Тема 4.2: Включение нагрузки в цепь трёхфазного тока.

Вопросы:

1. Трёх- и четырёхпроводные цепи.

2. Включение однофазных приёмников в трёхфазные цепи.

3. Симметричные и несимметричные трёхфазные приёмники.

4. Соотношения между линейными и фазными токами.

 

1. Трёх- и четырёхпроводные цепи.

 

 

Трёхфазные электрические цепи могут быть трёх- и четырёхпроводными

(рис. 4.5). В трёхпроводных цепях трёхфазные источники электроэнергии соединяют с приёмниками электроэнергии линейными проводами. Фазы источника могут быть соединены как, треугольником, так и звездой.

В четырёхпроводных цепях трёхфазный источник соединён с приёмниками четырьмя проводами (рис. 4.5, в): тремя линейными и одним нейтральным (нулевым). Фазы источника в четырёхпроводной цепи могут быть соединены только звездой.

2. Включение однофазных приёмников в трёхфазные цепи.

 

В трёхфазные цепи могут быть включены как трёхфазные так и однофазные приёмники. Однофазные приёмники присоединяют к разным линейным проводам. В результате такого соединения несколько однофазных приёмников образуют трёхфазный приёмник, фазы которого могут быть соединены звездой или треугольником (рис.4.6).

3. Симметричные и несимметричные трёхфазные приёмники.

Трёхфазные приёмники могут быть симметричными и несимметричными. Симметричным называют приёмник, у которого электрические параметры (R,L,C) во всех трёх фазах имеют одинаковые значения. Примером симметричного приёмника является трёхфазный электродвигатель. Примером несимметричного приёмника является сеть освещения, получающая питание от трёхфазного источника.

Симметричные приёмники могут получать питание от трёхфазной цепи.

Для несимметричных приёмников нужна четырёхпроводная цепь. Токи в фазах несимметричного приёмника имеют разные значения и по нейтральному проводу будет протекать ток . Отсутствие нейтрального провода при включении в трёхпроводную цепь несимметричных приёмников приводит к тому, что фазные напряжения у приёмника будут иметь разные значения. Такое изменение напряжения недопустимо; например, при осветительной нагрузке понижение напряжения на части ламп накаливания вызывает недостаточный их накал, а на других повышение напряжения приводит к перекалу и быстрому перегоранию ламп.

4. Соотношения между линейными и фазными токами.

Фазы приёмников также как и фазы источников могут соединяться между собой звездой (рис. 4.5, б, в) или треугольником (рис. 45.5,а).

Схемы соединения трёхфазных приёмников не зависят от схем соединения фаз источника. Основным условием, определяющим схему соединения приёмников, является соотношение между напряжением сети и номинальным напряжением приёмника. Приёмник должен включаться так, чтобы на зажимах однофазного приёмника или на выводах каждой фазы трёхфазного приёмника было напряжение, равное их номинальному фазному напряжению. Например, лампы освещения с номинальным напряжением 220 В включаются по схеме звезда с нейтральным проводом (рис. 4.6, а))при линейном напряжении в сети 380 В или по схеме треугольник (рис. 4.6, б) при линейном напряжении в сети 220В. Электродвигатель с номинальными напряжениями 220/380 В включается в сеть 220 В по схеме треугольник (Δ), а в сеть с напряжением 380 В по схеме звезда (Υ).

Линейным током называют ток, протекающий по линейному проводу.

Фазным током называют ток, протекающий по фазе.

Если фазы приёмника соединены звездой, то токи, протекающие в линейных проводах ( )и по фазам симметричного приёмника ( , при симметричной системе линейных напряжений являются, по существу, одними и теми же токами, т.е. можно считать, что при соединении фаз приёмника звездой

 

При соединении фаз приёмника треугольником линейные токи неравны фазным.

Для определения соотношения между линейными и фазными токами нужно построить векторные диаграммы этих токов (рис. 4.7).

У симметричного приёмника при симметричной системе линейных напряжений векторная диаграмма фазных токов представляет собой звезду векторов одинаковой длины, расположенных относительно друг друга под углами 120⁰

Векторную диаграмму линейных токов строят в соответствии с уравнениями, записанными в векторной форме по первому закону Кирхгофа:

для узла А на рис.4.5,а: ;

для узла В на рис. 4.5,а: ;

для узла С на рис. 4.5,а : .

В соответствии с записанными формулами определяют по правилу вычитания векторов положение векторов линейных токов на векторной диаграмме рис. 4.7).

Из треугольника, образованного векторами следует, что

.

Так как при симметричном приёмнике и симметричной системе линейных напряжений , то, следовательно,

при соединении фаз симметричного приёмника треугольником и симметричной системе линейных напряжений линейный ток больше фазного в , т.е.

 

 

Лекция 9