Какой вид соединения трехфазной цепи называется звездой: Соединение трехфазной цепи звездой — Морской флот

Содержание

Соединение трехфазной цепи звездой — Морской флот

Читайте также:

Анализ участка схемы с последовательным соединением и – элементов
Анализ цепей с параллельным соединением элементов и их решение.
Анализ цепей с последовательным соединением элементов и их решение. Активное, реактивное и полное сопротивление ветви.
В нормах учтены затраты на установку аппаратуры, присоединение к электрочасам жил кабелей и проводов, установку подставки под механизм башенных часов.
В. №22. Понятие трехфазной системе электрических цепей. Получение трехфазной системы ЭДС.
В. №23. Соединение обмоток генератора и фаз приемника звездой.
В. №24. Соединение обмоток генератора и фаз приемника треугольником.
В. №27. Мощность трехфазной системы.
Вопрос 17. Региональное управление в XVII веке, присоединение новых территорий
Воссоединение Гонконга и Макао с Китаем
ВОССТАНАВЛИВАЕМАЯ СИСТЕМА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
Встречно-параллельное соединение

Первый закон Кирхгофа.

Билет 18

а) Первый закон Кирхгофа

В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю

где m – число ветвей подключенных к узлу.

При записи уравнений по первому закону Кирхгофа токи, направленные к узлу, берут со знаком «плюс», а токи, направленные от узла – со знаком «минус».

Например, для узла а :

Рис.50.1. Схема соединения трехфазной сети «звездой»

При соединении обмоток генератора «звездой » концы всех трех фаз x, y, z соединяются между собой, а от начал выводятся провода, отводящие энергию в сеть. Полученные таким образом три провода называютсялинейными, а напряжения между любыми двумя линейными проводами – линейными напряжениями Uл.

От общей точки соединения концов трех фаз ( нулевой точки ) может быть отведен четвертый провод, называемый нулевым. Напряжение между любым из трех линейных проводов и нулевым проводом называется фазным напряжением.Uф.

При соединении «звездой», соотношения между линейным и фазным напряжениями равны:

При соединении «звездой», соотношения между линейным и фазным токами

Государственный стандарт предусматривает Uл = 380 В, Uф = 220 В

Дата добавления: 2015-05-06 ; Просмотров: 553 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Цель работы: изучить зависимость между линейными и фазными токами в трехфазной цепи переменного тока при соединении звездой, рассчитать трехфазную цепь.

Система трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе на угол 120 0 , называется трехфазной электрической цепью.

Различают симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи. При симметричном режиме сопротивления трех фаз равны по величине и имеют одинаковый характер. При несимметричном режиме сопротивления фаз не равны друг другу, при этом токи и их фазные сдвиги будут различными.

Основное свойство симметричных трехфазных систем синусоидальных величин заключаются в том: что алгебраическая сумма их мгновенных значений в любой момент времени равна нулю.

Для получения трехфазной системы необходимо определенным образом соединить фазы источника энергии и фазы приемника. Возможны два основных способа соединения в трехфазной системе – соединение фаз источника энергии и приемника звездой и треугольником.

При соединении обмоток генератора звездой концы обмоток соединяют в одну точку, называемую нулевой точкой генератора.

При соединении обмоток генератора треугольником конец первой обмотки соединяют с началом второй, конец второй обмотки с началом третьей, а конец третьей обмотки с началом первой.

При соединении звездой от нулевой точки к потребителям энергии прокладывают нулевой (нейтральный) провод.

Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме фазных токов.

(1)

К потребителям энергии кроме нулевого прокладывают три линейных провода, которые соединяют с началами обмоток А, В и С. Такая система называется звездой с нулевым проводом (рис.1). Напряжения между линейными и нулевыми проводами (т.е. между началом и концом обмоток генератора) называют фазными напряжениями и обозначают U_А, U_В, U_С (в общем виде U_ф). Напряжения между линейными проводами (т.е.между началами обмоток) называют линейными напряжениями и обозначают U_АВ, U_ВС, U_СА (в общем виде U_л).

Действующие значения линейных напряжений равны разностям действующих значений соответствующих фазных напряжений:

; (2)

В трехфазной четырехпроводной системе линейные напряжения больше фазных в раз, линейные и фазные токи равны:

; . (3)

Для построения векторной диаграммы вначале необходимо выбрать масштаб для напряжения и тока. Затем отложить векторы фазных напряжений U_А, U_В, U_С, сдвинутые друг относительно друга на 120 0 . Далее строим вектор первого фазного тока I_А под углом φ_А (в зависимости от характера нагрузки). Аналогично строятся векторы I_В и I_С. Для определения тока в нулевом проводе I_{необходимо геометрически сложить векторы I_А, I_В и I_С.}

Мощность трехфазной цепи равна сумме мощностей отдельных фаз, т.е.

; . (4)

Активная и реактивная мощность первой фазы приемника соответственно

, (5)

где U_А и I_А – напряжение и ток первой фазы приемника;

φ_А – угол сдвига фаз между напряжением U_А и током I_А.

Аналогично определяются активные и реактивные мощности второй и третьей фазы.

Пример решения задачи:

В четырехпроводную сеть включена несимметричная нагрузка, соединенная в звезду (рис.2). Линейное напряжение U_ном=380 В. В фазе А – активное сопротивление R_A=8 Ом и емкостное сопротивление X_A=6 Ом, в фазе В – активное сопротивление R_В=3 Ом и индуктивное сопротивление X_B=4 Ом, в фазе С –активное сопротивление R_C=11 Ом. Определить токи в фазах и начертить векторную диаграмму цепи. Из векторной диаграммы графически найти ток в нулевом проводе.

Решение: Фазное напряжение .

Токи в фазах: ;

;

Углы сдвига фаз в каждой фазе:

; ;

; , так как в фазе С есть только активное сопротивление.

Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1см = 10 А и напряжению 1см = 40 В. Построение диаграммы начинаем с построения векторов фазных напряжений U_А, U_В, U_С (рис.3), располагая их под углом 120 0 друг относительно друга. В фазе А угол сдвига фаз φ_А отрицательный, т.е. ток I_A опережает фазное напряжение U_A на угол . В фазе В угол сдвига фаз φ_В положительный, т.е. ток отстает от фазного напряжения U_В на угол . В фазе Сток и напряжение U_С совпадают по фазе, так как . Ток в нулевом проводе I_{равен геометрической сумме трех фазных токов. Измеряя длину вектора I_{, получаем 4,5 см, поэтому I_{= 45 А (рис.4).}}}

Ход выполнения работы:

· Согласно варианту перечертить таблицу №1 для схемы соединения звездой.

· Нарисовать схему трехфазной цепи для своего варианта.

· Рассчитать параметры трехфазной цепи, полученные данные занести в таблицу 1.

· Построить векторную диаграмму с учетом масштаба по току и напряжению.

· Графически определить ток в нулевом проводе.

· Ответить на контрольные вопросы:

1. Какая электрическая цепь называется трехфазной?

2. Что называют схемой соединения звездой?

3. Запишите формулы для определения линейных напряжений и токов в трехфазной цепи, соединенной звездой.

4. Как определяется мощность трехфазной цепи?

№ вар.

№ рис.

U_ном

R_А

R_В

R_С

X_А

X_В

X_С

I_А

I_В

I_С

P_А

P_В

P_С

Q_А

Q_В

Q_С

Ом

Вт

Вар

№ вар.

№ рис.

U_ном

R_А

R_В

R_С

X_А

X_В

X_С

I_А

I_В

I_С

P_А

P_В

P_С

Q_А

Q_В

Q_С

Ом

Вт

Вар

Практическая работа №8

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Цель работы: Исследовать трехфазную цепь с нагрузкой, соединенной по схеме «звезда» с нейтральным и без нейтрального провода.

Подготовка к работе

1. Изучить тему «Трехфазные цепи» по литературе [1, § 2.1, 2.2, 2.4; 3, § 3.1, 3.2, 3.4] и по конспекту лекций.

2. Ознакомиться с описанием лабораторной работы.

1) Что называется трехфазной цепью синусоидального тока?

2) Схемы, основные соотношения, достоинства и недостатки при соединении потребителей (приёмников) в трехфазных цепях по схеме «звезда» с нейтральным проводом и без нейтрального провода?

3) Симметричная и несимметричная нагрузка в трехфазных цепях;

4) Назначение нейтрального провода. Как можно определить ток в нейтраль-ном проводе?

5) Как связаны линейные токи и напряжения с их фазными значениями в трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «звезда»?

6) Активная, реактивная и полная мощности в трехфазных цепях синусоидального тока.

4. Подготовить протокол отчета.

Сведения из теории

Трехфазной цепью синусоидального тока называют совокупность трех однофазных цепей, в каждой из которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой амплитуды и частоты, но имеющие сдвиг по фазе относительно друг друга на угол 120º.

Источником электрической энергии в трехфазной цепи является синхронный генератор, имеющий три одинаковые обмотки (фазы), сдвинутые в пространстве на угол 120º, расположенные на статоре. Начала обмоток фаз обозначают А, В, С, концы — Х, Y, Z соответственно. При вращении ротора, который представляет собой электромагнит постоянного тока, в обмотках статора будут индуцироваться переменные ЭДС, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120º (2p/3).

где Е_m — амплитудное значение ЭДС фаз генератора.

Если ЭДС трех фаз равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на угол 120°, то такую систему называют симметричной трехфазной системой. Для нее характерно, что мгновенные значения ЭДС в определенный момент времени

Для источников и приемников трехфазной цепи существуют две схемы соединений: звездой и треугольником.

При соединении генератора звездой концы обмоток генератора объединяют в общую точку, называемую нейтральной, обозначают ее буквой N (рисунок 4.1).

При соединении трехфазного потребителя звездой концы фаз потребителя объединяют в общую точку, называемую нейтральной точкой нагрузки, и обозначают n (рисунок 4.1).

Начала фаз потребителя и генератора объединяют проводами, называемыми линейными. Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и потребителя, называют нейтральным. Полученную схему (рисунок 4.1) называют «звезда»–«звезда» с нейтральным проводом (четырехпроводная трехфазная).

Рисунок 4.1 — Схема трехфазной цепи «звезда»–«звезда» с нейтральным проводом

Токи, протекающие по линейным проводам, называют линейными токами и обозначают I_A, I_B, I_C или I_л. За положительное направление условно принимают направление от генератора к нагрузке.

Ток, протекающий по нейтральному проводу, обозначают I_N. Его положительное направление принято от нагрузки к генератору (от точки N к точке n).

Напряжение между линейными проводами (между началом фаз) называют линейным, обозначают при помощи двух индексов: (рисунок 4.1).

Напряжение между нейтральной точкой и концом фазы называют фазным. Обозначают фазное напряжение генератора — , фазное напряжение потребителя — . обозначили всю совокупность комплексного сопротивления потребителей, включенных в каждую фазу. Потребители определяют фазные токи . Из схемы (рисунок 4.1) видно, что при соединении потребителя по схеме звезда линейные токи равны фазным токам, т. е. I_л= I_ф.

Согласно первому закону Кирхгофа, .

Сопротивления линейных проводов и нейтрального провода малы и ими можно пренебречь. Тогда линейные напряжения генератора примерно равны линейным напряжениям потребителей.

Согласно второму закону Кирхгофа,

т. е. линейное напряжение равно векторной разности соответствующих фазных напряжений.

Для симметричного источника векторная диаграмма напряжений имеет вид как на рисунке 4.2, а.

Из векторной диаграммы следует, что U_л= U_ф.

При анализе режима работы трехфазной цепи исходим из того, что трехфазный источник является симметричным. Следовательно, при принятом предположении о сопротивлениях линейных и нейтрального проводов, система фазных напряжений потребителя при соединении «звезда» с нейтральным проводом симметрична, поэтому

С учетом сказанного векторная диаграмма напряжений приёмника будет иметь такой же вид (рисунок 4.2, б), т. е. точки нейтрали генератора и приемника совпадут и напряжение между нейтралями генератора и потребителя U_nN=0.

Рисунок 4.2 — Векторные диаграммы:
а — напряжений генератора; б — напряжений и токов потребителя

Фазные токи зависят от суммарного сопротивления всех потребителей данной фазы. По направлению они могут совпадать со своим напряжением (нагрузка чисто активная), опережать свое напряжение (нагрузка активно-ёмкостная) и отставать от своего напряжения (нагрузка активно-индуктивная). Векторная сумма фазных токов равна току нейтрального провода I_N (рисунок 4.2).

Таким образом, нейтральный провод обеспечивает независимую работу потребителей в разных фазах. Например, потребители в одной из фаз можно выключить (обрыв фазы) или сделать короткое замыкание (аварийный режим), в других двух фазах напряжение останется номинальное, т. е. то, которое и было, то, на которое рассчитан потребитель.

Нагрузка, при которой все комплексные сопротивления фаз равны между собой: , — называется симметричной.

При симметричной нагрузке фазные токи тоже должны быть равны между собой и сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120º. В связи с этим векторная сумма токов должна быть равна нулю, и необходимость нейтрального провода отпадает.

Следует особо обратить внимание на то, что в случае отключения или выхода из строя нейтрального провода при несимметричной нагрузке фазные напряжения оказываются неравными друг другу, происходит так называемый «перекос фаз».

Причина в следующем: в трехпроводной трехфазной цепи при любом режиме нагрузки векторная сумма фазных токов равна нулю, т. е.

При изменении сопротивления хотя бы в одной из фаз изменится величина соответствующего тока. А это приведет к изменению и остальных фазных токов согласно первому закону Кирхгофа. Но так как сопротивления в других фазах не изменялись, то согласно закону Ома (U = IZ) изменяются и напряжения, т. е. фазные напряжения на потребителе станут разными, отличными от номинальных. Между нейтральными точками генератора и потребителя появляется напряжение, называемое напряжением смещения нейтрали ( ).

На основании второго закона Кирхгофа фазные напряжения на потребителе будут равны векторной разности соответствующих фазных напряжений генератора и напряжения смещения нейтрали, т. е.

; ; .

Векторная диаграмма для случая несимметричной нагрузки при соединении потребителя по схеме «звезда» без нейтрального провода представлена на рисунке 4.3.

В связи с вышеизложенным соединение потребителей по схеме «звезда» без нейтрального провода используется лишь в том случае, если трехфазная нагрузка симметричная.

Рисунок 4.3 — Векторная диаграмма напряжений несимметричного режима работы цепи при соединении нагрузок звездой

Мощности трехфазного потребителя в общем случае можно определить как сумму мощностей всех фаз. При соединении приёмников звездой активная, реактивная и полная мощности определяются по формулам:

При симметричной нагрузке эти формулы упрощаются и записываются следующим образом:

Непосредственно измерить активную мощность трехфазной нагрузки можно с помощью трех ваттметров, включенных в каждую фазу (метод трех ваттметров) или с помощью двух ваттметров, включенных по току в две фазы и использующих линейное напряжение.

Трехфазные симметричные цепи в электротехнике (ТОЭ)

Содержание:

Трехфазные симметричные цепи:

Основными приемниками электрической энергии как по количеству, так и по установленной мощности являются электродвигатели, применяемые для приведения в движение рабочих машин. Трехфазные асинхронные двигатели — наиболее простые, надежные и дешевые. Повсеместное применение их обусловило бурное развитие трехфазных систем — производства, передачи и распределения электрической энергии. Для этой цели применяются трехфазные генераторы, трансформаторы, линии передачи, распределительные сети.

Общие сведения о трехфазных системах

Многофазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные э. д. с. одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе и создаваемые одним источником энергии. Соответствующая этому определению система из трех цепей называется трехфазной.

Трехфазная система э. д .с.

