- •Трехфазные цепи – наиболее распространенные в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ
- •Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия
- •Если ЭС одной фазы (например, фазы А) принять за исходную и считать её
- •. Из векторных диаграмм рис 3.4 следует, что для симметричной трехфазной системы геометрическая
- •Временная последовательность, в которой ЭДС достигает сначала максимума в фазе А, затем в
- •Способы соединения фаз трехфазного источника
- •Соединение фаз источника
- •Напряжения на фазах источника U¢А, U
- •на основании уравнений, составленных по П закону Кирхгофа для рассматриваемой цепи для
- •Достоинством четырех проводной линии является то, что к ней возможно подключить однофазные
- •Соединение фаз
- •Из схемы (рис. 3) видно, что при соединении фаз источника треугольником (D) линейные
- •Трехфазные потребители и способы их соединения
- •Соединение фаз генератора и приемника звездой
- •Провода A-a, B-b и C-c, соединяющие начала фаз
- •Согласно этим выражениям на рис. 3.7а построена векторная диаграмма, из которой видно, что
- •Действующие значения линейных напряжений можно определить графически по векторной диаграмме или по формуле
- •Классификация приемников в трехфазной цепи
- •Соединение фаз генератора и приемника треугольником
- •Напряжение между концом и началом фазы при
- •Четырехпроводная цепь
- •Симметричная нагрузка приемника
- •Несимметричная нагрузка приемника
- •Поэтому в четырехпроводную сеть включают однофазные несимметричные нагрузки, например, электрические лампы накаливания. Режим
- •Трехпроводная электрическая цепь
- •При симметричной нагрузке, когда
- •Очевидно, что теперь напряжения на фазах приемника будут отличаться друг от друга. Из
- •Таким образом, при симметричной нагрузке
- •Поэтому нейтральный провод необходим для того, чтобы:
- •Симметричная нагрузка
- •Несимметричная нагрузка приемника
- •Важной особенностью соединения фаз приемника треугольником является то, что при изменении сопротивления одной
- •Мощность трехфазной цепи, ее расчет и измерение
- •Измерение активной мощности, потребляемой трехфазным приемником, осуществляют ваттметром, включенным по одной из схем
- •Если потребители симметричны, то для определения суммарной мощности показания ваттметра утраиваются. Если потребители
- •На практике наибольшее распространение получил метод измерения суммарной мощности с помощью двух ваттметров,
Соединение фаз
источника треугольником (Δ). Такой способ соединения (рис. 3) реализуется, когда начало каждой фазы соединяют с концом предыдущей, соблюдая прямую последовательность
чередования фаз А, В, С.
Из схемы (рис. 3) видно, что при соединении фаз источника треугольником (D) линейные напряжения тождественно равны фазным. При подключении к источнику трехфазного потребителя в линейных проводах возникнут линейные токи IА, IВ, IC, которые не будут равны
фазным токам в обмотках источника IВА,I СВ и IАC
(как в случае соединения звездой), а связаны с ними соотношениями, следующими из 1 закона Кирхгофа:
IА = IВА – IАС
IВ = IСВ – IВА
IС = IАС – IСВ
Трехфазные потребители и способы их соединения
Соединение фаз генератора и приемника звездой
Провода A-a, B-b и C-c, соединяющие начала фаз
генератора и приемника, называются линейными, провод N-n, соединяющий точку N генератора с точкой n приемника, – нейтральным.
Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет
четырехпроводной, без нейтрального провода –
•Фазные (I ) – это токи в фазах генератора и трехпроводнойФ .
приемников.
•Линейные (IЛ) – токи в линейных проводах.
При соединении в звезду фазные и линейные токи
равны (3.5) IФ = IЛ.
Ток, протекающий в нейтральном проводе, обозначают
IN.
По первому закону Кирхгофа для нейтральной точки n(N) имеем в комплексной форме (3.6) İN = İA + İB + İC.
В соответствии с выбранными условными положительными направлениями фазных и линейных напряжений можно записать уравнения по второму закону Кирхгофа. (3.7)
ÚAB = ÚA - ÚB; ÚBC = ÚB - ÚC; ÚCA = ÚC - ÚA.
Согласно этим выражениям на рис. 3.7а построена векторная диаграмма, из которой видно, что при симметричной системе фазных напряжений система линейных напряжений тоже симметрична: UAB,UBC,UCA
равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120° (общее обозначение UЛ), и опережают, соответственно,
векторы фазных напряжений UA, UB, UC, (UФ) на угол 30°.
Действующие значения линейных напряжений можно определить графически по векторной диаграмме или по формуле (3.8), которая следует из треугольника, образованного векторами двух фазных и одного линейного напряжений:
UЛ = 2 UФ cos 30° или
UЛ = |
UФ. (3.8) |
Предусмотренные ГОСТом линейные и
фазные напряжения для цепей низкого напряжения связаны между собой соотношениями:
UЛ = 660 В; UФ = 380 В;
UЛ = 380 В; UФ = 220 В;
UЛ = 220 В; UФ = 127 В.
Классификация приемников в трехфазной цепи
Приемники, включаемые в трехфазную цепь, могут быть либо однофазными, либо трехфазными. К однофазным приемникам относятся электрические лампы накаливания и другие осветительные приборы, различные бытовые приборы, однофазные двигатели и т.д. К трехфазным приемникам относятся трехфазные асинхронные двигатели и индукционные печи. Обычно комплексные сопротивления фаз трехфазных приемников равны между собой :
Za = Zb = Zc = Zejφ.
Такие приемники называют симметричными. Если это условие не выполняется, то приемники называют несимметричными. При этом, если Za = Zb = Zc, то
трехфазный приемник называют равномерным, если φa = φb = φc, то однородным.
Соединение фаз генератора и приемника треугольником
Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как (3.17)
ĖA + ĖB + ĖC = 0.
Если соединение обмоток треугольником выполнено неправильно, т.е. в одну точку соединены концы или начала двух фаз, то суммарная ЭДС в контуре треугольника отличается от нуля и по обмоткам протекает большой ток. Это аварийный режим для источников питания, и поэтому недопустим.