Главная Обратная связь

Дисциплины:






Составление расчетной электрической схемы.



В соответствии с номером варианта составляется схема замещения трехфазной цепи, которая может быть изображена в виде линейной или лучевой схемы. Фазы приемников должны быть обозначены согласно общепринятым правилам. На схеме необходимо указать фазные и линейные напряжения и токи.

Примечание:в табл. 4 символы Y или Yо обозначают соединение по схемам звезда или звезда с нейтральным проводом, Δ – соединение треугольником.

2. Расчет напряжений и токов ведется в символической форме, как в задаче 2.

Выражения мгновенных значений ЭДС каждой фазы трехфазного источника (генератора или трансформатора)имеют вид:

eA(t)=Emsin(ωt),

eB(t)=Emsin(ωt-2 π /3),

eC(t)= Emsin(ωt-4 π/3)=Emsin(ωt+2 π /3).

Им соответствуют волновые диаграммы фазных ЭДС, показанные на рис. 10.

Рис. 10

В комплексной форме записи ЭДС каждого фазы обычно записываются как:

Порядок, в котором фазные ЭДС проходят через одинаковые значения, например через положительные максимумы, называют последовательностью фаз, или порядком чередования фаз.

На рис. 11, а изображена векторная диаграмма фазных ЭДС для прямого чередования (АВС), а на рис. 11, б – для обратного чередования фаз (АСВ).

а) б)

Рис. 11

 

От порядка чередования фаз зависит направление вращения трехфазных асинхронных двигателей. У источников последовательность фаз никогда не меняется, но при распределении энергии возможно нарушение последовательности фаз.

Фазы трехфазного источника могут быть соединены по схеме «звезда» или по схеме «треугольник».

При соединении фаз «звездой» их концы (X, Y, Z) соединяют в общий узел 0 (или N) (рис. 12). К выводам присоединяют провода.

Провода, присоединенные к началам фаз (А, В, С), называют линейными, а к общей точке (0) - нулевым или нейтральным проводом.

Потенциалы точек A, B, C источника равны ЭДС соответствующих фаз:

 

Рис. 12

Напряжение между началом и концом фазы источника называют фазным напряжением, которое равно ЭДС соответствующий фазы:

Напряжения между началами фаз источника называют линейными напряжениями и находят как разность соответствующих фазных напряжений источника:

На рис. 13 представлена топографическая диаграмма и показаны векторы фазных и линейных напряжений источника при соединении его фаз «звездой».

Из рис. 13 видно, что векторы линейных напряжений образуют замкнутый треугольник. Они сдвинуты друг относительно друга на угол 120° и опережают соответствующие фазные напряжения на 30°. По величине действующее значение линейного напряжения боль-ше фазного напряжения в раз



UЛ= UФ,

Следовательно,

.

При соединении фаз источника по схеме «треугольник» конец одной фазы соединяют с началом другой (рис. 14).

При таком соединении фаз источника фазные напряжения равны соответствующим линейным напряжениям UЛ=UФ.

На практике обмотки фаз генератора соединяют звездой, у трансформатора – как звездой, так и треугольником.

Токи, протекающие по фазам источника или приемника, называются фазными токами IФ. Токи, протекающие по линейным проводам, называются линейными токами IЛ. Положительные фазные токи направлены от начала к концу фазы, а линейные токи - от источника к нагрузке.

Трехфазные цепи рассчитываются теми же методами, которые применялись для расчета однофазных цепей синусоидального тока.

 

 

Соединение фаз «звезда-звезда»

При соединении фаз источника и нагрузки по схеме «звезда - звезда» существуют четырехпроводная (рис. 15 - с нулевым проводом) и трехпроводная (рис. 16 - без нулевого провода) схемы.

Фазные напряжения приемника определяются, как разность потенциалов начал соответствующих фаз и нулевой точки приемника:

, , .

Линейные напряжения равны разности соответствующих фазных напряжений приемника:

При соединении фаз приемников по схеме «звезда» токи, протекающие по линейным проводам, равны токам в фазах приемника

IЛ =IФ.

Схема с нулевым проводом (рис. 15). Если сопротивление нейтрального провода (0'-0) равно нулю, то потенциалы нулевой точки источника и приемника равны между собой Ток, протекающий по этому проводу, обозначается I0.

Рис. 15

При неравномерной нагрузке фаз наличие нулевого провода обеспечивает независимость режима работы одной фазы от другой, так как фазные напряжения приемников равны соответствующим фазным напряжениям источника при любых нагрузках фаз:

Фазные токи определяются по закону Ома: .

Ток нейтрального провода для схемы рис. 3.6 определяется согласно первому закону Кирхгофа как сумма фазных токов:

В частном случае, при симметричной нагрузке фаз приемника (Zа= Zb = Zc) ток нулевого провода будет равен нулю:

Схема без нулевого провода. Потенциал нейтральной точки приемника в схеме без нейтрального провода отличается от потенциала нулевой точки источника (рис. 16). Разность этих потенциалов называется напряжением смещения нейтрали .

Рис. 16

Его определяют по методу двух узлов:

Фазные токи определяются по закону Ома:

Фазные напряжения приемников отличаются от соответствующих фазных напряжений источника на величину напряжения смещения нейтрали:

На примере фазы b:

Линейные напряжения при любом распределении нагрузок между фазами сохраняют симметричный характер и остаются неизменными.

В частном случае при симметричной нагрузке фаз приемника (Zа= Zb = Zc), напряжение смещения нейтрали равно нулю, а фазные напряжения приемников равны фазным напряжениям источника, как и в схеме с нейтральным проводом.

Таким образом, в симметричной трехфазной системе нулевой провод оказывается лишним.

Соединение фаз «звезда-треугольник»

Соединении фаз нагрузки по схеме «треугольник» (рис. 17) обеспечивает независимую работу фаз друг от друга, так как к фазам подводятся непосредственно линейные напряжения источника, то есть линейные напряжения равны соответствующим фазным напряжениям приемников:

UЛ ист = UФ пр.

Линейные напряжения одинаковы по модулю и сдвинуты друг относительно друга по фазе на 120°. Учитывая это, можно записать:

 

Рис. 17

Фазные токи определяются по закону Ома: .

Линейные токи рассчитываются с помощью первого закона Кирхгофа:





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...