21. Трехфазные цепи с симметричными приемниками энергии. Электрические цепи с несколькими приемниками

От трехфазного источника или от трехфазной сети обычно получают питание несколько приемников. Это могут быть как однофазные, так и трехфазные приемники.

При выборе способа соединения фаз трехфазных приемников и подключения однофазных приемников следует исходить из того, чтобы на фазах трехфазных приемников и на однофазных приемниках были те напряжения, на которые они рассчитаны.

Предположим, что в четырехпроводной трехфазной цепи (рис. 3.17) линейное напряжение Uл = 220 В, а фазное соответственно Uф = Uл /√3 = 127 В.

Если каждая фаза трехфазного приемника 1 рассчитана на 127 В, трехфазного приемника 2 - на 220 В, каждый приемник вгруппе однофазных приемников 3 - на 127 В, однофазный приемник 4 - на 220 В, а однофазный приемник 5 — на 127 В, то приемники должны быть соединены и включены, как показано на рис. 3.17.

Рис. 3.17. Схемы включения приемников в трехфазную сеть

Если бы имелись три группы однофазных приемников и каждый из приемников был рассчитан на напряжение 220 В, то эти группы следовало бы соединить треугольником и включить в сеть, как включен приемник 2. Если бы сеть была трехпроводной с линейным напряжением 220 В, то включить приемники 3 и 5 в эту сеть было бы невозможно.

Следует обратить внимание на то, что в качестве номиналь­ных напряжений трехфазных приемников указываются часто два напряжения, отличающиеся одно от другого в √3 раз, на­пример 380/220 В. При этом низшее напряжение — это то напряжение, на которое рассчитана каждая фаза. Два напряжения означают, что приемник может быть включен как в есть с линейным напряжением 380 В, так и в сеть с линейным напряжением 220 В. Очевидно, при напряжении сети 380 В приемник следует соединить звездой, а при напряжении 220 В - треугольником.

Если в группу приемников входит хотя бы один приемник, создающий несимметричную нагрузку, то вся нагрузка будет также несимметричной. В этом случае токи группы приемников следует определять по первому закону Кирхгофа. Например, комплексное значение тока Ia в электрической цепи рис. 3.17 будет равно

Ia = Ia1 + Ia2 + Ia3 + Ia4 + Ia5.

Общие  мощности цепи определяются  по  очевидным  формулам

(3.23)

Р = Р1 + Р2 + ...; Q = Q1+Q2+... ,

где в общем случае Q1 = QL1 - QC1 и т. д.

При расчете в комплексной форме цепи с несколькими приемниками следует помнить, что фазные и линейные напряжения четырехпроводной сети не совпадают по фазе.

Если электрическая цепь содержит только трехфазные приемники, то общая нагрузка группы приемников будет симметричной. В этом случае токи группы приемников проще всего определить через мощности.

Определив согласно (3.23) активную и реактивную мощности группы трехфазных приемников, нетрудно найти полную мощность, а затем ток группы приемников:

(3.24)

S = √P2 + Q2,    Iд =	S	;
	√3Uл Iл

Через мощности можно найти также угол сдвига фаз между фазными напряжениями и токами группы приемников (или эквивалентного приемника):

φф = arcsin	Q	;
	S