В трехфазном генераторе, в котором имеются три самостоятельные обмотки, сдвинутые относительно друг друга в пространстве на 120°, образуется трехфазная симметричная система э. д .с. Схематично это показано на рис. 20.1 применительно к генератору с одной парой полюсов на статоре и обмотками на роторе. Однако нужно заметить, что в реальных генераторах обмотка переменного тока неподвижна (расположена на статоре), а магнитные полюса вращаются (расположены на роторе). Такая конструкция генератора лучше, а принцип его работы не меняется.

Если число витков в обмотках одинаково, то при вращении ротора во всех обмотках наводятся э. д. с. одинаковой величины. Начальные фазы этих э. д. с. сдвинуты относительно друг друга на 120° в соответствии с пространственным расположением обмоток.

Трехфазная симметричная система э. д. с. — это совокупность трех э. д. с., имеющих одинаковую частоту и амплитуду, сдвинутых по фазе относительно друг друга на углы 120°.

Признаком нессимметрии трехфазной системы э. д. с. является неравенство амплитуд или неравенство углов сдвига фаз между каждой парой э. д. с.

На рис. 20.1 обмотки показаны в начальном положении (t = 0). При вращении ротора против часовой стрелки уравнения э. д. с. можно записать в следующем виде:

Рис. 20.2. Графики и векторная диаграмма симметричной системы э. д. с.

Несвязанная трехфазная система электрических цепей

На схемах замещения обмотки трехфазного генератора обозначают, как показано на рис. 20.3, а, и условно принимают направление э. д .с. от конца к началу обмотки положительным.

Если каждую обмотку трехфазного генератора соединить со своим приемником, образуются три независимые цепи, каждая со своим током. Одна такая цепь с ее элементами (обмотка генератора, приемник, соединительные провода) в практике называется фазой. Термин «фаза» употреблен в своем подлинном значении, которое остается в силе и для трехфазных цепей.
В несвязанной трехфазной системе генератор с приемником энергии соединяется шестью проводами. Большое число соединительных проводов — основной недостаток несвязанных систем, которые поэтому и не применяются. Сокращение числа соединительных проводов достигается в связанных системах, где обмотки генератора, как и отдельные фазы приемника, электрически связаны между собой и образуют трехфазные цепи.

Рис. 20.3. Несвязанная трехфазная система электрических цепей

Для этой цели выдающимся русским ученым М. О. Доливо-Добровольским (1862—1919) предложены две схемы соединения: звездой и треугольником, которые применяются и в настоящее время.

Трехфазная цепь называется симметричной, если комплексы сопротивлений всех ее фаз одинаковы. Когда в такой цепи действует симметричная система э. д. с., то токи в фазах равны по величине и сдвинуты по фазе на угол 120°, т. е. получается симметричная трехфазная система токов (рис. 20.3, б).

Нужно отметить, что приемник электрической энергии (электродвигатели, электролампы и т. п.) с генераторами, установленными на электростанциях, обычно непосредственно не связаны.

На пути электроэнергии от генератора к приемникам установлены трансформаторы, с помощью которых в электрической сети неоднократно изменяется напряжение. Для указанных приемников источником электрической энергии чаще всего служат трехфазные трансформаторы, которые по отношению к генераторам сами являются приемниками энергии. Поэтому далее все рассуждения будем относить к -трехфазному источнику, подразумевая при этом генератор или трансформатор.

Соединение звездой при симметричной нагрузке

На рис. 20.4 показана связанная система при соединении фаз источника энергии и приемника звездой. Такую систему легко получить из несвязанной системы.

Рис. 20.4. Связанные трехфазные системы электрических цепей при соединении звездой

Концы обмоток источника X, Y, Z соединяются в общую точку N, называемую нулевой точкой или нейтралью. Провода, соединяющие начала А, В и С обмоток источника с приемником (линейные провода), сохраняются; три провода, присоединенные к концам обмоток, заменяются одним. Благодаря этому в приемнике также образуется нулевая точка N’ (нейтраль). Нулевые точки источника энергии и приемника могут быть связаны проводом, который называется нулевым или нейтральным (рис. 20.4, а). В этом случае получается связанная четырехпроводная трехфазная система электрических цепей.

Далее будет показано, что в симметричных трехфазных цепях можно отказаться от нулевого провода, так как ток в нем равен нулю. В этом случае связь между источником и приемником, соединенными звездой, можно осуществлять по трехпроводной схеме (рис. 20.4, б).

Фазные напряжения

Разность потенциалов между линейными зажимами и нейтралью называется фазным напряжением (, , ).

Фазные напряжения источника есть напряжения между началами и концами фаз, они отличаются от э. д. с. на величину падения напряжения в обмотках. Если сопротивлением обмоток можно пренебречь, то фазные напряжения источника равны соответствующим э. д. с. В симметричной системе они изображаются, так же как и э. д. с., тремя равными по величине векторами, сдвинутыми по фазе на 120° (рис. 20.5, а).

Рис. 20.5. Векторные диаграммы напряжений при соединении обмоток источника звездой

В четырехпроводной и симметричной трехпроводной цепях фазные напряжения в приемнике меньше, чем в источнике, на величину падения напряжения в соединительных проводах. Если сопротивлением проводов можно пренебречь, то фазные напряжения в приемнике считаются такими же, как в источнике.

Линейные напряжения

Разность потенциалов между каждой парой линейных проводов называется линейным напряжением (, , ).

Если принять потенциал нулевой точки N источника энергии равным нулю, то потенциалы его линейных зажимов:

Линейные напряжения:

Переходя к действующим величинам, напишем выражения в комплексной форме:

Потенциалы линейных зажимов (или линейных проводов) в каждое мгновение отличаются друг от друга из-за наличия сдвига фаз между фазными напряжениями. Следовательно, линейные напряжения не равны нулю. Их можно определить аналитически по уравнениям (20.3) или графически с помощью векторной диаграммы рис. 20.5.

Из векторной диаграммы видно, что при симметричной системе фазных напряжений система линейных напряжений тоже симметрична: равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120°. Вместе с тем при прямой последовательности фаз звезда векторов линейных напряжений опережает на 30° звезду векторов фазных напряжений.

Векторную диаграмму удобно выполнить топографической, тогда каждой точке цепи соответствует определенная точка на диаграмме (рис. 20.5, б). Вектор, проведенный между двумя точками топографической диаграммы, выражает по величине и фазе напряжение между одноименными точками цепи.
Действующая величина линейных напряжений легко определяется по векторной диаграмме из треугольника, образованного векторами двух фазных и одного линейного напряжения, например ANB:

Обозначая все фазные напряжения U_ф, а линейные напряжения U_л получим общее соотношение между линейными и фазными напряжениями в симметричной системе

Фазные и линейные токи

В связанной системе (см. рис. 20.4, а), так же как и в несвязанной, каждая фаза представляет собой замкнутую цепь.

В соответствии с положительным направлением э. д. с. в обмотках источника положительное направление токов в линейных проводах — от источника к приемнику, а в нулевом проводе — от приемника к источнику.

В трехфазных цепях различают фазные и линейные токи.
Токи в фазах источника и приемника называют фазными (на рис. 20.4 i’_A, i’_B, i’_С; общее обозначение i_ф). Токи в линейных проводах называют линейными (i_A, i_B, i_С; общее обозначение i_л).

При соединении звездой в точках перехода из источника в линию и из линии в приемник нет разветвлений, поэтому фазные и линейные токи одинаковы между собой в каждой фазе:

Задача 20.3.

В каждой фазе трехфазного генератора наводится э. д. с. Е = 127 В. Начертить схему, построить векторную диаграмму и определить линейные напряжения при холостом ходе, если в общую точку соединены зажимы: а) X, Y, Z; б) X, Y, C; в) X, B, Z; г) X, B, C; д)A, B, C. Буквами A, B, C обозначены начала, а X, Y, Z — концы обмоток.

Рис. 20.6. К задаче 20.3

Рис. 20.7. К задаче 20.3

Решение. Схема генератора и векторная диаграмма при соединении в общую точку зажимов X, Y, Z показаны на рис. 20.6. Из векторной диаграммы видно, что линейные напряжения одинаковы:

При соединении в общую точку зажимов X, Y, C (рис. 20.7) фаза С включена началом в нулевой точке, поэтому вектор фазного напряжения этой фазы изображен на векторной диаграмме в положении, повернутом на 180° к нормальному, и обозначен U

Z. Из векторной диаграммы следует: U_AB = 220 В; U_BZ = 127; U_ZA = 127 В.

Соединение треугольником при симметричной нагрузке

При соединении треугольником из трех обмоток источника образуется замкнутый на себя контур (рис. 20.8, а). Точно так же замкнутый контур создается из трех фаз приемника.

Общие точки двух фаз источника и двух фаз приемника соединяются между собой линейными проводами. Так образуется связанная трехфазная трехпроводная система, в которой каждая обмотка источника соединена с соответствующей фазой приемника парой линейных проводов, каждый из которых обеспечивает такую связь в двух смежных фазах.

Рис. 20.8. Связанная трехфазная система электрических цепей при соединении треугольником

Фазные и линейные напряжения

Соединение нескольких обмоток источника в замкнутый контур возможно лишь в том случае, если сумма всех э. д. с. этого контура равна нулю.
Это требование выполняется при таком порядке соединения, когда конец предыдущей обмотки соединяется с началом следующей. Например, конец X фазы А соединен с началом фазы В в общей точке ХВ, конец Y фазы В соединен с началом фазы С в общей точке YС и конец Z фазы С соединен с началом фазы А в общей точке ZА.

Симметричная система э. д. с., действующих в контуре, имеет сумму, равную нулю (рис. 20.8, б):

В этом случае при холостом ходе источника ток в его обмотках отсутствует.
При несимметрии системы э. д. с. их сумма не равна нулю, поэтому уже при холостом ходе в обмотках источника образуется ток, который может быть большим даже при малой несимметрии, так как сопротивление обмоток незначительно.

Рис. 20.9. Неправильное соединение треугольником обмоток источника

Рис. 20.10. Векторные диаграммы напряжений при соединении обмоток источника треугольником.

При неправильном включении обмоток, когда две соседние фазы соединены началами или концами (рис. 20.9), сумма э. д. с. в контуре равна удвоенной величине э. д. с. фазы.
Из схемы соединения треугольником видно, что фазные и линейные напряжения совпадают, так как конец одной фазы соединен с началом другой:

Векторную диаграмму напряжений можно построить в виде звезды или в виде замкнутого треугольника векторов (рис. 20.10). В последнем случае диаграмма является топографической.

Фазные и линейные токи

Каждая фаза приемника присоединении треугольником находится под линейным напряжением. Этим обусловлено наличие в приемнике фазных токов i_AB, i_BC, i_СA, положительное направление которых на схеме рис. 20.8 выбрано соответственно положительному направлению э. д. с. в фазах источника.

Точки А’, В’, С’ приемника, так же как и точки А, В, С источника, являются электрическими узлами, поэтому фазные токи отличаются от линейных i_A, i_B, i_С. Для узловых точек А, В, С можно написать уравнения в комплексной форме по первому закону Кирхгофа:

При симметричной нагрузке токи во всех фазах одинаковы. Звезда векторов линейных токов сдвинута относительно звезды фазных токов на 30° против вращения векторов, если последовательность фаз — прямая (рис. 20.11, а).
Действующая величина линейных токов определяется по векторной диаграмме из равнобедренного треугольника, образованного векторами двух фазных и одного линейного токов, например из треугольника ANC (рис. 20.11, б):

Рис. 20.11. Векторные диаграммы токов при соединении приемников треугольником

Обозначив все фазные токи I_ф, а линейные токи I_л, получим общее соотношение между линейными и фазными токами в симметричной цепи:

Расчет симметричных трехфазных цепей

Формулы (20.4) и (20.8), как уже отмечено, справедливы только для симметричных систем напряжений и токов.

Трехфазные электродвигатели имеют три одинаковые фазы обмотки, и создаваемая ими электрическая нагрузка симметрична. Нессимметрию создают однофазные приемники, например лампы электрического освещения и другие бытовые электроприемники. Если при проектировании осветительную нагрузку разделить между фазами поровну, то в процессе эксплуатации нагрузка, как правило, будет несимметричной из-за неодновременности включения ламп.

При большом числе однофазных приемников нессимметрия нагрузки, связанная с неодновременностью их включения, невелика, поэтому линии с напряжением 3; 6 кВ и выше, предназначенные для электроснабжения промышленных предприятий или определенного района (фидерные линии), выполняют трехпроводными независимо от схемы соединения групп приемников (звездой или треугольником).

Цель расчета состоит в определении токов в фазах приемника и проводах линии, а также мощности приемника в целом и в каждой фазе. Может быть поставлена и обратная задача.

Соединение звездой

В симметричной цепи комплексы сопротивлений фаз приемника одинаковы и между зажимами приемника действует симметричная система линейных напряжений при любой схеме соединения источника (звездой или треугольником).

Поэтому на расчетной схеме источник (генератор или трансформатор) не показывают и говорят, что приемник включен в трехфазную сеть (см. рис. 21.3, о). (20.8)
В симметричной цепи достаточно провести расчет одной фазы, так как токи и мощности во всех фазах одинаковы.
При известном линейном напряжении U_л фазное напряжение

Фазный ток, равный линейному,

Соединение треугольником

При соединении треугольником фазное напряжение
Ток в фазе

Линейный ток

Определение мощности

Мощность в каждой фазе трехфазной цепи определяется теми же формулами, которые применялись при расчете однофазных цепей.
При симметричной нагрузке фазные напряжения, токи и углы сдвига фаз между ними в каждой фазе одинаковы, поэтому при определении мощности цепи можно написать общие выражения:

Учитывая, что при соединении звездой

а при соединении треугольником

мощности можно определять через линейные величины напряжений и токов:

При решении задач символическим методом мощность определяется, так же как и в однофазных цепях, произведением соответствующих комплекса напряжения и сопряженного комплекса тока.

Задача 20.9.

К трехфазному трансформатору с линейным напряжением на вторичной обмотке 380 В включены звездой электрические лампы мощностью 40 Вт каждая (по 100 шт. в фазе) и трехфазный двигатель мощностью 10 кВт, имеющий к. п. д. 85%,
Пренебрегая сопротивлением проводов, определить токи в линии.
Решение. Заданная нагрузка симметрична, так как в каждой фазе включены одинаковые по величине и характеру приемники: осветительная нагрузка и одна фаза двигателя.

Рис. 20.12. К задаче 20.9

Расчет можно вести на одну фазу:

Ток осветительной нагрузки

Ток в фазе двигателя

Для нахождения тока в линии нужно сложить токи ламп и двигателя. Эти токи по фазе не совпадают, поэтому разложим их на активные и реактивные составляющие и сложим одноименные составляющие.
Ток в лампах совпадает по фазе с напряжением, поэтому реактивный ток ламп I_0р = 0, активный ток I_0а = I₀ = 18,2 А.
Активный ток в фазе двигателя

Реактивный ток в фазе двигателя

Общий активный ток. в линии

Общий реактивный ток в линии

Ток в линии

Задача 20.12.

Приемник электрической энергии, соединенный треугольником, имеет активное сопротивление R = 12 Ом и емкость С = 199 мкФ. Определить: токи в фазах приемника и в линии, с помощью которой приемник подключен к сети с линейным напряжением U = 220 В и частотой f = 50 Гц; активную, реактивную и полную мощности приемника.
Решение.
Емкостное сопротивление фазы приемника

Полное сопротивление фазы приемника

Фазное напряжение приемника

Фазный ток

Линейный ток

Мощность приемника:
активная

реактивная

полная

Симметричный режим работы трехфазной цепи

Расчет трехфазной цепи, так же как и расчет всякой сложной цепи, ведется обычно в комплексной форме. Ввиду того что фазные э. д. с. генератора сдвинуты друг относительно друга на 120°, для краткости математической записи применяется фазовый оператор — комплексная величина

Умножение вектора на оператор а означает поворот вектора на 120° в положительном направлении (против хода часовой стрелки).

Соответственно умножение вектора на множитель а2 означает поворот вектора на, 240° в положительном направлении или, что то же, поворот его на 120° в отрицательном направлении.

Очевидно,

Если э. д. с. фазы А равна то э. д. с. фаз В и С равны соответственно:

В простейшем случае симметричного режима работы трехфазной цепи, когда генератор и нагрузка соединены звездой (рис. 12-9, а), векторная диаграмма э. д. с. и токов имеет вид, показанный на рис. 12-9, б.

Ток в каждой фазе отстает от э. д. с. той же фазы на

угол где r и х — активное и реактивное сопротивления фаз.

* Кроме того, применяется понятие «фазное напряжение в данном сечении» трехфазной цепи по отношению к какой-либо точке, принимаемой за нуль, например земле, нулевой точке генератора или искусственной нулевой точке.

Ток в фазе А находят так же, как в однофазной цепи, потому что нейтральные точки генератора и нагрузки в симметричном режиме могут быть соединены как имеющие одинаковые потенциалы:

Соответственно токи в фазах В и С через ток

Наличие нейтрального провода «не вносит при симметричном режиме никаких изменений, так как сумма токов трех фаз равна нулю и ток в нем отсутствует:

Таким образом, при симметричном режиме работы трехфазной цепи задача сводится к расчету одной из фаз

аналогично расчету однофазной цепи. При этом сопротивление обратного (нейтрального) провода не учитывается, так как ток в нем и соответственно падение напряжения на нем отсутствуют.

По мере удаления от генератора фазные напряжения, определяемые падениями напряжения до нейтральной точки нагрузки, изменяются по модулю (обычно убывают) и по фазе. Линейные напряжения определяются как разности соответствующих фазных напряжений, например: В любом месте трехфазной линии при симметричном режиме соблюдается следующее соотношение между модулями линейных и фазных напряжений:

Действительно,

т. e. опережает по фазе а на 30°, причем модуль раз превышает

В случае соединения треугольником линейные токи определяются в соответствии с первым законом Кирхгофа как разности фазных токов и при симметричном режиме соблюдается соотношение

Соединение фаз генератора или нагрузки треугольником должно быть для расчета заменено эквивалентным соединением фаз звездой; вследствие этого расчет трехфазной цепи с соединением фаз треугольником приводится в конечном итоге к расчету эквивалентной трехфазной цепи с соединением фаз звездой.

Между сопротивлениями сторон треугольника и лучей звезды имеет место соотношение вытекающее из формул преобразования треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду. Это соотношение справедливо как для сопротивлений симметричной трехфазной нагрузки, так и для сопротивлений симметричного .трехфазного • генератора. При этом фазные э. д. с. эквивалентного генератора, соединенного звездой, берутся в раз меньшими фазных э. д. с. заданного генератора, соединенного треугольником (кроме того, они должны быть сдвинуты на угол 30°). Это легко усмотреть из векторной потенциальной диаграммы напряжений генератора.

Активная мощность симметричной трехфазной нагрузки равна:

Ввиду того что при соединении нагрузки звездой а при соединении нагрузки треугольникомактивная мощность трехфазной цепи независимо от вида соединения выражается через линейные напряжения и ток следующим образом:

здесь — угол сдвига фазного тока относительно одноименного фазного напряжения.

Аналогичным образом для реактивной и полной мощностей симметричной трехфазной нагрузки имеем:

Приведенные выражения не означают, что при пересоединении нагрузки со звезды на треугольник (или наоборот) активная и реактивная мощности не изменяются. При пересоединении нагрузки со звезды на треугольник при заданном линейном напряжении фазные токи возрастут в раз, в линейный ток — в 3 раза и поэтому мощность возрастет в 3 раза.

Если нейтральная точка симметричной трехфазной нагрузки выведена, то измерение активной мощности может быть осуществлено одним ваттметром, включенным по схеме рис. 12-10, а (одноименные или так называемые генераторные выводы последовательной и параллельной цепей ваттметра отмечены на рис. 12-10, а звездочками). Утроенное показание ваттметра равно суммарной активной мощности трех фаз.

Если нейтральная точка не выведена или нагрузка соединена треугольником, то можно воспользоваться схемой рис. 12-10, б, где параллельная цепь ваттметра и два добавочных активных сопротивления равные по величине сопротивлению параллельной цепи ваттметра, образуют искусственную нейтральную точку

* Следует заметить, что здесь применим только электродинамический или ферродинамический ваттметр, сопротивление параллельной цепи которого является чисто активным. Индукционный ваттметр неприменим по той причине, что сопротивление параллельной цепи такого ваттметра имеет реактивное сопротивление; для создания искусственной нейтральной точки в этом случае потребовались бы реактивные добавочные сопротивления.

Для получения суммарной мощности, как и в предыдущем случае, показание ваттметра утраивается.

На рис. 12-11 показан способ измерения реактивной мощности в симметричной трехфазной цепи при помощи одного ваттметра: последовательная цепь ваттметра включена в фазу А, а параллельная — между фазами В и С, причем генераторные выводы ваттметра присоединены к фазам А и В.

Показание ваттметра в этом случае равно:

Для получения суммарной реактивной мощности показание умножается на

Разделив активную мощность на полную мощность, получим:

.
Пример 12-1. Определить ток в генераторе при симметричном режиме работы трехфазной цепи, представленной на рис, 12-12, а.

Сопротивления соединенные треугольником, заменяются эквивалентной звездой из сопротивлений

При симметричном режиме нейтральные точки генератора и нагрузки, как было указано выше, могут быть объединены. Тогда режим работы каждой фазы, например фазы А, может быть рассмотрен в однофазной расчетной схеме (рис, 12-12, б),

Результирующее сопротивление цепи одной фазы равно:

Искомый ток в фазе А

Трёхфазные цепи. Соединения в звезду и треугольник, фазные и линейные величины.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

В трехфазных цепях применяют два вида соединений генераторных обмоток – в звезду и треугольник (рис. 1.5).

При соединении в звезду все концы фазных обмоток соединяют в один узел, называемый нейтральной или нулевой точкой, и обозначают, как правило, буквой O. При соединении в треугольник обмотки генератора соединяют так, чтобы начало одной соединялось с концом другой. ЭДС в катушках в этом случае обозначают соответственно Если генератор не подключен к нагрузке, то по его обмоткам не протекают токи, т.к. сумма ЭДС равна нулю.

В звезду и треугольник включаются и сопротивления нагрузки так, как показано на рис. 1.6.

Фазные сопротивления , соединенные в треугольник или в звезду, называют фазами нагрузки.

Существует пять видов соединения генераторов с нагрузкой: звезда – звезда с нулевым проводом, звезда – звезда без нейтрального провода, треугольник – треугольник, звезда – треугольник и треугольник – звезда (рис. 1.7).

Соединительные провода между началами фаз нагрузки и началами фаз генератора называют линейными проводами. Как правило, начала фаз генераторов обозначают заглавными буквами, а нагрузки – прописными. Провод, соединяющий нулевые точки генератора и нагрузки, называют нулевым или нейтральным проводом.

Направление токов в линейных проводах принято выбирать от генератора к нагрузке, а в нулевом – от нагрузки к генератору. На рис. 1.7 – линейные напряжения и токи.

– фазные напряжения и токи.

Линейные напряжения (напряжения между линейными проводами) – это разность соответствующих фазных напряжений

. (1.6)

Линейные токи при принятых направлениях токов (рис. 1.7) определяются по первому закону Кирхгофа

. (1.7)

Таким образом, фазные напряжения на генераторе – это напряжения, приложенные к обмоткам генератора , а напряжения фаз нагрузки – это напряжения на соответствующих сопротивлениях . Фазные токи – это токи, протекающие в фазах генератора или нагрузки. Следует отметить, что фазные и линейные напряжения в треугольнике равны, так же как фазные и линейные токи в звезде.

Совокупность соответствующей фазы генератора, соединительного провода и фазы нагрузки называют фазой трехфазной цепи. (Не путать с начальной фазой гармонической функции!).

Расчет трехфазных цепей.

Рассмотрим расчет трехфазной цепи звезда – звезда с нейтральным проводом (рис. 1.7). Расчет такой цепи можно производить всеми известными методами расчета разветвленных цепей. Чаще всего рационально применять метод узловых потенциалов, т.к. в этой схеме два узла O и O1, и для определения неизвестных токов и напряжений нужно составить одно уравнение. Примем потенциал точки О равным нулю, тогда напряжение нейтрали

. (1.8)

Здесь

– комплексы ЭДС соответствующих фаз генератора, ;

– комплексные проводимости соответствующих фаз нагрузки и нулевого провода.

Напряжение на фазах нагрузки

(1.9)

Токи в фазах:

(1.10)

Рассмотрим несколько частных случаев.

Отсутствует сопротивление в нейтральном проводе , тогда .

Сопротивления нагрузки одинаковы , нагрузка симметрична. Из (1.8) следует, что в этом случае также напряжение нейтрали . Линейные токи соответственно равны

(1.11)

Учитывая соотношение (1.11), векторные диаграммы напряжений на нагрузке и на генераторе совпадают и имеют вид, представленный на рис. 1.8, а.

При активно-индуктивном характере нагрузки j > 0, векторные диаграммы токов и напряжений на нагрузке показаны на рис. 1.8, б. Учитывая соотношения между фазными и линейными напряжениями, получим, соединяя соответствующие точки ²a² с ²b², ²b² с ²c², ²c² с ²a², линейные напряжения . Из диаграмм на рис. 1.8 очевидно, что модули всех линейных напряжений равны .

Рассчитав треугольник, образованный, например, фазными напряжениями и линейным , получим

. (1.12)

Здесь – модули фазного напряжения симметричной нагрузки.

Нейтральный провод отсутствует, что соответствует схеме «звезда – звезда без нейтрального провода». Расчет производится по формулам (1.8, 1.9) с учетом того, что .

Замечание. В схеме «звезда – звезда без нейтрального провода» с симметричным генератором и несимметричной нагрузкой в случае равенства комплексных сопротивлений только в двух фазах напряжение нейтрали можно определить из соотношений

Покажем справедливость этих формул на примере .

При соединении нагрузки в треугольник токи в его фазах определяются по закону Ома

. (1.13)

Линейные токи находят по первому закону Кирхгофа

. (1.14)

Поскольку линейные напряжения на нагрузке равны линейным напряжениям на генераторе, которые в свою очередь равны соответствующим ЭДС на обмотках генератора, векторная диаграмма линейных напряжений на нагрузке (рис. 1.9) полностью совпадает с векторной диаграммой генераторных ЭДС, приведенных на рис. 1.2.

Пусть нагрузка симметрична и носит активно-индуктивный характер, тогда векторные диаграммы напряжений, фазных и линейных токов имеют вид, представленный на рис. 1.10. С помощью полученной диаграммы можно определить, что модули линейных токов равны (они являются сторонами равностороннего треугольника)

Из расчета треугольников, образованных двумя фазными токами (биссектрисы равностороннего треугольника) и линейным током, следует, что

. (1.15)

При несимметричной нагрузке векторные диаграммы токов имеют самый разнообразный вид. Пример такой диаграммы приведен на рис. 1.11, где .

23) Некоторые частные режимы работы трёхфазных цепей

1. Симметричный режим работы. , переключатель П₁ замкнут, переключатель П₂ разомкнут. ,

по величине .

2. Режим холостого хода или обрыв фазы А (переключатели П₁ и П₂ разомкнуты). При этом схема из трехфазной цепи преобразуется в однофазную с напряжением на сопротивлениях . Потенциал точки О₁ становится равным .

Ток в сопротивлениях и равен .

Таким образом, фазный ток и фазное напряжение неповрежденных фаз уменьшилось в раза.

3. Режим короткого замыкания фазы А (переключатели П₁ и П₂ замкнуты). Потенциал точки О₁принимает значение потенциала точки a. В этом режиме .

Таким образом, фазные напряжения и токи неповрежденных фаз B и C увеличились в раз, а ток закороченной фазы (I_a) – в 3 раза по сравнению с симметричным режимом работы схемы.

Соединение Δ.

Три одинаковых сопротивления подключены к симметричной системе линейных напряжений .

1. Симметричный режим работы (переключатели П₁ и П₂ замкнуты).

Все фазные токи отстают от соответствующих фазных напряжений на угол j. Линейные токи отстают от соответствующих фазных токов на 30°.

2. Режим холостого хода или обрыв фазы bc (переключатель П₁ разомкнут).

Линейные токи , т.е. . Таким образом, линейный ток в проводе, не связанном гальванически с «поврежденной» фазой, остается неизменным по сравнению с симметричным режимом, а два других линейных тока и становятся равными фазным токам при симметричном режиме.

3. Обрыв линии В (переключатель П₁замкнут, а переключатель П₂ разомкнут). При этом трехфазная цепь преобразуется в однофазную, и все три сопротивления подключаются к напряжению . Ток, протекающий по двум сопротивлениям и , ток в фазе ²ca² . Линейные токи .

Таким образом, при обрыве линейного провода в фазах, гальванически связанных с ним, токи уменьшаются в два раза, в третьей фазе ток остается неизменным, линейный ток в неповрежденной линии уменьшается по сравнению с симметричным режимом в 1,15 раза.

Рекомендуемые страницы:

Соотношение между фазными и линейными напряжениями

Напряжение фаз нагрузки отличны от значения ЭДС генератора из-за падения напряжения на линии от генератора к потребителю. Длина этих линий может составлять несколько метров, а может и пару сотен метров, также возможна длина и в тысячи километров. Вопросы о падении напряжений на линиях электрических передач ЛЭП, снабжающих потребителей энергией электрической от электрических станций будут рассматриваться чуть позже, в последующих статьях. Для упрощения расчетов указанным значением падений напряжений можно пренебречь.

Соединение звездой

При принятых допущениях для соединенных источников звездой:

применив второй закон Кирхгофа получим:

Из выражения (1) можно сделать вывод, что при симметричной системе ЭДС генератора его фазные напряжения также симметричны, и, соответственно, их векторная диаграмма:

не будет отличатся от векторной диаграммы ЭДС:

Исходя из уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для контуров (схема соединения в звезда указана выше):

Исходя из этих уравнений можно составить следующие уравнения, которые связывают линейные и фазные напряжения:

Использовав выражение (2) при наличии векторов фазных напряжений можно построить векторы линейных напряжений U_ab, U_bc, U_ca.

Исследовав векторную диаграмму при соединении звездой можно сделать вывод, что линейные напряжения будут равны и, как и фазные, сдвинуты друг относительно друга на угол 120⁰ или 2π/3. Векторы линейных напряжений чаще всего показывают как соединенные фазные направления:

Из этого следует:

Соответственно такие же соотношение и между остальными фазными и линейными значениями:

Соединение треугольником

Выражения (1) будут правильны и при соединении в треугольник источника. Из формул (2) следует равенство фазных и линейных напряжений при соединении треугольником, и это можно представить в таком виде:

Или можно записать как Uл = Uф.

Векторная диаграмма при соединении треугольником для линейных и фазных напряжений:

Номинальные напряжения

Из выше перечисленного можно сделать такие выводы как – трехфазная сеть имеет два напряжения, а именно фазные и линейные. При соединении звездой линейные напряжения больше фазных, а при соединении треугольником равны. Этот фактор необходимо учитывать при подключении нагрузки, чтоб не произошло аварийных ситуаций и выхода оборудования из строя.

