Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2021-04-18 | 83 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Источниками электрической энергии в трехфазных цепях являются трехфазные генераторы, создающие, как правило, симметричную систему э. д. с., мгновенные значения которых можно записать в виде:
, (4.3)
где начальная фаза э. д. с. е 1принята равной нулю. Векторная диаграмма играфики мгновенных значений этих э.д.с. приведены на рис. 4.2.
Порядок, в котором э.д.с. проходят через одинаковые значения, например через положительные максимумы, называют последовательностью фаз или порядком чередования фаз. Впоказанной на рис. 4.2 системе э.д.с. положительный максимум наступает сначала впервой фазе, затем во второй, а затем втретьей. Такой порядок следования фаз называют прямым (1, 2, 3). Если на рис. 4.2 поменять 'местами векторы Em 2 и Ет3, то порядок следования фаз будет обратным (1, 3, 2).
Следует отметить, что в трехфазных электрических цепях первую фазу обычно называют фазой A, вторую — фазой В, атретью — фазой С. При этом у всех электрических величин, относящихся кгенератору трехфазной э.д.с., ставят индексы А, В,
C, a y всех электрических величин, относящихся к нагрузке, ставят индексы а, Ь, с. Начала фаз генератора обозначают большими буквами А, В, С, а концы фаз — X, Y, Z. Начала и концы фаз потребителя обычно обозначают малыми буквами соответственно α, Ь, с и х, у, z.
Фазы нагрузки трехфазной цепи соединяют в виде звезды (рис. 4.3) или в виде треугольника (рис. 4.4), а фазы генератора, как правило, соединяют в звезду, так как при соединении этих фаз
в треугольник возможно возникновение так называемых уравнительных токов в обмотках (фазах) генератора. Эти токи не будут возникать только тогда, когда суммарная э. д. с. фаз генератора будет равна нулю, что возможно только при полной симметрии э. д. с. фаз генератора. Для этого необходимо выполнить обмотки фаз генератора совершенно одинаковыми, что практически невозможно. Поэтому при соединении фаз генератора в треугольник внутри него возникает некоторая суммарная э. д. с., отличная от нуля. А так как сопротивления обмоток обычно малы, то даже при небольшой величине суммарной э. д. с. в обмотках генератора величина тока будет значительной.
|
Трехфазный генератор соединяется с нагрузкой четырьмя ли-нейными проводами (см. рис. 4.3) либо тремя (см. рис. 4.4). Общие точки генераторов 0 и потребителей 0' называют нулевыми (нейтральными) точками. Провод, соединяющий эти точки, называют нулевым или нейтральным проводом.
Напряжения между нейтральными точками и зажимами фаз, а также токи в фазах генераторов и потребителей называют фазными. Напряжения между линейными проводами, а также токи в этих проводах называют линейными.
Для установления зависимостей между линейными и фазными напряжениями в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки звездой рассмотрим векторную диаграмму, приведенную на рис. 4.5. Так как система симметрична, то действующие напряжения:
. (4.4)
Из векторной диаграммы видно, что
или (4.5)
т. е. в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз звездой действующие линейные напряжения в раз больше действующих фазных напряжений. Благодаря этому в четырехпро-
водной трехфазной электрической цепи имеется возможность дать потребителям два различных напряжения — линейное или фазное. Из рис. 4.3 видно, что в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки звездой фазные токи равны линейным, т. е.
(4.6)
При этом сумма комплексных токов равна нулю:
,
так как система токов является симметричной. Поэтому ток в нулевом проводе I 0 равен нулю, т. е. цепь может быть трехпроводной.
Для установления зависимостей между линейными и фазными величинами в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки треугольником воспользуемся схемой цепи, приведенной на рис. 4.4, из которой видно, что при рассматриваемом соединении фаз нагрузки линейные напряжения равны фазным:
|
. (4.7)
Для установления зависимостей между линейными и фазными токами применим первый закон Кирхгофа к точкам α, b, с рассматриваемой схемы:
где — комплексные токи в линейных проводах;
— комплексные токи в фазах треугольника нагрузки. Для симметричной системы фазных и линейных токов уравнениям (4.8) соответствует векторная диаграмма, приведенная на рис. 4.6, из которой видно, что
откуда
. (4.9)
т. е. в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки треугольником линейный ток в раз больше фазного.
МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ
Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз:
P, (4.10)
где U и I — действующие напряжение и ток в фазах;
φ — сдвиг фаз между напряжениями и токами в фазах. В симметричной трехфазной цепи суммарная активная мощность равна утроенной активной мощности одной фазы:
Р=ЗРф = 3U ф I ф cosφ ф. (4.11)
Если фазы нагрузки соединены звездой, то, учитывая соотношения (4.5) и (4.6), получим
P
Если фазы нагрузки соединены треугольником, то, учитывая выражения (4.7) и (4.9), получим
.
Таким образом, в симметричной трехфазной цепи независимо от схемы соединения фаз нагрузки активная мощность определяется одним и тем же выражением
(4.12)
где φф — сдвиг фаз между фазными напряжениями и токами.
Реактивной мощностью трехфазной цепи принято считать сумму реактивных мощностей фаз:
. (4.13)
В симметричной трехфазной цепи суммарная реактивная мощность равна утроенной реактивной мощности одной фазы:
. (4.14)
Полная мощность трехфазной цепи определяется выражением
, (4.15)
где Р и Q — активная и реактивная мощности цепи.
Для симметричной трехфазной цепи полная мощность
(4.16)
Мгновенная мощность трехфазной цепи равна сумме мгновенных мощностей фаз. Можно показать [20], что в симметричной трехфазной цепи эта мощность постоянна и равна активной мощности.
|
Многофазные цепи, в которых мгновенная мощность постоянна, называют уравновешенными.
Для измерения активной мощности в несимметричной трехфазной цепи с нейтральным проводом необходимы три ваттметра (рис. 4.7). Суммарная активная мощность такой цепи равна сумме показаний трех ваттметров.
При отсутствии нейтрального провода активная мощность может быть измерена с помощью двух ваттметров (рис. 4.8). Чтобы показать это, преобразуем выражение комплексной мощности трехфазной цепи
.
Исключив из этого выражения , получим
В соответствии с этим выражением при измерении активной мощности двумя ваттметрами к одному из них подводится напряжение U ас и ток ia, а ко второму — напряжение UBc и ток 1В. Показания ваттметров складываются алгебраически. При этом следует иметь в виду, что если стрелка одного ваттметра отклоняется по шкале в противоположную сторону, то следует изменить на обратное направление напряжения или тока через этот ваттметр. Его показание берут со знаком «минус».
В симметричной трехфазной цепи с нейтральным проводом суммарную активную мощность на нагрузке можно измерить одним ваттметром (рис. 4.9), умножив его показание на три.
Для измерения активной мощности в симметричной трехфазной цепи при отсутствии нейтральной точки можно воспользоваться схемой, приведенной на рис. 4.10, где параллельная цепь
ваттметра и два добавочных сопротивления r д, равные по величине сопротивлению параллельной цепи ваттметра, образуют искусственную нейтральную точку О,
РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ
Наиболее простым является расчет симметричной трехфазной электрической цепи при соединении фаз источника и нагрузки звездой (см. рис. 4.3). Вэтом случае расчет трехфазной цепи сводится по существу к расчету одной фазы, т. е. к расчету однофазной цепи. Так как потенциал нулевых точек источника ипотребителя 0 и 0 ' (см. рис. 4.3) в симметричной цепи равны между собой, то сопротивление линейного нейтрального провода можно не учитывать. При этом каждую из фаз можно представить в виде однофазной электрической цепи, схема которой приведена на рис. 4.11, где е — э.д.с. фазного источника, ZBH, ZH и ZЛ — внутреннее сопротивление источника э.д.с., сопротивление нагрузки и сопротивление линейного провода, и и ин — напряжения на зажимах источника э. д. с. и на нагрузке.
|
Взадачах на расчет цепи обычно заданными являются величины э. д. с. источников и величины всех сопротивлений, а неизвестными — токи и напряжения на отдельных участках цепи. Рас-чет цепи удобнее вести с помощью закона Ома в комплексной форме.
При этом для рассматриваемой цепи получим
(4.17)
где .
Если в симметричной трехфазной цепи фазы нагрузки соединены в треугольник, то при расчете таких цепей целесообразно сначала преобразовать треугольник сопротивлений в звезду, а затем вести расчет,
При расчете несимметричных трехфазных цепей можно использовать общие методы расчета сложных цепей синусоидального тока, рассмотренные в разд. 3. Однако на практике для расчета таких цепей часто используют так называемый метод симметричных составляющих [20].
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!