Соединение треугольник и звезда в трехфазных цепях: Трехфазный ток. Соединение звездой и треугольником

Трехфазный ток. Соединение звездой и треугольником

До сих пор мы изучали переменный ток, который создавался одной э. д. с. Такой ток называется однофазным переменным током. Система из трех однофазных токов, создаваемых тремя э. д. с. одной частоты, но сдвинутых один относительно другого на одну треть периода (120°), называется трехфазным током.

Трехфазный ток вырабатывают трехфазные генераторы. На рис. 1 схематически показан трехфазный генератор, на неподвижной части которого, называемой статором, расположены три отдельные обмотки.

Подвижная часть генератора, называемая ротором, представляет собой электромагнит. При вращении ротора в катушках обмотки статора индуктируется э. д. с.

Так как обмотки смещены одна относительно другой на 120°, то в них индуктируются э. д. с., у которых амплитуды смещены по фазе также на 120°, т. е. в трех обмотках индуктируются э. д. е., угол сдвига фаз между которыми ф = 120° (каждую обмотку обычно называют фазой).

Рис. 2

Рис. 3

Начала обмоток обозначаются буквами А, В и С, концы соответственно x, у и z.
К кольцам 1 и 2 присоединены концы обмотки электромагнита. Щетки 3, 4 служат для ввода постоянного тока.

Графики э. д. с. в трех обмотках трехфазного генератора представлены на рис. 2.

В трехфазном генераторе как бы имеются три однофазных генератора с общей магнитной системой. Представим, что генератор трехфазного тока подключен к нагрузке так, как показано на рис. 3.

Через А₁, А₂, А₃ обозначены обмотки (фазы) генератора, а через А₁^,, А₂^,, А₃^, — фазы потребителей (электрические лампы).

Три провода B₁ — B₁^,; B₂ — B₂^,; B₃ — B₃^, можно соединить вместе в один провод (рис. 4) ОО

,, называемый нулевым или нейтральным.

Так как алгебраическая сумма трех равных, сдвинутых друг относительно друга на 120°, синусоидальных токов в любой момент времени равна нулю, то при равномерной нагрузке фаз этот провод не нужен, так как ток в нем в этом случае равен нулю. Точка О, в которой соединяются все три фазы обмотки машины и нулевой провод, называется нулевой или нейтральной.

Рис. 4

Рис. 5

Соединение фаз генератора трехфазного тока, показанное на рис. 4, называется соединением звездой. Аналогичное соединение цепей нагрузки называется включением нагрузки звездой.

Напряжение между началом и концом фазы называется фазовым напряжением и обозначается Uф.

Напряжение между концами фаз или проводами линий называется линейным напряжением

и обозначается Uл. Соответственно и величина тока называется фазовой (Iф) или линейной (Iл). Очевидно, что при соединении звездой Iл  = Iф , так как фаза генератора и соответствующая линия соединены последовательно.

Величина линейного напряжения при соединении фаз звездой равна

в чем можно легко убедиться, измеряя напряжение между двумя линейными проводами и сравнивая его с напряжением между нулевым проводом и линейным.

Другое соединение фаз генератора трехфазного тока и его потребителей — соединение треугольником — показано на рис. 5. При соединении треугольником фазы включены последовательно: конец одной соединен с началом другой и т. д., сумма э. д. с. трех фаз в каждый момент времени равна нулю. Поэтому при отключении внешней цепи ток в фазах будет равен нулю. При соединении треугольником фазовое напряжение равно линейному Uф = Uл, а сила тока в линии при равномерной нагрузке фаз равна

3.7. Трехфазные цепи – В помощь студентам БНТУ – курсовые, рефераты, лабораторные !

3.7. Трехфазные цепи

Общие сведения. Трехфазной цепью называют совокупность трех однофазных электрических цепей (фаз), в каждой из которых действует задающее напряжение одной и той же частоты, сдвинутые относительно друг друга обычно на угол равный 120º.

