Расчёт цепей с различным типом нагрузок.

Трёхпроводная и четырёхпроводная системы.

Д/З. Попов В.С. Общая электротехника с ОЭ.§7.4,§7.5.

1Трёхфазные электрические цепи.

1.1.Соединение генератора и нагрузки звездой.

В зависимости от способа соединения обмоток генератора и нагрузки раз­личают соединения звездой и треугольником. Каждая фазная обмотка генератора имеет два вывода, которые условно называют началом и концом. За начало об­мотки принимается тот вывод, к которому направлена положительная ЭДС.

При соединении звездой концы всех фаз генератора соединяют в один узел.

Его называют нейтральным узлом или нейтральной точкой. Нейтральные точки генератора и нагрузки часто соединяют нейтральным (нулевым) проводом. Остальные провода, соединяющие обмотки генератора с приемником, называют линейными.

Рис.3. Схема трёхфазной цепи.

Напряжения и токи в фазах генератора и нагрузки называют фазными и обозначают: U_Ф, I_Ф.

Напряжения между линейными проводами и токи в них

называют линейными и обозначают U_Л, I_Л.

Из рис. 3. следует, что при соединении звездой I_Л = I_Ф.

Соотношения между линейными и фазными напряжениями при соединении звездой найдем из векторной диаграммы на рис.4.

Векторы фазных напряжений U _A, U_B и линейного напряжения U_AB образуют равнобедрен­ный треугольник с углами при основании 30°. Следовательно, при соедине­нии звездой линейное напряжение U_л = U_ф.

За положительное направление токов в линейных проводах принято направление в сторону потребителей, а в нейтральном проводе - в сторону источника.

Рис.4.

Векторная диаграммаСхе трёхфазной цепи.

Рассмотрим пример, который показывает, как влияет обрыв нейтрального провода на фазные напряжения при несимметричной нагрузке. Самой рас­пространенной несимметричной нагрузкой являются бытовые потребители (жилые дома). Для питания таких потребителей используют четырехпровод­ные сети с нейтральным проводом.

Обрыв нейтрального провода может при­вести к значительному увеличению или уменьшению напряжений отдельных фаз, что вызовет повреждение электрических приборов. Независимая работа фаз сети при несимметричной нагрузке обеспечивается нейтральным прово­дом с малым сопротивлением. Следовательно, нейтральный провод необхо­дим для получения симметричного напряжения при несимметричной нагруз­ке, включенной по схеме звезда.

Заключение.

1. Трехфазной называют совокупность трех однофазных цепей (фаз), в каждой из которых действует ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые

относительно друга на одинаковый угол, равный 120.

2. Передача и распределение электрической энергии осуществляются с по­мощью трехфазных цепей. Это объясняется следующими причинами:

- трехфазные цепи обеспечивают эффективную передачу электрической энергии на большие расстояния;

- мгновенная мощность симметричной трехфазной цепи постоянна;

- с помощью трехфазной цепи легко создать вращающееся магнитное поле, используемое в асинхронных двигателях.

 

3.При соединении звездой концы обмоток всех трех фаз объединяют в од­ну общую точку, называемую нейтральной.

2.2.Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи.

Ток в нулевом проводе равен нулю при строго симметричной нагруке.

Если нагрузка несимметричная, т.е.

Z_A≠ Z_B≠ Z_C,

то неравными будут и токи:

I_A≠ I_B≠ I_C.

Тогда на основе построения векторной диаграммы токов, нетрудно убедиться, что при симметричных фазных напряжениях ток в нулевом проводе не равен нулю: Таким образом, при симметрии фазных напряжений и несимметрии нагрузки в нулевом проводе есть ток.

Представим, что нулевой провод оборвался: I_N=0. При этом токи I_A, I_B, I_C должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась равной нулю:

I_A+ I_B+ I_C =0.

Но при заданных сопротивлениях нагрузки Z_A, Z_B, Z_C токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нулевого провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений.

Фазные напряжения становятся несимметричными.

Введем нулевой провод с пренебрежительно малым сопротивлением. Используя топографическую векторную диаграмму можно доказать, что нулевой провод обеспечит симметрию фазных напряжений при несимметричной нагруке.

Несимметрия фазных напряжений недопустима, так как приводит к нарушению нормальной работы потребителей, рассчитанных на определенное рабочее напряжение.

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: