С помощью векторной диаграммы, показывающей систему трехфазного тока, легко установить, что соотношение между фазным и линейным напряжениями будет: Uл = 2(Uф sin60о) = √3 Uф.
Это соотношение справедливо при определенных условиях также в случае отсутствия нейтрального провода, т. е. в трехпроводной цепи.
На основании указанного соотношения можно сделать вывод о том, что соединение звездой следует применять в том случае, когда каждая фаза трехфазного приемника или однофазные приемники рассчитаны на напряжение в √3 раз меньшее, чем номинальное линейное напряжение сети.
Трехпроводная линия передачи электрической энергии
Передача электрической энергии от источника, может осуществляться посредством трехпроводной цепи.
В трехфазной трехпроводной системе начала фаз источника А, В, С соединяются с помощью трех проводов линии электропередачи с началами фаз a, b, c трехфазного приемника. Нейтраль источника N и нейтраль приемника n при этом между собой непосредственно не соединены.
Векторные диаграммы для токов и напряжений (а - симметричная, б - несимметричная нагрузки)
Четырехпроводная трехфазная система передачи электрической энергии. Несимметричная нагрузка. Роль нулевого провода. Векторные диаграммы напряжений и токов в случае симметричной и несимметричной нагрузки.
Четырехпроводная трехфазная система передачи электрической энергии.
Трехфазной называется цепь переменного тока, состоящая из источника трехфазной симметричной системы э.д.с., трехфазной, двухфазной или однофазной нагрузки и соединяющих их проводов. При присоединении фаз источника энергии и приемника звездой ( условное обозначение Y ) все концы фазных обмоток генератора соединяют в общий узел О ( рис. 1 ); такой же узел О образуется соединение трех фаз Za, Zb, Zc приемника, а три обратных провода фаз системы объединяют в один общий нейтральный или нулевой провод О-О. Остальные три провода, соединяющие генератор с приемниками, называют линейными.
Рисунок 1
Для расчета трехфазной цепи применимы все методы, используемые для расчета линейных цепей. Обычно сопротивления проводов и внутреннее сопротивление генератора меньше сопротивлений приемников, сопротивления проводов можно не учитывать (ZЛ = 0, ZN = 0). Тогда фазные напряжения приемника Ua, Ub и Uc будут равны соответственно фазным напряжениям источника электрической энергии, т.е. Ua = U A ; Ub = U B ; U c = U C . Если полные комплексные сопротивления фаз приемника равны Za = Zb = Z c, то токи в каждой фазе можно определить по формулам:
İa = Úa / Za;
İb = Úb / Z b ;
İ c = Ú c / Z c .
В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в нейтральном проводе:
İN = İa + İb + İc = İA + İB + İC.
Несимметричная нагрузка .
Несимметричной называется трехфазная нагрузка, комплексные сопротивления фаз которой неодинаковы. На практике такая нагрузка часто встречается при подключении различных однофазных потребителей электроэнергии к трехфазной цепи, при этом каждый однофазный потребитель является фазой трехфазной нагрузки. Фазы нагрузки часто соединяются в звезду, нейтраль которой соединяется с нейтралью генератора.
Роль нулевого провода.
Ток в нейтральном или нулевом проводе Io считают обратным и направляют его от нагрузки к генератору( рис.1). Напряжения на фазах нагрузки Uф равны напряжениям на фазах генератора, т.е. 
. Так как нулевой провод выравнивает потенциалы нейтральных точек О нагрузки и генератора, то, следовательно, этот провод выравнивает фазные напряжения UA=UB=UC=UO . Нейтральный провод через определенные расстояния соединяют с заземляющими контурами, поэтому его потенциал равен нулю и его называют также нулевым проводом.
Векторные диаграммы напряжений и токов в случае симметричной и несимметричной нагрузки.
Трёхфазная электрическая цепь с соединением фаз электроприемника по схеме треугольник. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами. Векторные диаграммы для напряжений и токов. Схема с несимметричной нагрузкой.
Трёхфазная электрическая цепь с соединением фаз электроприемника по схеме треугольник.
При соединении источника питания треугольником конец X одной фазы соединяется с началом В второй фазы, конец Y второй фазы – с началом С третьей фазы, конец третьей фазы Z – c началом первой фазы А. Начала А, В и С фаз подключаются с помощью трех проводов к приемникам. (условное обозначение ∆ ). 
Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами.
Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как ĖA + ĖB + ĖC = 0. Напряжение между концом и началом фазы при соединении треугольником – это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению: UЛ = UФ. В отличие от соединения звездой при соединении треугольником фазные токи не равны линейным. Токи в фазах приемника определяются по формулам
İab = Úab / Zab;
İbс = Úbс / Zbс;
İсa= Úсa / Zсa.
Линейные токи можно определить по фазным, составив уравнения по первому закону Кирхгофа для узлов a, b и c:
İA = İab - İсa;
İB = İbс - İab;
İC = İсa - İbс.
Сложив левые и правые части системы уравнений, получим: İA + İB + İC = 0.
С помощью векторной диаграммы, показывающей систему трехфазного тока соединенного звездой , легко установить, что соотношение между фазным и линейным напряжениями будет: Uл = 2(Uф sin60о) = √3 Uф.
Это соотношение справедливо при определенных условиях также в случае отсутствия нейтрального провода, т. е. в трехпроводной цепи.
На основании указанного соотношения можно сделать вывод о том, что соединение звездой следует применять в том случае, когда каждая фаза трехфазного приемника или однофазные приемники рассчитаны на напряжение в √3 раз меньшее, чем номинальное линейное напряжение сети.
Векторные диаграммы для напряжений и токов
На векторной диаграмме фазные токи отстают от фазных напряжений на угол φ (полагаем, что фазы приемника являются индуктивными, т.е. φ > 0°). Линейный ток İ A отстает по фазе от фазного тока İ ab на угол 30°, на этот же угол отстает İB от İbс, İC от İсa.
Таким образом, при соединении треугольником:
Фазное напряжение UФ = UЛ. Фазный ток IФ = UФ / ZФ,
Линейный ток IЛ = √3 IФ, Угол сдвига по фазе φ = arctg (XФ / RФ).
Схема с несимметричной нагрузкой.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 297.