Трехфазное напряжение может быть получено с помощью трехфазного синхронного генератора, который имеет ротор и статор с тремя сдвинутыми относительно друг друга на угол 120º обмотками А,В,С. При вращении ротора в обмотках А,В,С генерируется напряжение, имеющее одинаковую частоту и амплитуду, но сдвинутые относительно друг друга на угол 120º. Напряжения на зажимах обмоток называются фазными напряжениями и обозначаются UA,UB,UC. В комплексной форме эти напряжения имеют вид: UA=Ue-j0; UB=Ue-j2π/3; UC=Ue-j4π/3=Uej2π/3.

 

Временные диаграммы ЭДС и векторные диаграммы напряжений в обмотках А,В,С приведены на рис.3.16,а) и б) соответственно

Каждая обмотка (фаза) генератора соединена линейными проводами с нагрузкой Z. На практике применяют различные комбинации соединения фаз генератора и нагрузки: звезда – звезда, треугольник – треугольник, звезда – треугольник и т.п.

Схемы соединения трехфазных цепей. При соединении звездой начала фазных обмоток генератора соединяют в одну точку (рис. 3.17), которую называют нейтральной (нулевой). Другие концы фазных обмоток А,В,С соединяют с сопротивлениями нагрузкиZ , которые в рассматриваемом случае, также соединены звездой. Нулевые точки генератора  и нагрузки могут быть соединены проводом или не соединены (на рисунке показано пунктирной линией).

При соединении треугольником начало одной фазной обмотки генератора соединяют с концом следующей по порядку обмотки, образуя замкнутый треугольник (рис.3.18). Аналогичным образом соединяют сопротивления нагрузкиZ и затем проводами (линиями) соединяют вершины треугольников.

 

Напряжения и токи в фазах генератора и нагрузки называются фазными и обозначаются Uф и Iф. Токи в линейных проводах и напряжения между ними называются линейными и обозначаются UЛ и IЛ.

Из схем соединения (рис.3.16 и 3.17) видно, что при соединении звездой и симметричной нагрузке (все сопротивления Z в фазах равны) IЛ= Iф, а при соединении треугольником UЛ= Uф во всех фазах.

Векторные диаграммы напряжений и токов для соединения звездой и треугольником при условии, что Z=R приведены на рис.3.19.

          

Из диаграмм видно, что при соединении звездой  ,а при соединении треугольником   .

Расчет трехфазной цепи. При соединении звездой и при симметричной нагрузке потенциалы узлов О и О΄ одинаковы и их можно объединить нулевым проводом, и тогда

                                                                           (3.100)

Если известны фазные напряжения UA, UB, UC, то токи в отдельных фазах будут определяться выражениями

;;                                          (3.101)

На основании второго закона Кирхгофа находим линейные напряжения

;;                 (3.102)

Если нагрузка имеет комплексный характер Z=R+jX, то диаграмма напряжений (рис.3.19,а) будет сдвинута на угол φ=arctg(X/R) относительно диаграммы токов (рис.3.19,б).

Если заданы линейные напряжения UAB, UBC, UCA, то цепь рассчитывают следующим образом. Находят токи по формулам

;;                                           (3.103)

Подставив (3.103) в (3.100) будем иметь , откуда находим

                                                            (3.104)

Используя (3.102) выразив UB и UC через UAВ и UCA и подставив в (3.104) получаем

                                  (3.105)

Аналогичным образом находим фазные напряжения UB и UC:

                                (3.106)

                                  (3.107)

Подставив (3.105 – 3.107) в (3.103) найдем токи IA, IB, IC.

