Анализ режимов работы трёхфазных нагрузок.

Вопросы:

1. Соединение по схеме звезда с нейтральным проводом (симметричная и несимметричная нагрузка).

2. Соединённых по схеме звезда без нейтрального провода (симметричная и несимметричная нагрузка).

3. Соединение по схеме треугольник

4. Аварийные режимы работ трёхфазных нагрузок

I. Соединение по схеме звезда с нейтральным проводом

Симметричная нагрузка.

1. Показателем пригодности схемы для включения нагрузки является равенство фазных напряжений, которых эта схема обеспечивает.

Если сопротивления линейных и нейтрального проводов равно нулю, то в звезде с нейтральным проводом каждая фаза нагрузки соединена с генератором четырьмя проводами: линейными и нейтральным – генератор принудительно задаёт на нагрузку свои симметричные фазные напряжения.

2. Определяем фазные напряжения U_Л= U_Ф

3. Определим сопротивление, построив треугольник фазных сопротивлений.

z_Ф

X_Ф где

R_Ф

4. По закону Ома определим фазные токи

5. Определим линейные токи I_Л=I_Ф

6. Определим активную, реактивную и полную мощность всей трёхфазной нагрузки.

P_Ф=I²_ФR_Ф

Q_Ф=I²_Фx_ф

S_Ф=U_ФI_Ф

7. Определяем ток нейтрального провода. По первому закону Кирхгофа для точки n имеет фазный ток.

При симметричной нагрузке ток нейтрального провода равен нулю. А значит для включения симметричной нагрузки можно применить схему звезда без нейтрального провода.

Несимметричная нагрузка

Обозначим на этой схеме линейные и фазные напряжения.

Кроме параметров схемы задано направление сети – линейное U_Л

1. Определим фазные напряжения. Если сопротивление фазы нагрузки подключено к генератору 4-мя проводами: линейными и нейтральным, то генератор принудительно задаёт на нагрузку свои симметричные фазные напряжения. U_A=U_B=U_C=U_Фе^jφ

2. Для каждой фазы нагрузки строим треугольник сопротивлений и определяем полное сопротивление фазы и угол сдвига между напряжением и током.

Для А:

X_a Z_a

R_a

Для В: R_B=z_B z_B=R_B=10 φ_B=0, тогда

Для С:

Z_C -X_C φ_c= -90, тогда

3. По закону Ома для каждой фазы находим фазные токи.

4. Определим линейные токи по формуле I_Ф=I_Л: I_a=I_A, I_b=I_B, I_c=I_C

5. Определим активную и реактивную мощность в каждой фазе. P_Ф=I_Ф²R_Ф

6. Определим активную и реактивную мощности всей трехфазной нагрузки:

Где + - означает индуктивную нагрузку

- - означает ёмкостную нагрузку

7. Определяем ток нейтрального провода по первому закону Кирхгофа. 8. Построим векторную диаграмму на комплексной плоскости и суммируем векторы.

Выводы:

1. Итак, соединение нагрузки звездой с нейтральным проводом всегда гарантирует равные фазные напряжения, не зависимо от сопротивлений фаз.

2. Для несимметричной нагрузки ток нейтрального провода не равен нулю а значит нейтральный провод необходим.