Линейные напряжения тоже сдвинуты друг относительно друга на угол 120⁰ или 2π/3.

Номинальные напряжения – напряжения, на которые рассчитываются потребители электроэнергии, и которые соответствуют их нормальной работе.

Наиболее распространенными напряжениями в сетях до 1000 В являются 380В, 220В, 127В. 380 В и 220 В наиболее распространены в промышленности, а 220 В и 127 В в бытовых электросетях. Также при четырехпроводной электросети (соединения звезда с нулевым проводом) существует возможность получения фазного напряжения, которые при линейном 380 В будут равны , а при линейном 220 В будут равны . Такое соединение дает плюс в виде возможности при наличии четырехпроводной сети производить подключение как трехфазных потребителей 380 В, так и однофазных с номиналом в 220 В.

Соединения в звезду и треугольник, фазные и линейные напряжения и токи

В трехфазных цепях применяют два вида соединений генераторных обмоток – в звезду и треугольник (рис. 1).

При соединении в звезду все концы фазных обмоток соединяют в один узел, называемый нейтральной или нулевой точкой, и обозначают, как правило, буквой O.

При соединении в треугольник обмотки генератора соединяют так, чтобы начало одной соединялось с концом другой. ЭДС в катушках в этом случае обозначают соответственно E_BA, E_CB, E_AC. Если генератор не подключен к нагрузке, то по его обмоткам не протекают токи, т.к. сумма ЭДС равна нулю.

Рис. 1 Соединения генераторных обмоток – в звезду и треугольник

В звезду и треугольник включаются и сопротивления нагрузки так, как показано на рис. 2. Фазные сопротивления Za, Zb, Zc, Zab, Zbc, Zca, соединенные в треугольник или в звезду, называют фазами нагрузки.

Рис. 2 Соединения нагрузки в звезду и треугольник

Направление токов в линейных проводах принято выбирать от генератора к нагрузке, а в нулевом – от нагрузки к генератору. На рис. 3 Uab(AB), Ubc(BC), Uca(CA), Ia, Ib, Ic – линейные напряжения и токи. Ua(A), Ub(B), Uc(C), Iab, Ibc, Ica – фазные напряжения и токи.

Линейные напряжения (напряжения между линейными проводами) – это разность соответствующих фазных напряжений Uab — Ua — Uc, Ubc = Ub — Uc, Uca = Uc — Ua

Линейные токи при принятых направлениях токов (рис. 3) определяются по первому закону КирхгофаIa = Iab — Ica, Ib = Ibc — Iab, Ic = Ica — Ibc

Таким образом, фазные напряжения на генераторе – это напряжения, приложенные к обмоткам генератора U_AO, U_CO, U_BO, а напряжения фаз нагрузки – это напряжения на соответствующих сопротивлениях UaO1, UbO1, UcO1. Фазные токи – это токи, протекающие в фазах генератора или нагрузки. Следует отметить, что фазные и линейные напряжения в треугольнике равны, так же как фазные и линейные токи в звезде.

Совокупность соответствующей фазы генератора, соединительного провода и фазы нагрузки называют фазой трехфазной цепи.

Рис. 3 Фазные и линейные напряжения и токи при соединениях в звезду треугольник

Школа для электрика: электротехника от А до Я. Образовательный портал по электротехнике.

Трехфазные цепи. Способы соединения в трехфазных сетях. Линейное и фазное напряжение. Мощность в трехфазных сетях.

Лекция 13. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

138 Лекция 13. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ План 1. Технико-экономические преимущества трехфазных цепей. 2. Соединение звездой и треугольником. 3. Симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи. 4. Заключение.

Подробнее ТРЁХФАЗНЫЕ ЦЕПИ СО СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный
Подробнее Тема 5. Трёхфазные электрические цепи
Тема 5. Трёхфазные электрические цепи Вопросы темы. 1. Принцип построения трехфазной системы. 2. Соединение звездой. 3. Соединение треугольником. 4. Мощность трехфазной системы. 1. Принцип построения трехфазной
Подробнее ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ.
ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. 1. Достоинства трехфазной цепи. 2. Принцип получения трехфазной ЭДС. 3. Соединение трехфазной цепи звездой. 4. Назначение нейтрального провода. 5. Соединение трехфазной цепи
Подробнее С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ГОУ СПО «Минераловодский колледж железнодорожного транспорта» С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Методические рекомендации по освоению теоретического материала и
Подробнее 3 РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
Расчетно-граическая работа РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ.. Задание. По заданному номеру варианта изобразить цепь, подлежащую расчету, выписать значения параметров элементов цепи.. Рассчитать азное
Подробнее Схемы соединений трансформаторов.
Схемы соединений трансформаторов. Схема соединений обмотки трёхфазных трансформаторов обозначается символом соединений данной схемы. Символ состоит из букв и цифр. Литерный символ обозначает способ соединения
Подробнее ( ) ( ) ( ) A m B m C m
ВВЕДЕНИЕ Данное пособие предназначено для студентов, изучающих курс «Электротехника», который может быть успешно усвоен, если теоретические знания подкреплены соответствующими расчетными примерами. Практика
Подробнее ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРОВЕРОЧНЫЕ ТЕСТЫ Для студентов первого курса
Подробнее РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ Выбор варианта и параметров элементов цепи 1. По заданному номеру варианта изобразим цепь, подлежащую расчету, и выпишем значения параметров элементов. 2. В качестве
Подробнее ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТО ПО ОБРАЗОАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ Методические указания
Подробнее ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Вопросы лекции: 1 Общие сведения о однофазном асинхронном двигателе 2 Принцип подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть 3 Схемы подключения трехфазного асинхронного
Подробнее Электрические машины
Согласно учебному плану направления 241000.62 (18.03.02) «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», профиль «Охрана окружающей среды и рациональное использование
Подробнее Тема 1. Линейные цепи постоянного тока.
МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ 2 системы и технологии» Тема 1. Линейные цепи постоянного тока. 1. Основные понятия: электрическая цепь, элементы электрической цепи, участок электрической цепи. 2. Классификация
Подробнее «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
МИНИСТЕРСТВО ОБРЗОВНИЯ И НУКИ РФ ФЕДЕРЛЬНОЕ ГОСУДРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРЗОВТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНЛЬНОГО ОБРЗОВНИЯ УФИМСКИЙ ГОСУДРСТВЕННЫЙ ВИЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КОМПЛЕКТ ТТЕСТЦИОННЫХ
Подробнее ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет»
Подробнее ГЛАВА 1. ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ПРЕДИСЛОВИЕ ГЛАВА 1. ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.1.Электрическая цепь 1.2.Электрический ток 1.3.Сопротивление и проводимость 1.4.Электрическое напряжение. Закон Ома 1.5.Связь между ЭДС и напряжением источника.
Подробнее «Электротехника и электроника»
Тестовые задания для аттестации инженерно-педагогических работников ГБОУ НиСПО «Электротехника и электроника» Формулировка и содержание ТЗ 1. Физический смысл первого закона Кирхгофа 1) Определяет связь
Подробнее ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА СОДЕРЖАНИЕ МАТЕРИАЛА
Учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия» ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ по электротехнике для абитуриентов, на основе среднего специального образования для специальности
Подробнее «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
1А Лист 1 из 25 2А Лист 2 из 25 1. Паспорт фонда оценочных средств В результате освоения учебной дисциплины Электротехника обучающийся должен обладать предусмотренными ФГОС по специальности 11.02.01 Радиоаппаратостроение,
Подробнее Лекция 11. Электробезопасность.
Лекция 11 Электробезопасность. При расчетах, сопротивление тела человека переменному току частотой 50 Гц принимают равным 1кОм. На практике, оно может меняться в диапазоне от 300 Ом до 400 ком. Полностью
Подробнее
http://library.bntu.by/krutov-v-teoreticheskie-osnovy-elektrotehniki ВВЕДЕНИЕ… З 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ…5 1.1. Основные сведения об электромагнитном поле…5 1.2. Электростатическое поле. Закон Кулона…
Подробнее 6. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ.
6. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ. 6.1. Схемы включения трехфазных счетчиков в электроустановках напряжением 380/220 В. В трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 380/220 В для измерений электрической
Подробнее «КРАСНОДАРСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края «КРАСНОДАРСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» Учебно-методический кабинет Хамула А.А. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к расчетно-графической
Подробнее СИНУСОИДАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
СИНУСОИДАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Период, частота, длина волны, угловая частота 8-1. Можно ли рассматривать постоянные э. д. с., напряжения и токи как частный случай периодических? 8-2. Найти частоту переменного
Подробнее Тема 4.1. Переменный ток.
Тема 4.1. Переменный ток. Вопросы темы. 1. Определение, получение и характеристики переменного тока.. Действующие значения тока и напряжения. 3. Изображение переменного тока методом векторных диаграмм.
Подробнее Расчет трехфазной цепи при соединении в треугольник. Трехфазные электрические цепи
Цепи трехфазного тока
Многофазные и трехфазные системы. Принцип получения трехфазной ЭДС
Многофазный источник питания представляет собой совокупность ЭДС одинаковой частоты, сдвинутых друг относительно друга по фазе. Совокупность многофазного источника и многофазного приемника образуют многофазную электрическую цепь. Отдельные электрические цепи, входящие в состав многофазной системы, называются фазами. Таким образом, фаза — понятие двоякое. С одной стороны – это стадия периодического процесса, с другой стороны – часть многофазной электрической цепи.
Если число фаз m=3 – получаем трехфазную систему. Трехфазная система является основной для энергоснабжения предприятий. Благодаря техническим и экономическим характеристикам трехфазный ток обеспечивает наиболее экономичную передачу электрической энергии, позволяет создавать простые по устройству, надежные и экономичные трансформаторы, генераторы, электродвигатели.
Основополагающие исследования, которые привели к внедрению в практику трехфазных систем были сделаны Николой Тесла (происхождение – Австро-Венгрия, сейчас – Хорватия) и русским ученым Доливо-Добровольским.
Основные изобретения, относящиеся к трехфазным системам электроснабжения были сделаны и запатентованы Тесла. Вместе с тем огромное теоретическое и практическое значение имеют работы Доливо-Добровольского, которые впервые применил трехфазные ток в промышленных целях. Все звенья трехфазной цепи: трансформаторы, генераторы, линии передач и двигатели были разработаны М.О. Доливо-Добровольским настолько глубоко, что принципиально не изменились до наших дней.
В отдельных технических устройствах находят применение двухфазная, четырехфазная, шестифазная системы.
Трехфазная система ЭДС получается в трехфазных генераторах. Такой генератор состоит из статора и ротора. В пазах статора размещены три обмотки сдвинутых друг относительно друга в пространстве на 120°. Ротор выполнен в виде постоянного магнита или электромагнита. При его вращении в обмотках наводится ЭДС, графики мгновенных значений которых представлены на рис. 1
Все ЭДС рассмотренной системы имеют равные амплитуды Е m и сдвинуты друг относительно друга по фазе на угол 120°.Такая система ЭДС называется симметричной.
Трехфазная симметричная система
Приняв начало отсчета в момент, когда е a =0, запишем мгновенные значения всех ЭДС.
е L1 =E m *sin ω t
е L2 =E m *sin (ω t-120 °)
е L3 =E m *sin (ω t-240 °)= E m *sin (ω t+120)
В символической форме (в виде комплексных амплитуд):

,

,

, где
.
Векторная диаграмма симметричной трехфазной системы представлена на рис. 2.

Симметричная трехфазная система обладает свойством:

,

.
Это свойство справедливо и для токов при симметричной нагрузке.
Виды соединений трехфазных цепей .
Существует два основных вида соединения обмоток трансформаторов, генераторов, и приемников в трехфазных цепях: соединение звездой и соединение треугольником.
Соединение источника и приемника звездой представлено на рис 3.

Напряжения на зажимах отдельных фаз приемника или источника называются фазными напряжениями.
— фазные напряжения. Напряжения между линейными проводами, соединяющими трехфазный источник с приемником, называются линейными напряжениями.
— линейные напряжения. Токи, протекающие в фазах приемника или генератора, называются фазными токами. Токи, протекающие в линейных проводах, называются линейными токами. Очевидно, что для соединения звездой линейные токи
являются фазными токами. Провод, соединяющий нулевые узлы источника и приемника (узлыn, N), называется нулевым (общим, нейтральным) проводом. По закону токов Кирхгофа ток в нулевом проводе равен

.
При симметричной нагрузке токи в фазах равны. Тогда

=
ток в нулевом проводе будет равен нулю. Следовательно, при симметричной нагрузке источник с нагрузкой может быть связан только тремя линейными проводами.
На рис. 4 приведена векторная диаграмма цепи при симметричном режиме и активно-индуктивном характере нагрузки, при котором токи отстают от напряжений.

Установим соотношение между линейными и фазными напряжениями. Линейные напряжения определяются как разности фазных напряжений.

;
;
.
Из равнобедренного треугольника ANB следует

.
На рис. 5 показано соединение источника и приемника треугольником

При этом типе соединения фазные ЭДС соединяются последовательно. Общие точки каждой пары фазных ЭДС и общие точки каждой пары ветвей приемника соединяются линейными проводами. На первый взгляд такое соединение фазных ЭДС является аварийным короткозамкнутым режимом. Однако не следует забывать, что сумма мгновенных значений ЭДС трехфазного симметричного источника в любой момент времени равна нулю.
На рис. 6 приведены векторные диаграммы напряжений и токов при симметричном режиме и активно-индуктивной нагрузке для соединения треугольником.

Линейные токи определяются как разности фазных токов:

;
;
.
При этом:

;
.
Расчет трехфазных цепей при несимметричной нагрузке.
Расчет трехфазной цепи при соединении источника с приемником треугольником не содержит ничего принципиально нового по сравнению с расчетом обычной цепи синусоидального тока. В цепи на рис. 5 находим фазные токи:

;
;
.
По найденным фазным токам определяем линейные токи на основе закона токов Кирхгофа:

;
;
.
Аналогично рассчитывается трехфазная цепь при соединении источника и приемника звездой с нулевым проводом (рис 3). По закону Ома определяем фазные токи:

;
;
.
Фазные токи для соединения звездой являются токами линейными. Ток в нулевом проводе определяется по закону токов Кирхгофа:

.
Для расчета несимметричной трехфазной цепи при соединении звездой трехпроводной линией используем метод двух узлов.

Определим напряжение между нулевыми точками источника и нагрузки –
, которое называется напряжением смещения нейтрали.

Зная напряжение
, определим линейные (они же фазные) токи по закону Ома для участка цепи с ЭДС:

=
,

.
Аналогично

Напряжение на фазах нагрузки будут равны:

,

,

.
Рассмотрим два частных случая несимметричной нагрузки.
1) Короткое замыкание одной из фаз нагрузки при равенстве сопротивлений в двух других фазах.

,
.
Напряжение смещения нейтрали
определим по известному выражению, предварительно умножив его числитель и знаменатель на
.

,
Таким образом, при коротком замыкании нагрузка в фазе А , напряжение на ней становится равным нулю, а напряжения на фазах В и С нагрузки увеличиваются до линейных, т.е. в
раз. Напряжение смещения нейтрали для этого случая будет равным фазному напряжению. Векторная диаграмма для этого случая представлена на рис. 8а.

2) Обрыв в одной из фаз нагрузки при равенстве сопротивлений в двух других фазах.

