Основные теоретические сведения. Для соединения потребителей звездой три конца фаз объединяются в одну общую точку, называемую нейтральной точкой звезды (точка nна рис

Для соединения потребителей звездой три конца фаз объединяются в одну общую точку, называемую нейтральной точкой звезды (точка nна рис. 5-1) , а к началам фаз присоединяются линейные провода (Аа., Вв, Сс). Нейтральная точка соединяется с нейтральной точкой генератора четвертым проводом, который называется нейтральным (Nnна рис. 6-1).

 

Рис. 6-1. Схема соединения потребителей в звезду

Напряжения между линейными проводами называются линейными UАВ, UВС, UСА ( рис. 6-1) , а напряжения между линейными проводами и нейтральным проводом — фазными напряжениями UA , UВ , UC.

Эти напряжения связаны между собой векторными уравнениями:

 

UАВ = UA - UВ ,

UВС = UВ - UС (6.1)

UCA = UC - UA.

 

Токи IA , IB , IC , протекающие в линейных проводах, называются линейными IЛ,а токи в фазах приемников — фазными Iф.При соединении приемников звездой линейные токи одновременно являются ифазными:

 

IЛ = Iф. (6.2)

 

Если полные сопротивлениеZa, Zb, Zcотдельных приемников равны между собой

 

Za = Zb = Zc = Zф(6.З)

 

и углы jа, jb, jc сдвига фаз между фазными напряжениями исоответствующими им фазными токами одинаковые

 

jа = jb = jc=j (6.4)

 

то такую нагрузку называют симметричной. при симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе равен нулю

 

IN = 0 (6.5)

 

что позволяет трехфазную линию выполнить трехфазной, а линейные и фазные напряжения связаны соотношением

 

UЛ= Uф (6.6)

 

Фазный ток Iф зависит от величины разного напряжения Uфна зажимах приемника и его полного сопротивления Zф,его находят по формуле

Iф = Uф/ Zф (6.7)

 

При симметричной трехфазной системе э.д.с., наводимой в обмотках генератора, и симметричной нагрузке фазные напряжения UA , UВ , UC одинаковы, фазные токи IA , IB , IC равнымежду собой и сдвинуты по отношению к своим напряжениям на одинаковые углы

 

j = arctg(xф/rф) , (6.8)

 

где xф-реактивное сопротивление фазы нагрузки,

rф-ее активное сопротивление.

Режим трехфазной цепи, при котором трехфазные системы напряжений и токов симметричны, называют симметричным режимом и отображают векторной диаграммой напряжений и токов, представленной на рис. 6-2.

Рис.6-2. Векторная диаграмма напряжений и токов при

симметричной нагрузке

 

Если комплексные сопротивления фаз разные

 

Za ¹ Zb ¹ Zc , (6.9)

 

то нагрузка называется несимметричной, но она равномерная, если соблюдается равенство (6.3) и однородная, если соблюдается равенство (6.4).

При несимметричной нагрузке фаз, нарушается симметрия фазных токов IA , IB , IC и в нейтральном проводе возникает ток.

 

IN = IA + IB +IC.(6.10)

 

Векторная диаграмма фазных токов также несимметрична (рис.6-3,a).Однако, при наличии нейтрального провода, симметрия фазных напряжений нагрузки сохраняется. Векторная диаграмма остается такой же, как и при симметричной нагрузке (рис. 6-2).

а) б)

 

Рис. 6-3. Векторная диаграмма напряжений и токов при несимметричной нагрузке:

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода

 

При обрыве нейтрального провода нормальный режим работы трехфазной установки нарушается: фазные токи изменяются и устанавливаются такими, чтобы сумма ихстала равной нулю. Это приводит к искажению симметрии фазных напряжений ("перекос напряжений"), в результате чего приемники окажутся под напряжениями отличающимся от номинального значения фазного напряжения. Недопустимость такогорежима вынуждает обращать внимание на целость нейтрального провода и не допускать применения в нем злектрических аппаратов, которые могут вызвать его отклонение от нейтральной точки приемников. Соотношение (6.6) нарушается. Токи и напряжения на фазах будут несимметричны (рис.6-3, б).

Симметричность линейных напряжений не нарушается (рис.6-3,б) так как отключение нейтрального провода, так же как и изменение нагрузки, не влияет на потенциалы точек А, В, С.

При обрыве линейного провода (например С) приемники данной фазы остаются без энергии, а приемники двух других фаз (A и В) продолжают получать питание от неповрежденных проводов трехфазной системы. При наличии нейтрального проводадля приемников,присоединенных к неповрежденным линейным проводам (А и В), обрывчужого линейного провода (С) практически не ощущается,т.е. напряжения UAи UB остаются неизменными , а ток в нейтральном проводеопределится геометрической суммой токов двух фаз (рис.6-4)

 

IN = IA + IB(6.11)

Рис. 6-4. Векторная диаграмма токов и напряжений при обрыве фазы С

 

При отсутствии нейтрального провода фазные напряжения на зажимах обоих последовательно соединенных приемников пропорциональны величинам их полных сопротивлений , а. при преобладании в одной фазе индуктивной , ав другой емкостной нагрузки может возникнуть резонанс напряжений , сопровождающийся установлением повышенных напряжений на зажимах приемников и резким увеличением тока.

Векторную диаграмму напряжений трехфазных цепей строят циркулем по опытным данным методом засечек, для чего сначала вычерчивают треугольник ли-нейных напряжений UАВ , UВС , UСА затем из соответствующих его вершин радиусами, равными фазным напряжениям UA , UВ , UC описывают дуги, пересечение которых определяют точку, являющуюся началом векторов фазных напряжений. Для построения векторной диаграммы токов нужно под углами jа , jb , jc к векторам фазных напряжений UA , UВ , UC провести векторы фазных токов IA , IB , IC.

Активная мощность всехприемников, соединенных звездой, определяется как сумма активных мощностей отдельных ее фаз.

 

P =PФА+РФВ+РФС =UAIAcos jA+UBIBcos jB+UCICcos jC(6.12)

 

где cos jA = cos jB = cos jC = cos j =1, при чисто активной нагрузке.

При симметричном режиме трехфазной системы активная мощность может быть найдена из выражения:

 

P =3UФIФ cos j(6.13)

При отсутствии нейтрального провода активная мощность трехфазной системы может быть выражена так:

 

Р =РАС+РВС=UACIAcos(UAC^IA)+UBCIBcos(UBC^IB) (6.14)

 

и измерена двумя однофазными ваттметрами (рис.6-5) , из которых ваттметр WAC показывает первое слагаемое формулы (6.l4), а ваттметр WBC - второе. Алгебраическая сумма показаний этих ваттметров дает активную мощность всех приемников, присоединенных к трехфазной сети.

 

Рис. 6-5. Схема измерения активной мощности в трехфазной сети двумя однофазными ваттметрами

 








Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 1005;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.