При соединении треугольником  и при заданных фазных (линейных) напряжениях фазные токи определяются по закону Ома:

;;                (3.108)

В соответствии с первым законом Кирхгофа для узлов А, В и С линейные токи равны:

;;                         (3.109)

Мощность в трехфазных цепях. Активная мощность в каждой фазе определяется произведениями фазных токов и напряжений и косинусами углов сдвига между токами и напряжениями

                                                                                (3. 110)

Общая активная мощность, потребляемая в трехфазной цепи, равна сумме мощностей в отдельных фазах нагрузки:

                                                                     (3.111)

Учитывая (3.110) и (3.111) общая мощность для симметричной нагрузки будет равна:

                                            (3.112)

Аналогично определяем реактивную потребляемую мощность, которая для симметричной нагрузки имеет вид

                                                    (3.113)

В выражениях (3.112) и (3.113) учтено, что при соединении звездой ;, а при соединении треугольником ; .

Соединение ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК

Перейти к основному содержанию

Г К.

Г К.

SDE-1 @ Миндкош А.И.

Опубликовано 30 декабря 2018 г.

+ Подписаться

a) Соединение ЗВЕЗДОЙ

Рассмотрим следующую трехфазную систему с тремя отдельными однофазными цепями. В этой системе нам нужно 6 проводников для подачи питания от источника к нагрузке.

Мы можем объединить обратный путь трех цепей и, таким образом, уменьшить количество проводников до 4.

Однако, если нагрузка и источник во всех трех цепях сбалансированы, то мгновенная сумма токов всех трех фаз (Ia + Ib + Ic) равно нулю. Используя эту концепцию, мы также можем исключить обратный путь.

Таким образом, мы установили соединение STAR.

Преимущества:

• Та же мощность передается на нагрузку только по 3 проводникам вместо 6 проводников.
• Если бы использовались отдельные однофазные цепи, то фазное напряжение было бы равно линейному напряжению. Но при соединении по схеме ЗВЕЗДА фазное напряжение составляет всего 57,7% (1/корень(3)) от межфазного напряжения. Следовательно, при том же номинальном напряжении трансформатору потребуется в 57,7 % раз меньше изоляции при использовании соединения по схеме «звезда».
• Используется на вторичной стороне повышающего трансформатора.

b) Соединение треугольником

Рассмотрим следующую трехфазную систему с тремя отдельными однофазными цепями. Опять же, нам нужно 6 проводников для подачи питания от источника к нагрузке.

Однако в сбалансированной трехфазной системе сумма мгновенных напряжений фаз a, b и c равна нулю. На рисунке это можно проверить, применив закон Кирхгофа о напряжении вокруг контура A-B-B’-C-C’-A’. Поскольку чистая ЭДС в этом контуре равна нулю (Eab + Eb’c + Ec’a’ = 0), мы можем соединить А-А’; В-В’ и С-С’. Точно так же мы можем комбинировать проводники AE и A’E’; БД и Б’Д’; и C’F & CF’

Обратите внимание, что, в отличие от соединения ЗВЕЗДОЙ, здесь нам не обязательно нужна сбалансированная трехфазная нагрузка для формирования соединения ТРЕУГОЛЬНИК, поскольку это позволяет протекать в системе несимметричному току нагрузки. Однако всегда желательна сбалансированная трехфазная нагрузка.

Таким образом, мы уменьшили количество проводников до 3 и сделали соединение треугольником.

Преимущества:

• Та же мощность передается на нагрузку только по 3 проводникам вместо 6 проводников.
• Если бы использовались отдельные однофазные цепи, то фазный ток был бы равен линейному току. Но при подключении по схеме «ТРЕУГОЛЬНИК» фазный ток составляет всего 57,7% от линейного тока. Таким образом, для того же номинального тока трансформатору потребуется на 57,7 % меньше площади проводника и потребности в охлаждении при использовании соединения треугольником.
• Используется на вторичной стороне понижающего трансформатора.
• Может помочь предотвратить появление 3-й гармоники тока в линии.

Вывод

Соединение ЗВЕЗДОЙ и ТРЕУГОЛЬНИКОМ возможно только при сбалансированной трехфазной системе. И это строительный блок всей энергетической системы.

• Очистка воды на основе графена

  30 января 2022 г.

• Приложение REST API для детского магазина

  2 января 2021 г.

• Алгоритм потока нагрузки Гаусса-Зейделя, реализованный в программном обеспечении с открытым исходным кодом GNU Octave

  6 марта 2019 г.

• Вращающееся магнитное поле в практических машинах переменного тока и его визуализация в LabVIEW

  21 января 2019 г.

  

• Вращающееся магнитное поле в элементарной машине переменного тока и его визуализация в LabVIEW

  11 января 2019 г.

• 3 основных заблуждения в ЭЭ, которые стали частью жизни.

  31 декабря 2018 г.

• Различие между Flux и Flux Linkage

  31 декабря 2018 г.

• Основа трехфазной энергосистемы: часть 1 (устранение колебаний мощности)

  30 декабря 2018 г.

  

• Интуитивное представление о коэффициенте мощности смещения

  30 декабря 2018 г.

• Что такое Load и Source?

  30 декабря 2018 г.

Трехфазное соединение треугольником

Трехфазное соединение треугольником

Реклама

Реклама

1 из 6

Верхний обрезанный слайд

Скачать для чтения в автономном режиме ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПО ТРЕУГОЛЬНИКУ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ, ТРЕУГОЛЬНИК ПРЕИМУЩЕСТВА

Реклама

Реклама

Трехфазное соединение треугольником

1. Трехфазное соединение треугольником:- • Что такое соединение треугольником (Δ)? Система Delta или Mesh Connection (Δ) также известна как Three Phase Three. Проводная система (3-фазная 3-проводная), и это наиболее предпочтительная система для переменного тока. передача энергии, а для распределения обычно используется соединение «звезда». В системе взаимосвязи «Дельта» (также обозначаемой буквой Δ) начальные концы к конечным концам катушки подключаются три фазы или катушки. Или начальный конец первого витка соединен с конечным концом второго витка и так далее (для всех трех катушек), и это выглядит как замкнутая сетка или цепь. Проще говоря, все три катушки соединены последовательно, образуя тесную сетку. или цепь. Три провода выведены из трех разветвлений и все отходящие токи от соединения считаются положительными. При соединении треугольником соединение трех обмоток выглядит как короткое замыкание. цепи, но это неверно, если система сбалансирована, то значение алгебраическая сумма всех напряжений вокруг сетки равна нулю при соединении треугольником. Когда клемма открыта в Δ, то нет возможности протекания токов с основная частота вокруг закрытой сетки.
2. • НЕТ НЕЙТРАЛЬНОГО :- Настоящая дельта-конфигурация не имеет нейтрали. Это 3-х фазный, незаземленный источник питания. система, в которой соединение с любыми двумя узлами имеет одинаковое напряжение. Это можно иметь дельта-систему с нейтралью, что обычно делается коснитесь центра одного из трех трансформаторов и вытащите оттуда нейтраль • ПОЧЕМУ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ?:- Фазное напряжение ниже линейного напряжения при соединении звездой, поэтому двигатели или диски, соединенные звездой, работают на более низкой скорости по сравнению с соединение дельта. Star Connection предпочтительнее в системе передачи, так как требуемая изоляция по напряжению меньше. Соединение треугольником используется в распределении система Соединения треугольником часто используются в приложениях, требующих высокого пуска. крутящий момент. • ПРЕИМУЩЕСТВА ДЕЛЬТЫ — эффективный — больше крутящий момент — простая конструкция двигателя — защита проста и менее затратна — стоимость строительства дешевле (3 проводника вместо 4) — тяжелые приложения — используется в ротационных конвейерах — меньший ток на обмотку при той же выходной мощности — основные приложения в производстве, передаче и распределении электроэнергии — вторичная обмотка трансформатора обеспечивает все 3 фазы (если одна из них потеряна, вы все равно есть 2) НЕДОСТАТКИ ДЕЛЬТЫ — нет общей нейтральной точки — обнаружение замыкания на землю затруднено — низковольтное соединение
3. • Значения напряжения, тока и мощности при соединении треугольником (Δ) Линейный ток, линейное напряжение, фазный ток, фазные напряжения и Питание в трехфазной системе переменного тока Delta. 1. Линейные напряжения (VL) и фазные напряжения (VPh) в треугольнике Связь:- На рис. 2 видно, что между двумя клеммами имеется только одна фазная обмотка (т.е. однофазная обмотка между двумя проводами). Таким образом, в Delta Connection напряжение между (любой парой) двух линий равно фазному напряжению фазная обмотка, которая подключается между двумя линиями. Поскольку последовательность фаз R → Y → B, следовательно, направление напряжения от фазы R к фазе Y положительно (+), а напряжение фазы R равно с опережением на 120° от напряжения фазы Y. Аналогично, напряжение фазы Y равно опережает на 120 ° от фазного напряжения B и его направление положительное от Y в сторону Б. Если линейное напряжение между; • Линия 1 и линия 2 = VRY • Строка 2 и Строка 3 = VYB • Строка 3 и Строка 1 = VBR Затем мы видим, что VRY опережает VYB на 120°, а VYB опережает VBR на 120°. Предположим, VRY = VYB = VBR = VL …………… (Сетевое напряжение) Затем ВЛ = ВПХ т.е. при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.
4. 2. Линейные токи (IL) и фазные токи (IPh) в треугольнике Связь:- Из приведенного ниже (рис. 2) видно, что общий ток каждой линии составляет равна векторной разнице между двумя фазными токами при соединении треугольником течет по этой линии. то есть; • Ток в линии 1= I1 = IR – IB • Ток в линии 2 =I2 = IY – IR • Ток в линии 3 =I3 = IB – IY {Векторная разница} Ток линии 1 можно найти, определив разность векторов между IR и IB, и мы можем сделать это, увеличив вектор IB в обратном порядке, так что IR и IB составляют параллелограмм. Диагональ этого параллелограмма показывает разность векторов IR и IB, которая равна току в строке 1= I1. Более того, обращая вектор IB, он может обозначаться как (-IB), следовательно, угол между IR и -IB (IB, если перевернуть = -IB) равен 60°. Если, IR = IY = IB = IPH…. Фазные токи Затем; Ток, протекающий по линии 1, будет равен; IL или I1 = 2 x IPHx Cos (60°/2)
5. = 2 x IPH x Cos 30° = 2 x IPH x (√3/2) …… Так как Cos 30° = √3/2 ИЛ = √3 дюйм в час т. е. при соединении треугольником линейный ток в √3 раза больше фазного тока. Точно так же мы можем найти развертку двух линейных токов, как указано выше. то есть, I2 = IY – IR … Разница векторов = √3 IPH I3 = IB – IY … Разность векторов = √3 IPH Поскольку все линейные токи равны по величине, т.е. I1 = I2 = I3 = ИЛ Следовательно ИЛ = √3 ИПХ • Питание в соединении треугольником Мы знаем, что мощность каждой фазы; Мощность / Фаза = VPH x IPH x CosФ И суммарная мощность трех фаз; Суммарная мощность = P = 3 x VPH x IPH x CosФ ….. (1) Мы знаем, что значения фазного тока и фазного напряжения в треугольнике Связь; IPH = IL /√3 ….. (От IL = √3 IPH) ВПХ = ВЛ Ввод этих значений в уравнение мощности……. (1) P = 3 x VL x ( IL/√3) x CosФ …… (IPH = IL / /√3) P = √3 x√3 x VL x ( IL/√3) x CosФ …{ 3 = √3x√3 } P = √3 x VLx ILx CosФ … Отсюда доказано; Мощность в Delta Connection, P = 3 x VPH x IPH x CosФ …. или P = √3 x VL x IL x CosФ
6. • ЗАКЛЮЧЕНИЕ:- 1. После работы или выполнения этого проекта мы получаем подробные знания о соединении треугольником.

   No related posts.