,
.
Напряжение смещения нейтрали для этого случая будет равно:

Напряжения на фазах нагрузки будут равны:
,
,
Таким образом, при обрыве в фазе А нагрузки, напряжение в ней становится в 1.5 раза больше фазного, напряжения на фазах В и С нагрузки уменьшаются и становятся равными половине линейного напряжения, напряжение смещения нейтрали становится равным половине фазного напряжения.
Векторная диаграмма для этого случая представлена на рис. 8б
7.5.Мощность в трехфазной цепи и ее измерение.
Принимая во внимание то, что для симметричной трехфазной цепи, соединенной звездой
,
, а для соединенной треугольником
,
, получим, независимо от вида соединения
где — сдвиг по фазе между фазным напряжением и фазным током (cosφ– коэффициент мощности).
Аналогично для реактивной и полной мощностей при симметричной нагрузке получим:
В случае несимметричной нагрузки мощности рассчитываются для каждой из фаз нагрузки (источника) отдельно и затем складываются.
Для измерения мощности в четырех проводной трехфазной цепи соединенной звездой ваттметры включают по схеме, приведенной на рис. 7.9.

Полная мощность, потребляемая нагрузкой, будет равна сумме показаний трех вольтметров, включенных в фазы А, В и С . В трех проводной цепи обходятся двумя ваттметрами, включенными по схеме, приведенной на рис. 7.10.

Покажем, что мощность, показываемая двумя ваттметрами, будет равно полной мощности трехфазной цепи (так называемая схема двух ваттметров, или схема Аарона).
Добавить сайт в закладки
По этой же причине никогда не ставят предохранитель в нейтральный провод, так как перегорание предохранителя может вызвать недопустимые перенапряжения на отдельных фазах нагрузки (см. рис. 8).
Рис. 9. Трехпроводная трехфазная цепь.
Если три фазы нагрузки включить непосредственно между линейными проводами, то мы получим такое соединение фаз токоприемников, которое называется соединением треугольником (рис. 9).
Допустим, что первая фаза нагрузки R1 включена между первым и вторым линейными проводами, вторая R2 — между вторым и третьим проводами, а третья R3 — между третьим и первым проводами. Каждый линейный провод соединен с двумя различными фазами нагрузки.
Соединять треугольником можно любые нагрузки. На рисунке 10 дана
такая схема.
Рис. 10. Схема осветительной сети жилого дома при соединении фаз нагрузки треугольником.
Соединение треугольником осветительной нагрузки жилого дома показано на рисунке 11. При соединении фаз нагрузки треугольником напряжение на каждой фазе нагрузки равно линейному напряжению.
Uл = Uф
Это соотношение сохраняется и при неравномерной нагрузке.
Линейный ток при симметричной нагрузке фаз, как показывают измерения, будет больше фазного тока.
Однако следует иметь в виду, что при несимметричной нагрузке фаз это соотношение между токами нарушается.
Рис. 11. Схема осветительной сети жилого дома при соединении фаз нагрузки треугольником.
Принципиально можно соединять треугольником и фазы генератора, но обычно этого не делают. Дело в том, что для создания заданного линейного напряжения каждая фаза генератора при соединении треугольником должна быть рассчитана на напряжение большее, чем в случае соединения звездой. Более высокое напряжение в фазе генератора требует увеличения числа витков и усиленной изоляции для обмоточного провода, что увеличивает размеры и стоимость машины. Именно поэтому фазы трехфазных генераторов почти всегда соединяют звездой.
Приемники электрической энергии независимо от способа соединения обмоток генератора могут быть включены либо звездой, либо треугольником. Выбор того или иного способа соединения определяется величиной напряжения сети и номинальным напряжением приемников.
Выдающийся русский инженер-изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский, помимо асинхронного двигателя изобрел трехфазную электрическую сеть , которая могла бы питать такой двигатель.
Трехфазная система представляет собой три отдельные электрические цепи, в которых действуют синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, которые в свою очередь сдвинуты друг от друга на 120°, и создаваемые одним источником энергии. Источником энергии чаще всего выступает трехфазный генератор.
Преимущество трехфазной цепи заключается в её уравновешенности. То есть суммарная мгновенная мощность трехфазной цепи, остается величиной постоянной в течение всего периода ЭДС.
Трехфазный генератор переменного тока имеет три самостоятельные обмотки, которые сдвинуты между собой на угол 120°. Также как и обмотки, начальные фазы ЭДС сдвинуты на 120°. Уравнения описывающие изменение ЭДС в каждой из обмоток выглядят следующим образом:
Векторная диаграмма ЭДС в начальный момент времени представляет собой три вектора, длина которых равна амплитудному значению ЭДС Em, и угол между которыми равен 120°. Если вращать векторы против часовой стрелке, относительно неподвижной оси, то они будут проходить в порядке Ea,Eb,Ec, такой порядок называют прямой последовательностью .
По сути, каждую отдельную фазу можно было бы соединить отдельными проводами, но в таком случае получилась бы шестипроводная несвязная система. Это было бы крайне не выгодно с экономичной точки зрения, ведь как-никак, перерасход материала. Для того чтобы это избежать придумали связанные системы соединения.
Соединение звездой
При соединении обмоток звездой все три фазы имеют одну общую точку – ноль. При этом такая система может быть трехпроводной или четырехпроводной. В последнем случае используется нулевой провод. Нулевой провод не нужен, если система симметрична, то есть токи в фазах такой системы одинаковы. Но если нагрузка несимметрична, то фазные токи различны, и в нулевом проводе возникает ток, который равен векторной сумме фазных токов
Также, нулевой провод может выступать в роле одной из фаз, если она выйдет из строя, это предотвратит выход из строя всей системы. Правда нужно учитывать, что нулевой провод не рассчитан на подобные нагрузки, и в целях экономии металла и изоляции он изготавливает под более малые токи, чем в фазах.
В трехфазных цепях существуют так называемые фазные и линейные напряжения и токи.
Фазное напряжение – это разность потенциалов между нулевой точкой и линейным проводом. То есть, проще говоря, фазное напряжение — это напряжение на фазе.
Линейное напряжение – это разность потенциалов между линейными проводами.
При соединении звездой фазные и линейные напряжения соотносятся как
А фазные и линейные токи при симметричной нагрузке одинаковы
Таким образом, можно сделать вывод, что в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз звездой напряжения отличаются друг от друга в 1,72 раз, а линейные и фазные токи равны.
Соединение треугольником
При соединении треугольником конец одной обмотки соединяется с началом другой. Таким образом, образуется замкнутый контур.
В таком соединении каждая фаза находится под линейным напряжением, то есть линейные и фазные напряжения равны
А фазные и линейные токи соотносятся как
Аналогичным способом, сделаем вывод для соединения треугольником: в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз треугольником токи отличаются друг от друга в 1,72 раз, а линейные и фазные напряжения равны.
Если конец каждой фазы обмотки генератора соединить с началом следующей фазы, образуется соединение в треугольник. К точкам соединений обмоток подключают три линейных провода, ведущие к нагрузке.
На рис. 5 изображена трехфазная цепь, соединенная треугольником. Как видно из рис. 5, в трехфазной цепи, соединенной треугольником, фазные и линейные напряжения одинаковы Uл = Uф
Рис. 5. Трехфазная цепь, соединенная треугольником
Линейные и фазные токи нагрузки связаны между собой первым законом Кирхгофа для узлов а, b, с:
Следовательно, при симметричной нагрузке Iл = √3 Iф
Трехфазные цепи, соединенные звездой, получили большее распространение, чем трехфазные цепи, соединенные треугольником. Это объясняется тем, что, во-первых, в цепи, соединенной звездой, можно получить два напряжения: линейное и фазное. Во-вторых, если фазы обмотки электрической машины, соединенной треугольником, находятся в неодинаковых условиях, в обмотке появляются дополнительные токи, нагружающие ее. Такие токи отсутствуют в фазах электрической машины, соединенных по схеме «звезда».
3.2 Расчёт симметричных режимов работы трёхфазных цепей
Трехфазные цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока, и, следовательно, все рассмотренные ранее методы расчета и анализа в комплексной форме в полной мере распространяются на них.
Трёхфазный приемник и вообще трёхфазная цепь называются симметричными , если в них комплексные сопротивления соответствующих фаз одинаковы , т.е. Z A = Z B = Z C . В противном случае они являются несимметричными . Равенство модулей указанных сопротивлений не является достаточным условием симметрии цепи. Так, например трехфазный приемник на рис. 6 является симметричным, а на рис. 7 – нет.

Рис. 6. Рис. 7.
Если к симметричной трехфазной цепи приложена симметричная трехфазная система напряжений генератора, то в ней будет иметь место симметричная система токов. Такой режим работы трехфазной цепи называется симметричным . В этом режиме токи и напряжения соответствующих фаз равны по модулю и сдвинуты по фазе друг по отношению к другу на угол
. Вследствие указанного расчет таких цепей проводится для одной фазы, в качестве которой обычно принимают фазуА . При этом соответствующие величины в других фазах получают формальным добавлением к аргументу переменной фазы А фазового сдвига
при сохранении неизменным ее модуля. Так для симметричного режима работы цепи на рис. 8

при известных линейном напряжении и сопротивлениях фаз Z AB = Z BC = Z CA = Z можно записать
где угол фазового сдвига φ между напряжением и током определяется характером нагрузки Z.
Тогда на основании вышесказанного токи в других двух фазах равны:
Комплексы линейных токов можно найти с использованием векторной диаграммы, из которой следует
Пример расчёта симметричного режима работы трёхфазной цепи приведён в приложении 3.
4. Электрические цепи периодического несинусоидального тока
Периодические несинусоидальные токи и напряжения в электрических цепях возникают в случае действия в них несинусоидальных ЭДС или наличия в них нелинейных элементов. Реальные ЭДС, напряжения и токи в электрических цепях синусоидального переменного тока по разным причинам отличаются от синусоиды. В энергетике появление несинусоидальных токов или напряжений нежелательно, т.к. вызывает дополнительные потери энергии. Однако существуют большие области техники (радиотехника, автоматика, вычислительная техника, полупроводниковая преобразовательная техника), где несинусоидальные величины являются основной формой ЭДС, токов и напряжений.
Рассмотрим краткие теоретические сведения и методику расчёта линейных электрических цепей при воздействии на них источников периодических несинусоидальных ЭДС.
4.1.Разложение периодической функции в тригонометрический ряд
Как известно, всякая периодическая функция, имеющая конечное число разрывов первого рода и конечное число максимумов и минимумов за период,
может быть разложена в тригонометрический ряд (ряд Фурье):

Первый член ряда называется постоянной составляющей , второй член – основной или первой гармоникой . Остальные члены ряда называются высшими гармониками .
Если в выражении раскрыть синусы суммы каждой из гармоник, то оно примет вид:

В случае аналитического задания функции f (ωt) коэффициенты ряда могут быть вычислены с помощью следующих выражений:

После чего производится расчёт амплитуд и начальных фаз гармонических составляющих ряда:
Коэффициенты ряда Фурье большей части периодических функций, встречающихся в технике, приводятся в справочных данных или в учебниках по электротехнике.
Подключение трансформатора Star-Star
Преобразование трехфазных напряжений
Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть подключены по Y или Δ таким же образом, как и для трех однофазных трансформаторов. Поскольку вторичные обмотки могут быть подключены либо по Y, либо по Δ, независимо от того, какое соединение используется на первичных обмотках, должно быть четыре способа подключения обмоток трехфазного трансформатора для преобразования трехфазных напряжений, а именно Yy, Δ -Δ , Y-Δ и Δ -y.
Сухой трансформатор с литой изоляцией
Межсоединения выполняются внутри корпуса, так что снаружи корпуса необходимо вывести только клеммные выводы:
Трансформатор звезда — звезда ( Yy0 или Yy6 )
Delta — Трансформатор Delta ( Dd0 или Dd6 )
Delta — Star Transformer ( Dy )
Star — Delta Transformer ( Yd ) (заземляющий трансформатор)
Zig-zag Transformer ( Yz, Dz ) ) (Заземляющий трансформатор)
Scott ( «T» тип ) трансформатор (заземляющий трансформатор)

1.Соединение «звезда-звезда» (Y-y)
Соединение трансформатора «звезда-звезда» (Y-y)
В первичной обмотке Каждая фаза на 120 ° не совпадает по фазе с двумя другими фазами.
Во вторичной обмотке Каждая фаза на 120 ° сдвинута по фазе с двумя другими фазами.
Каждая первичная обмотка магнитно связана с одной вторичной обмоткой через общий стержень сердечника. Наборы обмоток, которые связаны магнитным полем, нарисованы параллельно друг другу на векторной диаграмме. При соединении Y-Y каждая первичная и вторичная обмотки подключены к нейтральной точке.
Нейтральная точка может или не может быть выведена на внешнее физическое соединение, а нейтраль может быть или не может быть заземлено.
Нейтральное соединение
Токи намагничивания трансформатора не являются чисто синусоидальными, даже если возбуждающие напряжения синусоидальны. Токи намагничивания имеют значительное количество нечетных гармонических составляющих. Если три идентичных трансформатора подключены к каждой фазе и возбуждаются напряжением 60 Гц равной величины, основные составляющие 60 Гц возбуждающих токов компенсируют друг друга в нейтрали.
Это связано с тем, что основные токи 60 Гц фаз A, B и C не совпадают по фазе на 120 ° друг с другом, и векторная сумма этих токов равна нулю.
Токи третьей, девятой, пятнадцатой и других так называемых гармоник нулевой последовательности находятся в фазе друг с другом; следовательно, эти компоненты не компенсируют друг друга в нейтрали, а складываются по фазе друг с другом для создания тока нейтрали нулевой последовательности, при условии, что существует путь для протекания тока нейтрали.
Из-за нелинейной формы кривой B-H для поддержания синусоидальных наведенных напряжений требуются токи намагничивания нечетной гармоники.Если некоторые из гармоник тока намагничивания отсутствуют, индуцированные напряжения не могут быть синусоидальными.

Y-Y соединение с заземленной нейтралью
На рисунке ниже показана ситуация, когда первичная нейтраль возвращается к источнику напряжения в четырехпроводной трехфазной цепи. Каждый из токов намагничивания, обозначенных IR, IY и IB, содержит основной ток 60 Гц и все нечетные гармонические токи, необходимые для поддержки синусоидальных наведенных напряжений.
Y-Y-соединение трансформатора с заземленной нейтралью
Токи намагничивания нулевой последовательности объединяются, образуя нейтральный ток IN, который возвращает эти нечетные гармоники к источнику напряжения.Предполагая, что первичное напряжение является синусоидальным, индуцированные напряжения VR, VY и VB (как в первичной, так и во вторичной обмотке) также синусоидальны.
Подключение первичной нейтрали к нейтрали генератора имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что оно устраняет искажения во вторичных фазных напряжениях. Если магнитный поток в сердечнике имеет синусоидальную форму волны, тогда он будет давать синусоидальную форму волны для напряжения. Но из-за характеристик железа синусоидальная форма волны потока требует наличия третьей гармонической составляющей в возбуждающем токе.Поскольку частота этого компонента в три раза превышает частоту цепи при любой заданной константе. Он будет пытаться течь либо к нейтральной точке в обмотках трансформатора, либо от нее.
При изолированной нейтрали трехчастотный ток не может протекать, поэтому поток в сердечнике не будет синусоидальным, а напряжения будут искажены. Если первичная нейтраль соединена с нейтралью генератора, токи тройной частоты решают проблему. Альтернативный способ преодоления этой трудности — использование третичной обмотки с низким номиналом кВА.Эти обмотки соединены треугольником и образуют цепь, в которой могут протекать токи тройной частоты. Таким образом, синусоидальное напряжение на первичной обмотке даст синусоидальное напряжение на вторичной стороне.
Эта ситуация меняется, если нейтрали обоих наборов первичной и вторичной обмоток не заземлены.

Y-Y соединение без заземленной нейтрали
Если нейтрали как первичной, так и вторичной обмотки разомкнуты и, следовательно, нет пути для протекания гармонических токов нулевой последовательности и индуцированные напряжения не будут синусоидальными.Соединение Y-Y трансформатора
без заземленной нейтрали
V’R, V’Y и V’B не будет синусоидальным. Это приводит к искажениям вторичных напряжений. Результирующее искажение напряжения эквивалентно Y-Y трансформатору с токами нулевой последовательности, которые могут протекать в первичной нейтрали, с воображаемой наложенной первичной обмоткой, несущей только токи нулевой последовательности, сдвинутые на 180 ° по фазе с нормальными токами нулевой последовательности.
Анализ напряжений, индуцированных «первичными обмотками», значительно усложняется тем фактом, что сердечник имеет высокую нелинейность, так что каждая из отдельных гармонических токов нулевой последовательности, переносимых фантомными первичными обмотками, будет индуцировать даже более высокий порядок гармонические напряжения также.
Анализ Фурье может использоваться для приближения вторичных напряжений при открытой первичной нейтрали. Взяв по одной фазе, нормальный ток намагничивания для синусоидального возбуждающего напряжения строится по кривой B-H трансформатора. Нормальный ток намагничивания преобразуется в ряд Фурье, а затем восстанавливается путем удаления всех гармоник нулевой последовательности.
Результирующий ток возбуждения будет иметь форму, отличную от нормального тока возбуждения, который затем используется для построения наведенного напряжения с использованием кривой B-H в той же манере, которая использовалась для построения исходного тока возбуждения.
Этот процесс довольно трудоемкий, поэтому достаточно сказать, что если Y-Y трансформатор не имеет нейтрального пути для возбуждающих токов нулевой последовательности, во вторичной обмотке будут индуцироваться гармонические напряжения, даже если возбуждающее напряжение чисто синусоидальное.
Преимущества соединения Y-Y
Отсутствие сдвига фаз
Первичная и вторичная цепи находятся в фазе; т.е. нет никаких сдвигов фазового угла, вносимых соединением Y-Y. Это важное преимущество, когда трансформаторы используются для каскадного соединения систем с различным напряжением.Например, предположим, что есть четыре системы, работающие на 800, 440, 220 и 66 кВ, которые необходимо соединить между собой. Подстанции могут быть построены с использованием соединений трансформатора Y-Y для соединения любых двух из этих напряжений. Системы 800 кВ могут быть связаны с системами 66 кВ посредством одного преобразования от 800 до 66 кВ или через серию каскадных преобразований на 440, 220 и 66 кВ.
Требуется несколько оборотов обмотки
Из-за соединения звездой фазные напряжения в (1 / √3) раз превышают линейное напряжение.Следовательно, требуется меньшее количество оборотов. Также меньше нагрузка на изоляцию. Это делает подключение экономичным для небольших высоковольтных устройств.
Требуемый меньший уровень изоляции
Если нейтральный конец обмотки с Y-соединением заземлен, то есть возможность использовать пониженные уровни изоляции на нейтральном конце обмотки. Обмотка, соединенная по фазам, требует полной изоляции всей обмотки.
Обработка большой нагрузки
Из-за соединения звездой фазный ток такой же, как и линейный.Следовательно, обмотки должны нести большие токи. Это увеличивает поперечное сечение обмоток. Таким образом, обмотки обладают механической прочностью и могут выдерживать большие нагрузки и ток короткого замыкания.
Использование для трехфазной четырехпроводной системы
Имеется нейтраль, подходит для трехфазной четырехпроводной системы.
Устранение искажений во вторичном фазном напряжении
Соединение первичной нейтрали с нейтралью генератора устраняет искажения вторичных фазных напряжений, создавая путь для токов тройной частоты по направлению к генератору.
Синусоидальное напряжение на вторичной стороне
Нейтраль дает путь течению тока тройной частоты на стороне генератора, поэтому синусоидальное напряжение на первичной обмотке даст синусоидальное напряжение на вторичной стороне.
Используется как автотрансформатор
Y-Y трансформатор может быть сконструирован как автотрансформатор с возможностью значительной экономии затрат по сравнению с конструкцией двухобмоточного трансформатора.
Лучшее защитное реле
Настройки защитного реле будут лучше защищать линию от замыканий на землю, когда используются соединения трансформатора Y-Y с глухозаземленной нейтралью.
Недостатки Y-Y-соединения
Проблема третьей гармоники
Напряжения в любой фазе Y-Y трансформатора составляют 1200, кроме напряжений в любой другой фазе. Однако составляющие третьей гармоники каждой фазы будут синфазны. Нелинейность сердечника трансформатора всегда приводит к генерации третьей гармоники.
Сумма этих составляющих приводит к большой (может быть, даже большей, чем основная составляющая) составляющей третьей гармоники.
Перенапряжение при осветительной нагрузке
Наличие третьей (и других гармоник нулевой последовательности) в незаземленной нейтрали может вызвать условия перенапряжения при небольшой нагрузке. При конструировании трансформатора YY с использованием однофазных трансформаторов, соединенных в батарею, измеренные межфазные напряжения не составляют 57,7% от межфазного напряжения системы без нагрузки, а составляют около 68% и уменьшаются очень быстро по мере того, как напряжение банк загружен.
Эффективные значения напряжений на разных частотах складываются путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов напряжений.При синусоидальном межфазном напряжении составляющая третьей гармоники межфазного напряжения составляет около 60%.
Падение напряжения при несимметричной нагрузке
Может быть большое падение напряжения для несимметричных нагрузок между фазой и нейтралью. Это вызвано тем фактом, что междуфазные нагрузки вызывают падение напряжения через реактивное сопротивление утечки трансформатора, тогда как нагрузки между фазой и нейтралью вызывают падение напряжения через намагничивающее реактивное сопротивление, которое в 100-1000 раз больше, чем утечка. реактивное сопротивление.
Перегрев бака трансформатора
При определенных обстоятельствах трехфазный трансформатор, подключенный по схеме Y-Y, может вызвать сильный перегрев бака, который может быстро вывести трансформатор из строя. Обычно это происходит при обрыве фазы в первичной цепи и нагрузке во вторичной цепи.
Избыточное возбуждение сердечника в состоянии отказа
Если в первичной цепи происходит замыкание фазы на землю с заземленной первичной нейтралью, то межфазное напряжение на неповрежденных фазах увеличивается до 173% от нормального Напряжение.Это почти наверняка приведет к чрезмерному возбуждению сердечника со значительно увеличенными токами намагничивания и потерями в сердечнике.
Если нейтрали первичной и вторичной обмоток выведены наружу, то замыкание фазы на землю во вторичной цепи вызовет короткое замыкание нейтрали. ток, протекающий в первичной цепи. В этом случае защита заземления в нейтрали первичной цепи может сработать при неисправностях вторичной цепи.
Смещение нейтрали
Если нагрузка на вторичной стороне несимметрична, то характеристики этого соединения неудовлетворительны, тогда смещение нейтральной точки. возможно.Чтобы предотвратить это, необходимо соединить нейтраль первичной обмотки с нейтралью генератора.
Искажение вторичного напряжения
Даже если звезда или нейтраль первичной обмотки заземлены, третья гармоника, присутствующая в напряжении генератора, может появиться на вторичной стороне. Это вызывает искажения вторичных фазных напряжений.
Повышенное напряжение при небольшой нагрузке
Наличие третьей (и других гармоник нулевой последовательности) на незаземленной нейтрали может вызвать условия перенапряжения при небольшой нагрузке.
Сложность координации защиты заземления
В Y-Y трансформаторе короткое замыкание на землю со стороны низкого уровня вызывает ток замыкания на землю в первичной обмотке, что затрудняет координацию.
Увеличьте напряжение исправной фазы при КЗ между фазой и землей
Если в первичной цепи происходит замыкание фазы на землю с заземленной первичной нейтралью, то межфазное напряжение на поврежденной фазе UN увеличивается до 173% от нормальное напряжение.
Если обе нейтрали первичной и вторичной обесточены, то замыкание фазы на землю во вторичной цепи вызывает протекание тока замыкания нейтрали в первичной цепи.
Отключение T / C при КЗ на землю
Все гармоники распространяются через трансформатор, путь тока нулевой последовательности проходит через трансформатор непрерывно, одно замыкание на землю вызывает отключение трансформатора.
Подходит для трансформатора с сердечником
Третья гармоника напряжения и тока отсутствует в таком типе соединения с трехфазной системой проводов. или трехфазных блоков корпусного типа, фазное напряжение третьей гармоники может быть высоким. Этот тип подключения больше подходит для трансформаторов с сердечником.
Приложение
Этот тип трансформатора используется редко из-за проблем с несимметричными нагрузками.
Это экономично для небольших высоковольтных трансформаторов , так как количество витков на фазу и количество необходимой изоляции меньше.
Трехфазный генератор — обзор
2.2.19 Трехфазные генераторы переменного тока
Генераторы переменного тока сконструированы со стационарным переменным током. система обмотки и вращающегося поля. Это уменьшает количество требуемых контактных колец до двух, и они должны пропускать только возбуждающий поле ток, а не генерируемый ток.Таким образом упрощается конструкция и сводятся к минимуму потери в контактных кольцах. Кроме того, более простая конструкция позволяет использовать более прочную изоляцию и, как следствие, генерировать гораздо более высокие напряжения. Прочная механическая конструкция ротора также означает, что возможны более высокие скорости и значительно более высокая выходная мощность может генерироваться с помощью генератора переменного тока. Простая форма трехфазного генератора изображена на рисунке 2.47.
Рисунок 2.47. Простой трехфазный генератор
Три катушки на статоре смещены на 120 °, а ротор, который является явнополюсным, питается через два контактных кольца с d.c. Текущий. Поскольку ротор приводится в действие первичным двигателем, создается вращающееся магнитное поле, и ЭДС, генерируемые в катушках, будут смещены со сдвигом фазы на 120 °. Величина генерируемых напряжений зависит от магнитного потока, создаваемого ротором, количества витков на катушках статора и скорости вращения ротора. Скорость ротора также будет определять частоту генерируемого напряжения.
Характеристики холостого хода и нагрузки генератора очень похожи на характеристики генератора d.c. отдельно возбужденный генератор (рисунки 2.28 и 2.29 соответственно). При работе с постоянной скоростью напряжение на клеммах имеет падающую характеристику, причем уменьшение напряжения на клеммах происходит из-за сопротивления «якоря» и эффектов реактивного сопротивления. Для генератора переменного тока термин «якорь» означает обмотки статора.
По мере увеличения нагрузки на генератор скорость первичного двигателя будет падать. Это недопустимая ситуация, потому что скорость контролирует частоту генерируемого напряжения.Для поддержания постоянной частоты первичный двигатель должен работать с постоянной скоростью во всем диапазоне ожидаемых нагрузок. Это особенно важно, когда многие генераторы переменного тока должны работать параллельно для питания распределительной системы, такой как Национальная энергосистема. В таких случаях первичные двигатели всегда регулируются по скорости, а выходное напряжение регулируется в соответствии с номинальными значениями. В Великобритании генераторы переменного тока обычно представляют собой двухполюсные машины, работающие со скоростью 3000 об / мин для выработки номинальной частоты 50 Гц.В США большая часть потребляемой электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Гидравлические турбины, используемые в этих установках, являются довольно тихоходными машинами, а генераторы переменного тока с прямым приводом имеют несколько полюсов для обеспечения номинальной частоты 60 Гц. Например, генератор, работающий со скоростью 240 об / мин, должен иметь 30 полюсов, чтобы обеспечить номинальную выходную частоту.
Создание вращающегося магнитного поля можно также активировать с помощью трех смещенных на 120 ° катушек ротора, питаемых трехфазным током.Скорость вращения поля связана с частотой токов, т.е.
(2,80) Ns = f × 60 Число пар полюсов
, где N _s — скорость поля (об / мин) и f — частота питающих токов. Скорость вращающегося поля называется «синхронной скоростью», и для эквивалентной пары полюсов (т. Е. Трех катушек) она составляет 3000 об / мин, когда частота питающих токов составляет 50 Гц.
Использование a.c. возбужденные катушки ротора для создания вращающегося магнитного поля упрощают механическую конструкцию ротора и значительно облегчают динамическую балансировку машины. Дополнительным преимуществом является то, что форма волны генерируемого напряжения улучшается. Переменный ток Метод возбуждения поля широко используется в генераторах переменного тока большой мощности. Роторы с явными полюсами обычно используются только в машинах меньшего размера.
Трехфазная цепь — Shunlongwei Co. Ltd
Трехфазная цепь — это цепь, состоящая из трехфазного источника, трехфазной нагрузки и трехфазной линии передачи.Самая основная структурная особенность этой схемы состоит в том, что она имеет одну или несколько групп источников питания. Каждая группа источников питания состоит из трех источников питания синусоидальной формы с одинаковой амплитудой, одинаковой частотой и одинаковой разностью фаз между собой, а источник питания и нагрузка используют особый метод подключения. Трехфазные цепи широко используются в энергосистемах, таких как производство, передача, распределение и электрическое оборудование большой мощности.
Трехфазный источник питания и трехфазная нагрузка имеют два режима подключения: звезда и треугольник.Когда трехфазный источник питания и трехфазная нагрузка подключаются через линию передачи (полное сопротивление ZL) для образования трехфазной цепи, могут быть сформированы пять режимов подключения, соответственно. Это называется подключением Y0 — Y0 (с центральная линия), соединение Y-Y (без центральной линии), соединение Y- △, соединение △ -Y и соединение △ — △, как показано на рисунках с 1 по 4, среди которых на рисунке 1 показаны две средние точки, и средние точки могут быть подключены к линии передачи (нейтральная линия, сопротивление которой ZN), которая называется трехфазной четырехпроводной системой.На рисунках 2–4 показаны только три линии передачи и отсутствует средняя линия, что называется трехфазной трехпроводной системой.
трехфазный
Симметричный трехфазный источник питания
Симметричный трехфазный источник питания — это источник питания, состоящий из 3 источников синусоидального напряжения с одинаковой амплитудой, одинаковой частотой и начальной разностью фаз 120 °, соединенных в виде звезды (Y) или треугольника (△ ). Эти три источника питания по очереди называются фазой A, фазой B и фазой C.
Последовательность фаз (последовательность) A, B и C вышеупомянутого трехфазного напряжения называется прямой последовательностью или последовательностью.Напротив, это называется обратным порядком или обратным порядком. Энергосистема обычно принимает прямую последовательность.
Симметричное трехфазное напряжение удовлетворяет условиям:
ua + ub + uc = 0 или векторное выражение
Симметричное трехфазное напряжение обеспечивается трехфазным генератором.
Асимметричная цепь
В трехфазной цепи, пока есть часть асимметрии, она называется асимметричной трехфазной цепью.
В трехфазной цепи комплексная мощность, потребляемая трехфазной нагрузкой, равна сумме различных комплексных мощностей.
Мгновенная мощность трехфазной цепи — это сумма мгновенной мощности каждой фазной нагрузки.
В трехфазной трехпроводной схеме, симметричной или несимметричной, для измерения трехфазной мощности можно использовать два измерителя мощности. Это обозначение двух ватт.
Характеристики

Симметричный трехфазный источник питания подключается к симметричной трехфазной нагрузке, которая называется симметричной трехфазной цепью (как правило, источник питания всегда симметричен). Между трехфазным источником питания и нагрузкой существуют режимы соединения Y-Y, △ -Y, △ — △, Y-.Трехфазная цепь на самом деле представляет собой особый тип синусоидальной цепи переменного тока. В трехфазной цепи способ подключения трехфазной нагрузки определяется номинальным напряжением каждой фазы нагрузки и линейным напряжением источника питания. Потому что реакция каждой группы в симметричной трехфазной цепи является симметричной величиной с той же последовательностью фаз, что и возбуждение. Следовательно, не только действующее значение фазного напряжения, но и действующее значение фазного тока одинаково для каждой фазы.Более того, разность фаз между напряжением и током каждой фазы также одинакова. Таким образом, активная мощность каждой фазы равна.
Разница между Дельтой и звездой
В наши дни электричество необходимо для освещения зданий и домов, для работы кондиционеров и для электропоездов. Фактически, электричество приводит в действие почти все, например, компьютеры, радио, телевизоры, медицинские устройства и постоянно увеличивающееся разнообразие устройств, которые продолжают улучшать качество жизни миллионов людей во всем мире.В основе всей этой электроэнергетической системы лежит трехфазное электроснабжение. Трехфазное соединение является основой распределения электроэнергии, и мощность генерируется в трех различных фазах, каждая с одинаковой частотой и напряжением, но со смещением напряжения на 120 градусов между любыми двумя фазами.
Трехфазная система — самая популярная система распределения, используемая повсеместно на практике. Существует ряд уникальных особенностей трехфазных цепей, которых нет в однофазных цепях.Трехфазные цепи могут иметь конфигурацию треугольником или звездой. Дельта-конфигурация названа так из-за ее сходства с греческим символом «Δ». Они популярны в промышленных энергосистемах. Конфигурация звезда (Y), как следует из названия, также называется цепью «Y», а иногда и цепью «звезда». Схема треугольника — это трехпроводная схема, а схема звезды может быть трехпроводной или четырехпроводной. Они различаются тем, как связаны между собой определенным образом.
Что такое Delta Connection?
Соединение треугольником — это трехпроводная схема, используемая в трехфазной электрической системе, в которой три элемента напоминают треугольное расположение электрических трехфазных обмоток. Дельта-соединение, также известное как соединение сетки, названо так из-за его сходства с греческим символом «Δ» и образуется путем соединения одного конца обмотки с начальным концом другого, и соединение продолжается, образуя замкнутый контур.
Клемма питания вынута из трех точек соединения. Короче говоря, все три катушки соединены последовательно, образуя замкнутую цепь или сетку, которая напоминает треугольник. У них нет нейтрального кабеля.
Что такое Wye Connection?
Соединение «звезда» (Y), также известное как соединение «Y», представляет собой трехфазную цепь, в которой все три нагрузки подключены к одной нейтральной точке. В отличие от соединения треугольником, системы, соединенные звездой, имеют четвертый нейтральный проводник, часто заземленный, но иногда оставляемый плавающим (незаземленная система звезды).
В конфигурации «звезда» нагрузки неуравновешены в конфигурации Y, и нейтральный кабель подключается там, где три фазы встречаются в центре. Эта центральная точка образует электрическую нейтральную точку, которая обозначена буквой «N» и может быть заземлена. В отличие от соединения треугольником, это трехфазная четырехпроводная система (3-фазная, 4-проводная), что означает, что она может быть трехпроводной или четырехпроводной.
Разница между соединением треугольником и звездой
Конфигурация Delta Vs.Звезда
— Трехфазные цепи могут иметь конфигурацию треугольником или звездой. Дельта-соединение также известно как сетчатое соединение и названо так из-за его сходства с греческим символом «Δ». В конфигурации «треугольник» вся однофазная нагрузка сосредоточена на одной фазе, тогда как в конфигурации «звезда» вся однофазная нагрузка распределяется на каждую из трех фаз. В конфигурации «треугольник» используются только трехфазные проводники, тогда как в системах, соединенных звездой, используется четвертый нейтральный проводник, который часто заземляется, но иногда остается плавающим.В отличие от соединения треугольником, все три нагрузки подключаются к одной нейтральной точке при соединении звездой.
Подключение Delta Vs. Звезда
— Соединение «звезда» представляет собой трехфазную четырехпроводную схему, используемую в трехфазной электрической системе, которая образуется путем соединения основных или оконечных концов всех трех обмоток вместе. Эта общая точка называется нейтральной точкой, которая обозначается буквой «N». Нейтральный кабель подключается там, где три фазы встречаются в центре.Соединение треугольником, с другой стороны, представляет собой трехфазную цепь, образованную путем соединения одного конца обмотки с исходным концом другого, и соединения продолжают образовывать замкнутый контур, напоминающий треугольник.
Стоимость
— Конфигурация «треугольник» дешевле, если учесть движущуюся мощность, поскольку для нее требуются только три проводника, а не четыре, что снижает стоимость оборудования и строительства. Хотя падение напряжения и потери эквивалентны, по крайней мере, если поток мощности уравновешен.Однако линии, соединенные звездой, приводят к менее дорогостоящей системе распределения, поскольку трансформаторы, устройства повторного включения и молниеотводы для систем, соединенных звездой, стоят меньше по сравнению с их эквивалентами в системах, соединенных треугольником. Для однофазного рабочего трансформатора требуется только один высоковольтный ввод для звездообразных систем, тогда как для треугольных систем требуется два.
Приложение
— Дельта-конфигурация в основном используется в распределительных сетях, тогда как конфигурация «звезда» используется как в передающих, так и в распределительных сетях.Дельта-системы в основном используются в приложениях, где требуется высокий пусковой крутящий момент, тогда как звездообразные соединения идеально подходят для приложений, требующих меньшего пускового тока. Соединение треугольником используется для более коротких расстояний, тогда как соединение звездой используется для сетей передачи электроэнергии на большие расстояния. Delta в основном использовалась на небольших промышленных предприятиях, которые имели относительно большую нагрузку двигателя (240 В переменного тока), но лишь небольшую потребность в розетках и освещении.
Delta vs.Соединение звездой: сравнительная таблица
Сводка Delta Vs. Звезда
Для конфигурации «треугольник» требуется только три проводника, поэтому оборудование и конструкция становятся ниже. Однако системы, соединенные звездой, составляют менее дорогую систему распределения, поскольку трансформаторы, устройства повторного включения и грозозащитные устройства стоят меньше в системах звездой по сравнению с их эквивалентами в системах треугольника. Схема треугольника — это трехпроводная схема, тогда как схема звезды может быть трехпроводной или четырехпроводной.В конфигурации «звезда» нагрузки неуравновешены в конфигурации «Y».
Сагар Хиллар — плодовитый автор контента / статей / блогов, работающий старшим разработчиком / писателем контента в известной фирме по обслуживанию клиентов, базирующейся в Индии. У него есть желание исследовать разноплановые темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы его можно было лучше всего читать. Благодаря его страсти к писательству, он имеет более 7 лет профессионального опыта в написании и редактировании услуг на самых разных печатных и электронных платформах.
Вне своей профессиональной жизни Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать работать. Поначалу это может показаться глупым, но через некоторое время это расслабляет и облегчает начало разговора с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал ».
Последние сообщения Сагара Хиллара (посмотреть все)
: Если вам понравилась эта статья или наш сайт.Пожалуйста, расскажите об этом. Поделитесь им с друзьями / семьей.
Cite
APA 7
Хиллар, С. (24 июня 2019 г.). Разница между Дельтой и Уай. Разница между похожими терминами и объектами. http://www.differencebetween.net/science/difference-between-delta-and-wye/.
MLA 8
Хиллар, Сагар. «Разница между Дельтой и Уай». Разница между похожими терминами и объектами, 24 июня 2019 г., http: // www.разница между.net/science/difference-between-delta-and-wye/.
Какова формула трехфазной цепи?
Введение
Трехфазная цепь состоит из трехфазного источника, трехфазной нагрузки и трехфазной линии передачи. Самая основная характеристика этой схемы — наличие одной или нескольких групп источников питания. Каждая группа состоит из трех источников питания синусоидальной формы с одинаковой амплитудой, одинаковой частотой, разностью фаз 120 °, а источник питания и нагрузка соединены определенным образом.Трехфазные цепи широко используются в энергосистемах, таких как производство, передача, распределение и электрическое оборудование большой мощности.
Что означает 3 фазы?
Каталог
Ⅰ Основы трехфазной схемы
Три фазы могут питаться по шести проводам, причем два провода зарезервированы для исключительного использования каждой фазы. Однако они обычно поставляются только по трем проводам , , а фазное или линейное напряжение — это напряжения между тремя возможными парами проводов.Фазные или линейные токи — это токи в каждом проводе. Напряжения и токи обычно выражаются как действующие или действующие значения, как при однофазном анализе.
1.1 Характеристики трехфазной цепи
Специальное питание
Специальная нагрузка
Специальное соединение
Специальное решение
1.2 Условия трехфазной цепи
1) Концевой провод (пожарный)
2) Нейтраль
3) Линейный ток
4) Сетевое напряжение
5) Фазный ток
6) Фазное напряжение
7) Трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная система проводов
1.3 Трехфазное напряжение и ток
Резюме: линейное напряжение в зависимости от фазового напряжения
1) Линейный ток равен соответствующему фазному току.
2) Если фазное напряжение симметрично, линейное напряжение также симметрично.
3) Напряжение в сети в √3 раз больше фазного напряжения.
4) Фаза сетевого напряжения опережает соответствующее фазное напряжение на 30 ° .
Резюме: Линейный ток по сравнению с фазным током
1) Линейное напряжение равно соответствующему фазному напряжению.
2) Если фазные токи симметричны, линейные токи также симметричны.
3) Линейный ток в √3 раз больше фазного напряжения.
4) Фаза сетевого тока отстает от соответствующего фазного напряжения на 30 ° .
1.4 Преимущества трехфазной цепи
Выработка электроэнергии: трехфазная мощность увеличена на 50% по сравнению с однофазной мощностью.
Коробка передач: На 25% материала меньше, чем при передаче по однофазной цепи.То есть при определенных условиях для передачи определенного количества мощности по трехфазной сети требуется только 75% меди для однофазной передачи.
Распределение энергии: более экономично, чем однофазные трансформаторы, и легче подключается к нагрузке.
Транспортировка: простая конструкция, низкая стоимость, надежная работа, удобство обслуживания.
Кроме того, три провода обычно используются в высоковольтных линиях электропередачи, будь то на опорах или столбах, со штыревыми или подвесными изоляторами.Некоторые высоковольтные линии теперь являются постоянным током, поскольку твердотельные устройства упрощают преобразование в переменный ток и обратно. В линиях постоянного тока отсутствуют проблемы, связанные с фазой, а также устранен скин-эффект, который уменьшает эффективную площадь проводников. Управлять передачей электроэнергии на большие расстояния не так просто, как можно было бы подумать.
Ⅱ Симметричный и асимметричный
2.1 Симметричная трехфазная схема
Симметричный трехфазный источник питания обычно генерируется трехфазным синхронным генератором, как показано на рисунке (а).Среди них трехфазные обмотки различаются по пространству на 120 °. Когда ротор вращается с равномерной угловой скоростью ω, в трехфазной обмотке генерируется индуцированное напряжение, тем самым образуя симметричный трехфазный источник питания, как показано на рисунке (b). Среди них три конца A, B и C называются начальным концом, а три конца X, Y и Z называются концом. Когда вы подключаете нагрузку к трем проводам, это нужно делать так, чтобы это не нарушало симметрию.
Мгновенное напряжение Расчет трехфазной мощности
В формуле возьмем напряжение фазы A u _A в качестве опорной величины синуса.Диаграмма формы трехфазного напряжения показана на рисунке (а).
Ключом к пониманию трехфазного тока является понимание векторной диаграммы напряжений или токов. Вектор трехфазного источника питания можно представить на рисунке (б).

Характеристики симметричного трехфазного источника питания могут быть получены из приведенной выше формулы:
Из приведенной выше формулы сумма мгновенного значения трехфазного источника питания и сумма векторов всегда равны нулю.
Последовательность, в которой каждая фаза трехфазной мощности проходит через одно и то же значение (например, максимальное значение), называется последовательностью фаз трехфазной мощности, а последовательность фаз вышеупомянутого трехфазного напряжения называется положительной последовательностью. И наоборот, если фаза B превышает 120 ° фазы A, а фаза C превышает 120 ° фазы B, эта последовательность фаз называется обратной последовательностью. Если нет специальных инструкций, обычно по умолчанию используется положительный порядок.
2.2 Трехфазная асимметрия
1) В трехфазной цепи, если имеется асимметричная часть, это называется трехфазной асимметрией.
2) Комплексная мощность, потребляемая трехфазной нагрузкой, равна сумме различных комплексных мощностей.
3) Мгновенная мощность трехфазной цепи — это сумма мгновенной мощности каждой фазной нагрузки.
4) В трехфазной трехпроводной схеме, симметричной или несимметричной, для измерения трехфазной мощности можно использовать два измерителя мощности.
Когда напряжение источника питания в трехфазной цепи асимметрично или параметры в цепи асимметричны, ток в цепи обычно асимметричен. Такая схема называется трехфазной асимметрией. В трехфазных цепях очень много деталей несимметрии, и причины разные. Например, в трехфазной цепи много маломощных однофазных нагрузок, их сложно превратить в полностью симметричную цепь. Когда трехфазная цепь разорвана или замкнута накоротко, это также трехфазная цепь асимметрии.Кроме того, в некотором электрическом оборудовании и инструментах формально для работы используется трехфазная асимметрия.
Например, самая распространенная низковольтная трехфазная четырехпроводная система. Из-за большого количества однофазных нагрузок в низковольтной системе эквивалентные импедансы Z _A, Z _B и Z _C трехфазной цепи обычно отличаются друг от друга, а мощность напряжение питания в целом можно считать симметричным. Таким образом, симметричный трехфазный источник питания преобразуется в асимметричную трехфазную нагрузку.
Схема, показанная на рисунке, имеет два узла, и напряжение между двумя узлами может быть вычислено напрямую в соответствии с методом узлового напряжения.
Хотя напряжение источника питания в приведенной выше формуле является симметричным, напряжение между нейтральной точкой источника питания и нейтральной точкой нагрузки не равно нулю из-за асимметрии нагрузки, то есть U _NN ≠ 0. Согласно закону напряжения Кирхгофа , фазное напряжение нагрузки может быть получено как:
Векторная диаграмма каждого напряжения, соответствующего приведенной выше формуле, выглядит следующим образом:
Ⅲ Формулы питания в трехфазной цепи
1.Средняя мощность
Предположим, что мощность, потребляемая фазной нагрузкой в симметричной трехфазной цепи, равна P _p = U _p I _p cosφ , где U _p — фазное напряжение, а I _p — фазный ток нагрузки. Тогда общая трехфазная мощность составит: P = 3U _p I _p cosφ
Обратите внимание на
1) φ в приведенной выше формуле — это угол разности фаз (угол импеданса) фазного напряжения и фазы. Текущий.
2) cosφ — коэффициент мощности каждой фазы в симметричной трехфазной системе:
cosφA = cosφB = cosφC = cosφ
3) Формула рассчитывает мощность цепи (или мощность, потребляемую нагрузкой) .
Когда нагрузка соединена звездой, линейное напряжение и линейный ток на конце нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:
Когда нагрузка подключена треугольником, линейное напряжение и линейный ток на конце нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:
2.Реактивная мощность
Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой в симметричной трехфазной цепи, равна сумме реактивной мощности каждой фазы:
3. Полная мощность
4. Мгновенная мощность
Предположим, что напряжение и ток фазы A трехфазной нагрузки равны:
Тогда мгновенная мощность каждой фазы равна:
Можно доказать, что их сумма равна
.
Приведенная выше формула показывает, что мгновенная мощность симметричной трехфазной цепи постоянна и равна средней мощности.Это одно из преимуществ симметричной схемы. Например, в трехфазном двигателе достигается сбалансированный электромагнитный крутящий момент и устраняется механическая вибрация, чего нет в однофазных двигателях.
Ⅳ Часто задаваемые вопросы о трехфазной цепи
1. Что такое трехфазная цепь?
Трехфазное питание — это трехпроводная силовая цепь переменного тока, в которой каждая фаза сигнала переменного тока разнесена на 120 электрических градусов. … трехфазный — это то, что трехфазный источник питания лучше выдерживает более высокие нагрузки. Однофазные источники питания чаще всего используются, когда типичными нагрузками являются освещение или обогрев, а не большие электродвигатели.
2. Сколько проводов в 3 фазах?
четыре провода
Трехфазная система состоит из четырех проводов. Три — проводники, а один — нейтраль.
3. Какова формула трехфазного питания?
Трехфазные расчеты.Для трехфазных систем мы используем следующее уравнение: кВт = (В × I × PF × 1,732) ÷ 1000.
4. В чем преимущество трехфазной системы?
Трехфазная цепь обеспечивает большую удельную мощность, чем однофазная, при той же силе тока, что позволяет снизить размер проводки и снизить затраты. Кроме того, трехфазное питание упрощает балансировку нагрузок, сводит к минимуму токи гармоник и необходимость в больших нейтральных проводах.
5.Что подразумевается под трехфазной сбалансированной нагрузкой?
Сбалансированное трехфазное напряжение или ток — это напряжение, в котором размер каждой фазы одинаков, а фазовые углы трех фаз отличаются друг от друга на 120 градусов. … При такой сбалансированной нагрузке, если применяется сбалансированное трехфазное питание, токи также будут сбалансированы.
Альтернативные модели
Часть Сравнить Производителей Категория Описание
ПроизводительНомер детали: RT114012 Сравнить: G2R-1-E-DC12 VS RT114012 Производитель: TE Connectivity Категория: Силовые реле Описание: Реле питания 12VDC 12A SPDT ((29 мм 12.7 мм 15,7 мм)) Сквозное отверстие
Производитель Номер детали: G2R-2-DC12 Сравнить: Текущая часть Производитель: Omron Категория: Силовые реле Описание: Реле питания 12VDC 5A DPDT ((29 мм 13 мм 25.5 мм)) Сквозное отверстие
Производитель # номер: JW2SN-DC12V Сравнить: G2R-2-DC12 VS JW2SN-DC12V Производитель: Panasonic Категория: Силовые реле Описание: Реле питания 12VDC 5A DPDT (28.6 мм 12,8 мм 20 мм) THT
Производитель Номер детали: R25-11D10-12 Сравнить: G2R-2-DC12 VS R25-11D10-12 Производитель: NTE Electronics Категория: Силовые реле Описание: NTE ELECTRONICS R25-11D10-12 Реле питания, DPDT, 12 В постоянного тока, 10 А, серия R25, сквозное отверстие
Соединение звезда-треугольник | Обзор
Соединение звездой и соединение треугольником
Изображение предоставлено — Правин Мишра, Галактика Млечный Путь, вид из базового лагеря Ампулапца, CC BY-SA 4.0
Вопросы для обсуждения
Соединение звезда-треугольник | Преобразование звезда-треугольник
Введение в соединение звездой и треугольником
Соединение звездой и треугольником — два очень хорошо известных метода создания трехфазной системы. Это важная и широко используемая система. В этой статье будут рассмотрены основы подключения как звезды, так и треугольника, а также отношения между фазным и промежуточным напряжением и током в системе.Мы также выясним существенные различия между соединением звезды и треугольника.
Соединение звездой
Соединение звездой — это метод, при котором клеммы аналогичного типа (все три обмотки) подключаются к одной точке, известной как точка звезды или нейтраль. Есть также линейные проводники, которые являются тремя свободными выводами. Проектирование проводов во внешних цепях делает схему трехфазной, трехпроводной и обеспечивает соединение звездой. Может быть другой провод, названный нейтральным проводом, что делает систему трехфазной, четырехпроводной.
Что подразумевается под теоремой Тевенина? Кликните сюда!
Связь между фазным напряжением и напряжением звена при соединении звездой
Система считается сбалансированной системой. В сбалансированных системах через все 3 фазы проходит равное количество тока. Вот почему R, Y, B имеют одинаковое значение тока. Теперь это имеет последствия. Это равномерное распределение тока делает значения напряжений — E _NR, E _NY, E _NB одинаковыми, и они смещаются друг от друга на 120 градусов.
На изображениях выше стрелка представляет направление токов и напряжений (хотя и не фактический порядок). Как мы обсуждали ранее, из-за равномерного распределения тока напряжение трех плеч равно, поэтому мы можем записать —
E _NR = E _NY = E _NB = _Eph.
И мы можем заметить, что напряжения между двумя линиями представляют собой двухфазное напряжение.
Итак, наблюдая цикл NRYN, мы можем написать, что,
E _NR `+ E _RY` — E _NY `= 0
Или, E _RY` = E _NY `- E _NR`
Теперь из векторной алгебры
E _RY = √ (E _NY ² + E _NR ² + 2 * E _NY * E _NR Cos60 ^o)
Или, E _L = √ (E _ph ² + E _ph ² + 2 * E _ph * E _ph х 0.5)
Или, E _L = √ (3E _ph ²)
Или, E _l = √3 E _ph
Таким же образом мы можем напишите, E _YB = E _NB — E _NY.
OR, E _L = √3 E _ph
And,
E _BR = E _NR — E _NB
Or, El = √3 Eph
Итак, мы можем сказать, что соотношение между линейным напряжением и фазным напряжением составляет:
Линейное напряжение = √3 x фазное напряжение
Что такое теорема Миллмана? Кликните сюда!
Отношение между фазным током и током в линии при соединении звездой
Равномерное течение тока в фазных обмотках аналогично протеканию тока в проводнике линии.
Мы можем написать —
I _R = I _NR
I _Y = I _NY
And I _B = I _NB
1 Сейчас, 9000 фазный ток будет —
I _NR = I _NY = I _NB = I _ph
И линейный ток будет — I _R = I _Y = I _B = I _L
Итак, мы можем сказать, что I _R = I _Y = I _B = I _L
Что такое теорема о максимальной передаче мощности ? Кликните сюда!
Соединение по схеме «треугольник»
Соединение по схеме «треугольник» — это еще один метод установления трех фаз в электрической системе.Концевой вывод обмоток присоединен к началу других выводов. Трехлинейные жилы подключаются от трех узлов. Дельта-соединение устанавливается путем завязывания концов. Для этого мы объединяем ₂ с b ₁, b ₂ с c ₁ и c ₂ с ₁. Линейные проводники — это R, Y, B, идущие от трех узлов. На изображении ниже изображено типичное дельта-соединение и показаны сквозные соединения.
Соединение треугольником
Связь между фазным напряжением и линейным напряжением соединения треугольником
Давайте выясним связь между фазным напряжением схемы треугольника и линейным напряжением цепи.Для этого внимательно посмотрите на изображение выше. Можно сказать, что значение напряжения на клеммах 1 и 2 такое же, как на клеммах R и Y.
Итак, мы можем написать — E ₁₂ = E _RY.
Таким же образом можно сделать вывод, наблюдая за схемой, E ₂₃ = E _YE.
И E ₃₁ = E _BR
Фазные напряжения записываются как: E ₁₂ = E ₂₃ = E ₃₁ = E _ph
Напряжения в сети записываются как: E _RY = E _YB = E _BR = E _L.
Таким образом, можно сделать вывод, что в случае соединения треугольником фазное напряжение будет равно линейному напряжению схемы.
Чтобы узнать о законах Кирхгофа: Щелкните здесь!
Соотношение между фазным током и линейным током при соединении треугольником
Для сбалансированного соединения треугольником значение постоянного напряжения влияет на значения тока. Текущие значения I ₁₂, I ₂₃, I ₃₁ равны, но смещены друг от друга на 120 градусов.Обратите внимание на приведенную ниже векторную диаграмму.
Мы можем написать: I ₁₂ = I ₂₃ = I ₃₁ = I _ph
Теперь, применив закон Кирхгофа на стыке 1,
Мы знаем, что алгебраическая сумма тока узла равна нулю.
Итак, I ₃₁ `= I _R` + I ₁₂ `
Векторальные разности равны I _R` = I ₃₁ `- I ₁₂ `
Применяя векторную алгебру,
I _R = √ (I ₃₁ ² + I ₁₂ ² + 2 * I ₃₁ * I ₁₂ * Cos 60 ^o)
Или, I _R = √ (I _ph ² + I _ph ² + 2 * I _ph * I _ph x 0.5)
Как мы обсуждали ранее, I _R = I _L.
Или, I _L = √ (3I _ф. ²)
Или, I _L = √3 * I _ф.
Таким же образом, I _Y `= I ₁₂` — I ₂₃. `
Или, I _L = √ 3 * I _ph
And, I _B` = I ₂₃ `- I ₃₁`
Или, I _L = √ 3 I _ф.
Таким образом, соотношение между линейным током и фазным током можно записать как:
Линейный ток = √ 3 x фазный ток
Разница между соединением звездой и треугольником
Методы звезды и треугольника — два известных метода для трехфазных систем.В зависимости от различных факторов между ними есть несколько принципиальных различий. Обсудим некоторые из них.
ТОЧКИ СРАВНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДА СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ
Определение Три клеммы объединены в одной общей точке. Этот тип схемы называется звездой. Три концевых вывода цепей соединены друг с другом, образуя замкнутый контур, известный как соединение треугольником.
Нейтральная точка В соединении звездой есть нейтральная точка. При соединении треугольником такой нейтральной точки не существует.
Соотношение между фазным и линейным напряжением Линейное напряжение рассчитывается как √трёхкратное значение фазного напряжения при соединении звездой. Фазное напряжение и линейное напряжение равны друг другу для соединения треугольником.
Соотношение между фазным током и линейным током Фазный ток и линейный ток при соединении звездой равны друг другу. Линейный ток в √трое больше фазного тока для соединения треугольником.
Скорость в качестве пускателя Двигатели, подключенные звездой, обычно медленнее, поскольку они получают 1/3 часть напряжения. Двигатели, подключенные по схеме треугольника, обычно быстрее, поскольку они получают полное сетевое напряжение.
Фазное напряжение Значение фазного напряжения для звездообразного соединения ниже, поскольку они получают только 1 / √3 часть линейного напряжения. Значение фазного напряжения выше, чем фазное напряжение, а линейные напряжения равны.
Требования к изоляции Низкий уровень изоляции, необходимый для соединения звездой. Для соединения треугольником требуется высокий уровень изоляции.
Использование В сетях передачи электроэнергии используется соединение звездой. В системе распределения электроэнергии используется соединение треугольником.
Требуемое количество оборотов. Для соединения звездой требуется меньшее количество витков. Для соединения треугольником требуется большее количество витков.
Полученное напряжение Каждая обмотка получает напряжение 230 В при соединении звездой. При соединении треугольником каждая обмотка получает 414 вольт напряжения.
Доступные системы Доступно соединение звездой трехпроводных трехфазных и четырехпроводных трехфазных систем. Доступно соединение треугольником трехпроводных трехфазных систем и четырехпроводных трехфазных систем.
Узнайте об основах схемы переменного тока: Щелкните здесь!
Преобразование звезды в треугольник
Преобразование из звезды в треугольник и из треугольника в звезду
Сеть «звезда» может быть преобразована в сеть «треугольник», а сеть, соединенная треугольником, при необходимости может быть преобразована в сеть «звезда».Преобразование схем необходимо, чтобы упростить сложный курс, и, таким образом, расчет становится более легким.
Преобразование со звезды в треугольник
В этом преобразовании сеть, соединенная звездой, заменяется эквивалентной сетью, соединенной треугольником. Приведены звездочка и замененная дельта-фигура. Соблюдайте уравнения.
Значение Z ₁, Z ₂, Z ₃ дано в терминах Z _A, Z _B, Z _C.
Z ₁ = (Z _A Z _B + Z _B Z _C + Z _C Z _A) / Z _C = Σ (Z _A Z _B) / Z _C
Z ₂ = (Z _A Z _B + Z _B Z _C + Z _C Z _A) / Z _B = Σ (Z _A Z _B) / Z _B
Z ₃ = (Z _A Z _B + Z _B Z _C + Z _C Z _A) / Z _A = Σ (Z _A Z _B) / Z _A
Мы можем легко преобразовать соединенную звездой сеть в соединение треугольником, если мы знаем сети, соединенные звездой. ценить.
Узнайте о расширенных схемах переменного тока: Щелкните здесь!
Преобразование из треугольника в звезду
В этом преобразовании сеть, соединенная треугольником, заменяется эквивалентной сетью, соединенной звездой. Приведены дельта и замененная звездочка. Соблюдайте уравнения.
Значение Z _A, Z _B, Z _C дается в терминах Z ₁, Z ₂, Z _3.
Z _A = (Z ₁ Z ₂) / (Z ₁ + Z ₂ + Z ₃)
Z _B = (Z ₂ Z ₃) / (Z ₁ + Z ₂ + Z ₃)
Z _C = (Z ₁ Z ₃) / (Z ₁ + Z ₂ + Z ₃)
We можно легко преобразовать сеть, соединенную по схеме «треугольник», в сеть, соединенную по схеме «звезда», если мы знаем значение сети, соединенной по схеме «треугольник».
Обложка GIF от: GIPHY
О Sudipta Roy
Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями.
Я очень заинтересован в изучении современных технологий, таких как искусственный интеллект и машинное обучение.
Мои работы посвящены предоставлению точных и обновленных данных всем учащимся.
Мне доставляет огромное удовольствие помогать кому-то в получении знаний.
Давайте подключимся через LinkedIn — https: // www.linkedin.com/in/sr-sudipta/
Почему соединение звездой используется в статоре высоковольтного двигателя.
Для трехфазного двигателя обмотка статора имеет два способа соединения: угловое соединение и соединение звездой. В способе соединения звездой хвост трехфазной обмотки соединяется вместе, а головка трехфазной обмотки соединяется с источником питания.
Возможны два варианта подключения звездой: подключение сторонних источников и внутреннее подключение звездой.Двигатель с внутренним соединением звездой должен фиксировать точку звезды, соединенную трехфазной обмоткой, в соответствующей части обмотки статора, с тремя выходными концами, выходящими наружу, в то время как внешнее соединение выводит всю головку и хвост трехфазной обмотка, при этом осуществляется внешнее подключение и электромонтаж двигателя.
Метод соединения треугольником заключается в соединении головки одной фазной обмотки с хвостом другой фазной обмотки, то есть U1, W2, V1, U2, W1, V2, и точка соединения подключается к источнику питания.
Если каждую фазную обмотку рассматривать как линию, после соединения звезд они очень похожи на светящиеся звезды, а соединение треугольником очень похоже на треугольник, поэтому оно называется соединением звезды или соединением треугольника.
Мы также можем подключить треугольный двигатель в двух случаях: внутренний угол и внешний угол.
Если это двигатель с одним напряжением, возможны как внутренние, так и внешние соединения, но для двигателей с двумя напряжениями верхняя и задняя части трехфазных обмоток могут быть только вытянуты, а затем может быть выполнено внешнее соединение. выход в соответствии с напряжением, с высоким напряжением, соответствующим соединению звездой, и низким напряжением, соответствующим угловому соединению.
Для низковольтных двигателей он будет обрабатываться секциями в соответствии с мощностью, например, двигатели базовой серии в соответствии с границей 3 кВт, не превышающей 3 кВт при соединении звездой, другие соединения угловым соединением, а для двигателей с регулируемой частотой — разграничением 45 кВт, не более 45кВт при соединении звездой, остальное при соединении под углом; в то время как для подъемных и металлургических двигателей, в соответствии с соединением звездой, подъемные двигатели с большими техническими характеристиками также будут использовать угловое соединение.
No related posts.