![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Электрические параметры трехфазной электрической сетиРасчет трехфазных цепей Рассмотрим конкретные соединения нагрузки.
Пусть фазы источника и нагрузки соединены звездой с нейтральным проводом (рис1,а)). При таком соединении нагрузка подключена к фазам источника двумя проводами и, если пренебречь сопротивлением проводов, то
Так как при соединении звездой фазы генератора соединены последовательно с фазами нагрузки, линейные токи одновременно являются и фазными токами как в фазах генератора, так и в фазах нагрузки: Iл =Iф. Ток в нейтральном проводе можно определить по закону Кирхгофа для нейтральной точки нагрузки. Он равен векторной сумме фазных токов:
Выражения 1 и 2 для четырехпроводной системы справедливы всегда. В случае симметричной нагрузки комплексные сопротивления нагрузки каждой фазы равны между собой Zа=Zв=Zс=Z . (3) Подставив в выражение (2) выражения для фазных токов (1) и учитывая (3) получим:
Векторные диаграммы для симметричной и несимметричной нагрузки в системе с нейтральным проводом приведены на рис. 1 б) и в). Построение векторных диаграмм в четырехпроводной системе начинают с построения фазных напряжений генератора, которые образуют симметричную систему напряжений. При симметричной нагрузке токи во всех фазах одинаковы и смещены по отношению друг к другу на 120 . Их модули или действующие значения можно определить как
Соединение звездой без нейтрального провода (трехпроводная система). В этом случае нейтральные точки генератора и нагрузки не соединены и следовательно между ними может возникнуть разность потенциалов. Его можно определить по методу двух узлов, перестроив для наглядности схему рис. 2 а). В традиционном для теории электрических цепей начертании она будет иметь вид рис. 2 б). Отсюда
С другой стороны по второму закону Кирхгофа для схемы (рис.2,б)
В случае симметричной нагрузки В случае несимметричной нагрузки сначала определяется напряжение смещения нейтрали
При отсутствии нейтрального провода
Рис 3. опережает напряжение
Рис 4. четырехпроводной схеме, причем в нулевой провод никогда не включают предохранители. Таким образом, роль нулевого провода сводится к сохранению симметрии напряжений на нагрузке. Рассмотрим пример расчета трехфазной системы при соединении нагрузки звездой без нейтрального провода. Схема представлена на рис.5 Uл=220 В. Ra= 10 Ом, Rb=6 Ом, Xb=8 Ом, Xc=10 Ом. Определить фазные токи. Расчет будем проводить символическим методом. Определим фазные напряжения генератора.
Определим комплексные сопротивления нагрузки.
Определим комплексные проводимости нагрузки.
Находим напряжение смещения нейтрали
= Рассчитываем фазные напряжения нагрузки.
Из расчетов видно, что напряжения на нагрузки несимметричны, вместо 127 В в фазе А 214 В. Рассчитываем фазные токи.
Проверка
При этом фазы нагрузки оказываются подключенными на линейные напряжения. Фазные токи находятся по закону Ома.
а линейные токи по первому закону Кирхгофа для узлов треугольника
Если пренебречь сопротивлением линейных проводов, то напряжения фаз приемника будут равны напряжениям источника. В этом случае фазы приемника независимы друг от друга, т. е. изменение сопротивления в какой-либо одной фазе приемника вызывает изменение тока этой фазы и Несимметрия нагрузки практически не влияет на систему напряжений фаз генератора в том случае, если мощность нагрузки весьма мала по сравнению с мощностью генераторов (или сети электроснабжения), т. е. тогда, когда рассматривается система с источником бесконечно большой мощности.
Мощность трехфазных цепей. Трехфазную цепь можно рассматривать как цепь синусоидального тока с тремя источниками энергии, поэтому комплекс полной мощности трехфазной цепи складывается из комплексов фазных мощностей.
Активная мощность складывается из трех активных мощностей фаз, а фазная активная мощность равна При симметричной нагрузке активная мощность трехфазной системы равна Обычно в качестве паспортных данных для трехфазных приемников приняты линейные напряжения и токи. Поэтому мощности трехфазных приемников целесообразно выражать через линейные напряжения и токи. Обычно при таком условии индекс «л» у линейного напряжения и тока не указывают. Запишем выражение для активной мощности трехфазной симметричной системы через линейные величины : Для соединения звездой
Для соединения треугольником
Аналогично можно получить выражения для реактивной и полной мощностей. Таким образом, независимо от схемы соединения симметричной нагрузки имеем следующие выражения для мощностей: Следует помнить, что индекс у угла сдвига фаз между фазными напряжением и током также опускают. Сравним условия выделения мощности на симметричной нагрузке при переключении ее со звезды на треугольник. Для этого выразим выражение для мощности через линейное напряжение и фазное сопротивление нагрузки. Соединение нагрузки звездой
Соединение нагрузки треугольником
Таким образом, при переключении симметричной нагрузки со звезды на треугольник мощность увеличивается в три раза и линейный ток увеличивается в три раза. Следует отметить, что фазный ток увеличивается в
|