств

Значительные потоки реактивной энергии в линиях передач и трансформаторах нецелесообразны из-за возникновения дополнительных потерь энергии. Поэтому стремятся приближать источники реактивной энергии к местам ее потребления.

Улучшение коэффициента мощности осуществляется за счет упорядочения энергетического режима оборудования, рационализации использования установленных мощностей асинхронных двигателей и трансформаторов, замены малонагруженных двигателей двигателями меньшей мощности, ограничения режимов холостого хода трансформаторов и двигателей.

8. Для исключения возможности поражения человека электрическим током осуществляют надежную изоляцию токоведущих частей электрических установок, применяют защитные устройства, предотвращающие опасность поражения током при повреждении изоляции или прикосновении к металлическим частям, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением. Для этих целей применяют заземление (цель которого – снизить до безопасного значения напряжение прикосновения) и зануление (обеспечивает отключение от источника питания электротехнических устройств при повреждении их изоляции).

9. Рекомендуемые значения экономической плотности тока определяют по таблицам в справочных материалах. Проверке по этим данным подлежат все загруженные сети, для которых расчетный ток, ожидаемый в ближайшие годы эксплуатации, достоверно определен. За расчетный ток для выбора экономического сечения проводов воздушных линий 6 кВ и выше рекомендуется принимать ожидаемый расчетный ток нормального режима работы линий в пятом году эксплуатации с поправочным коэффициентом, учитывающим изменение тока в перспективе.

Потерей напряжения в трехфазной линии считается алгебраическая разность между линейными напряжениями U_1л и U_2л в начале и конце линии.

Выразим линейные напряжения в начале и в конце линии через соответствующие фазные

U_1л=√ 3U_1ф U_2л=√ 3U_2ф

Потеря напряжения: ∆U=√ 3(U_1ф- U_2ф)

То потеря напряжения в трехфазной линии в√ 3 раз больше алгебраической разности фазных напряжений в начале и конце линии.

∆U=√3Il(r₀cosφ±x₀sinφ)

r₀ – активное

x₀ – индивидуальное сопротивления единицы длины.

для внутренних проводок и кабелей величиной можно пренебречь ввиду ее малого значения.

При расчете сечения нейтрали нужно учитывать, что она рассчитывается только на разность токов нагрузки, то ее сечение S₀ можно существенно уменьшить по сравнению с сечением S линейных проводов. Обычно S₀=S/2. Следовательно, расход меди при трех проводной системе передачи уменьшается по сравнению с двухпроводной передачей в 1.6 раза.

10. В энергетических системах сила токов коротких замыканий достигает сотен тысяч ампер и отключение таких токов связано с немалыми трудностями. Простейшим способом отключения токов короткого замыкания является использование их теплового действия в аппаратах защиты. Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети.

Для сетей напряжением до 1000В предусматриваются в основном два типа трехфазных цепей: трех проводная с изолированной нейтралью (снижает до безопасного значения напряжение прикосновения) и четырех проводная с заземленной нейтралью (обеспечивает отключение от источника питания электротехнических устройств, при повреждении их изоляции).

При защите сетей с глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных проводниках. При защите сетей с изолированной нейтралью в трех проводных сетях трехфазного тока и двухпроводных сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать лишь при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.