Симметричная нагрузка приемника
При симметричной системе напряжений и симметричной нагрузке, когда Za = Zb = Zc, т.е. когда Ra = Rb = Rc = Rф и Xa = Xb = Xc = Xф, фазные токи равны по значению и углы сдвига фаз одинаковы
Ia = Ib = Ic = Iф = Uф / Zф,
φa = φb = φc = φ = arctg (Xф/Rф).
Построив векторную диаграмму токов для симметричного приемника, легко установить, что геометрическая сумма трех векторов тока равна нулю: İa + İb + İc = 0. Следовательно, в случае симметричной нагрузки ток в нейтральном проводе IN = 0, поэтому необходимость в нейтральном проводе отпадает.
Четырехпроводная трехфазная система передачи электрической энергии. Несимметричная нагрузка. Роль нулевого провода. Векторные диаграммы напряжений и токов в случае симметричной и несимметричной нагрузки.
Чтобы в трехфазной системе можно было одновременно пользоваться двумя различными напряжениями применяютчетырехпроводную систему электроснабжения. Четырехпроводная линия трехфазной системы имеет четыре провода: три линейных, по которым протекают линейные токи IA, IB, IC и один нулевой (нейтральный) провод, предназначенный для поддержания одинаковых значений фазных напряжений на всех трех фазах потребителя. По нулевому проводу может протекать уравнительный ток IN, называемый нулевым или нейтральным током.
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 / Zc .
В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в нейтральном проводе:
İN = İa + İb + İc = İA + İB + İC.
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.
Векторная диаграмма напряжений четырехпроводной трехфазной цепи:
Благодаря нейтральному проводу, каждая фаза нагрузки оказывается включенной на фазное напряжение генератора, которое практически не зависит от величины тока нагрузки, так как внутреннее падение напряжения в фазе генератора незначительно. Поэтому напряжение на каждой фазе нагрузки будет практически неизменным при изменениях нагрузки.
|
|
|
Векторную диаграмму токов для симметричного приемника (рис. 3.8), геометрическая сумма трех векторов тока равна нулю: İa + İb + İc = 0. Следовательно, в случае симметричной нагрузки ток в нейтральном проводе IN = 0, поэтому необходимость в нейтральном проводе отпадает.
Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке приведена на рис.:
Трехфазная электрическая цепь с соединением фаз по схеме треугольник. Соотношения между фазными и линейными напряжениями токами. Векторные диаграммы для напряжений и токов. Схема с несимметричной нагрузкой.
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 ∆ ).
Ė A = Ú AB + Úab; Ė B = Ú BC + Ú bc ; Ė C = Ú CA + Ú ca
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 / Ẕab;
İbс = Úbс / Ẕbс;
İсa= Úсa / Ẕсa.
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.
На векторной диаграмме фазные токи отстают от фазных напряжений на угол φ (полагаем, что фазы приемника являются индуктивными, т.е. φ > 0°). Линейный ток İA отстает по фазе от фазного тока İab на угол 30°, на этот же угол отстает İB от İbс, İC от İсa.
Таким образом, при соединении треугольником линейный ток IЛ = √3 IФ,
Угол сдвига по фазе φ = arctg (XФ / RФ).
Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 229; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!