Лабораторная работа № 7. Трехфазные цепи с соединением нагрузки в звезду
Генерирование, передачи и потребление электрической энергии осуществляется, главным образом, посредством переменного трехфазного тока. Энергосистемы состоят из генераторов, ЛЭП, трансформаторов, электродвигателей и других потребителей. Упрощенная схема энергосистемы (рисунок 7.1) содержит генератор, фазные обмотки которого соединены в звезду. Нейтральную точку генератора N заземляют. При этом линия имеет четвертый, нейтральный провод. Фазы трехфазной нагрузки могут быть соединены в звезду или в треугольник. При соединении нагрузки звездой возможно подключение ее к трехфазной сети с использованием нейтрального провода или без него. Если нейтральная точка приемника подключена к нейтральному проводу, то такая система называется четырехпроводной (рисунок 7.2). При подключении нагрузки только к линейным проводам получаем трехпроводную систему (рисунок 7.2б). Электродвижущие силы ЕА, ЕВ, ЕС наводимые в фазных обмотках генератора, напряжения на фазах приемника UА, UВ, UС, сопротивление фаз приемника ZА, ZВ, ZС , а также токи в них IА, IВ, IС называют фазными (EФ, UФ, ZФ, IФ). Напряжение между линейными проводниками UАВ, UВС, UСА и токи в них IА, IВ, IС называют линейными (U^, I^). При соединении фаз нагрузки звездой линейные токи равны фазным . (7.1)
а)
а
А
В б)
С N Рисунок 7.1 – Схема соединения обмотки генератора звездой (а);схема трехфазной цепи (б)
Рисунок 7.2 а – Четырехпроводная цепь; Рисунок 7.2 б – Трехпроводная цепь
Трехфазный генератор обеспечивает симметрическую систему фазных э.д.с. и напряжений. Здесь э.д.с. и напряжения: имеющие одинаковые действующие значения, сдвинуты по фазе относительно друг друга на 1/3 периода (120°) (рисунок 7.3а) В векторной диаграмме (рисунок 7.3б) использованы соотношения между линейными и фазными напряжениями.
(7.2)
На практике чаще используют диаграмму (рисунок 7.3в). В симметричной системе напряжений, для которой
; ,
и линейные и напряжения связаны с фазными соотношениями, которое следует, например, из треугольника ANB
. (7.3)
В практических задачах обычно используют напряжения питающей сети, а не самого генератора. При этом для упрощения считают, что напряжение сети, также как и генератора не зависят от нагрузки и симметричны, за номинальное напряжение трехфазной сети принимают линейное UЛ. Фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, симметричны только в случае четырехпроводной системы при очень малом сопротивлении нейтрального провода, либо в случае равенства фазных комплексных сопротивлений нагрузки (ZA = ZB = ZC) в трехпроводной системе. В четырехпроводной системе токи фаз нагрузки в комплексной форме
; ; , (7.4)
где – комплексные действующие значения фазных напряжений нагрузки.
а б
в Рисунок 7.3 ; ; , (7.5)
где – комплексные сопротивления фаз нагрузки. Ток в нейтральном проводе
(7.6)
Векторная диаграмма напряжений и токов (рисунок 7.4а) соответствует чисто активной нагрузке в фазе А, В, С. Диаграмма приведенная на рисунке 7.4б для случая, когда в фазе А активно-индуктивная нагрузка, в фазе В – чисто активная нагрузка, в фазе С – активно-емкостная нагрузка.
а б Рисунок 7.4 – Векторная диаграмма напряжения и токов четырехпроводной системы: симметричный режим (а), несимметричный режим (б)
При симметричной нагрузке токи фаз равны по величине ( ) и сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений на один и тот же угол ( ), то есть составляют симметричную систему векторов (рисунок 7.7, а). при этом ток в нейтральном проводе отсутствует (IN = 0) и необходимость в нем отпадает. Поэтому симметричные приемники включают в трехфазную сеть посредством трехпроводной линии, а расчет проводят для одной фазы. Активную мощность трехфазной нагрузки в общем случае определяют суммированием активных мощностей отдельных фаз
, (7.7)
где ; ; . (7.8) Для симметричной нагрузки
,
Следовательно
. (7.9) Активная мощность трехфазного приемника может быть измерена однофазным ваттметром (схемы одного рисунок 7.5, двух или трех ваттметров) или одним трехфазным. Рисунок 7.5 – Схема измерения активной мощности одним ваттметром
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (315)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |