Меню

Может ли геометрическая сумма линейных токов трехфазной системы быть отличной от нуля

Электротехника, электроника и схемотехника модуль 4 — ответы

Ответы на модуль 4 (ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ. ТРЕХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ ЭДС.) по предмету электротехника, электроника и схемотехника.

1) Какое международное обозначение имеет каждая из фаз трехфазной цепи? А, В, С.

2) Линейным током в трехфазной сети называется ток, протекающий: в линейных проводах по направлению от генератора к приемнику.

3) Соединение в трехфазной сети по схеме «треугольник» образуется, когда: концы каждой из фазных обмоток соединяются с началом другой фазы, а точки соединения подключаются линейными проводами с трехфазным приемником.

4) В трехфазной системе мгновенные значения напряжения и тока каждой фазы сдвинуты друг относительно друга во времени на величину: ∆ω = 120º.

5) Величина реактивной мощности симметричной трехфазной цепи не связана прямо пропорциональной зависимостью: с синусом угла сдвига фаз между линейными напряжением и током.

6) Что не относится к достоинствам трехфазной симметричной системы? обеспечивает простоту в конструкции и надежность в работе элементов трехфазной системы.

7) Для оптимального измерения активной мощности симметричной трехфазной цепи с нулевым проводом используется: схема с одним ваттметром, который включается в одну из фаз и измеряет активную мощность только этой фазы.

8) В симметричной трехфазной сети по схеме «звезда» векторы линейного и двухфазных напряжений образуют: три равнобедренных треугольника, острые углы которых равны 30º.

9) Общий провод NN’ трехфазной симметричной системы обладает следующим свойством: мгновенное значение тока в данном проводе равно нулю в любой момент времени.

10) В трехфазной сети, соединенной по схеме «треугольник», коэффициент отношения линейного тока к фазному току, равен: √3.

11) Режим перекоса фазных напряжений в трехфазной системе приемника возникает при включении: несимметричной трехфазной нагрузки по схеме «звезда» без нулевого провода.

12) Величина активной мощности симметричной трехфазной цепи не связана прямо пропорциональной зависимостью: с синусом угла сдвига фаз между линейными напряжением и током.

13) Трехфазная система – это: совокупность трех независимых цепей переменного тока, каждая из которых называется фазой.

14) При соединении трехфазной сети по схеме «треугольник»: номинальное фазное напряжение приемника равно линейному напряжению генератора.

15) При соединении симметричной трехфазной сети по схеме «звезда» линейные токи: равны по значению и совпадают по направлению с фазными токами.

16) Трехфазное соединение по схеме «звезда» применяется в том случае, когда: номинальное напряжение приемника равно фазному напряжению генератора.

17) В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в нулевом проводе в трехфазной сети по схеме «звезда» равен: геометрической сумме линейных (фазных) токов.

18) В каком из случаев трехфазное соединение по схеме «звезда» без нулевого провода не может применяться? при подключении к несимметричной трехфазной нагрузке.

19) В симметричной трехфазной сети, соединенной по схеме «звезда», коэффициент отношения линейного напряжения к фазному напряжению равен: √3.

20) Линейные напряжения в трехфазной схеме «звезда» определяются как: векторная сумма фазных напряжений.

21) В векторной диаграмме соединения трехфазной сети по схеме «треугольник» углы между векторами линейных напряжений составляют: 120º.

22) Линейные токи при симметричной нагрузке в трехфазной сети по схеме «треугольник» сдвинуты друг относительно друга на: 120º.

23) Трехфазное соединение по схеме «звезда» образуется, если: начала трехфазных обмоток генератора объединены в одну общую нейтральную точку.

24) Какое из условий не выполняется в трехфазной сети по схеме «треугольник»? линейные напряжения равны фазным напряжениям.

25) Нейтральным током в трехфазной сети называется ток, протекающий: в нулевом проводе по направлению от приемника к генератору.

Источник

Основные сведение о трехфазной системе переменного тока

Трехфазная система переменного тока получила широкое применение, т. к. имеет ряд преимуществ по сравнению с системой однофазного переменного тока. Поэтому чаще всего электрическая энергия вырабатывается, передается и распределяется между потребителями трехфазными системами. Подавляющее большинство электродвигателей является двигателями трехфазного переменного тока.

Чтобы в трехфазной системе можно было одновременно пользоваться двумя различными напряжениями (например, 380 В — для питания электродвигателей и 220 В — для питания электрических ламп и других однофазных потребителей) применяют четырехпроводную систему электроснабжения. Четырехпроводная линия трехфазной системы имеет четыре провода: три линейных, по которым протекают линейные токи IA, IB, IC и один нулевой (нейтральный) провод, предназначенный для поддержания одинаковых значений фазных напряжений на всех трех фазах потребителя. По нулевому проводу может протекать уравнительный ток I, называемый нулевым или нейтральным током. Такая система соединения обмоток трехфазного генератора и приемников (потребителей) называется «звездой» и показана на рисунке 1.

2. Свойства трёхфазной цепи соединённой по схеме «звезда»

При соединении в звезду фазный ток IФ и линейный ток IЛ есть оно и тоже.

Напряжение между линейными проводам, называемое линейным напряжением (например, U), оказывается в Ö3 раз больше, чем фазное напряжение источника питания UA, UВ или UС:

3. Векторные диаграммы напряжений и токов при соединении схеме «звезда»

Рисунок 2 Рисунок 3

Если трехфазная система симметричная (все сопротивления и мощности фазных потребителей одинаковы), то по всем трем фазам протекают одинаковые по величине токи, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120°. Ток в нейтральном проводе при этом равен нулю. Напряжения на всех фазах потребителя также отличаются друг от друга только по начальной фазе на 120° (рисунок 2).

При включении в разных фазах различных по мощности потребителей (несимметричная нагрузка), токи каждой фазы (в каждом линейном проводе) отличаются друг от друга не только начальной фазой, но и величиной. По нейтральному проводу при этом протекает ток, вектор которого на основании первого закона Кирхгофа равен геометрической сумме векторов фазных токов (рисунок 3). I=IA+IB +IC . Обрыв нейтрального провода (трехпроводная система) при несимметричной нагрузке приводит к изменению напряжений на всех фазах потребителей и появлению напряжения смещения нейтрали.

Тема: «Соединение обмоток трехфазного генератора и приемников потребителей энергии треугольником».

Общие сведения

Соединением треугольником называют такую трёхфазную цепь, в которой фазы генератора и фазы приёмника образуют два замкнутых контура, в которых начало первой фазы соединяется с концом третьей, конец первой фазы- с началом второй, а конец второй – с началом третьей.

Читайте также:  Схема регулятора тока в сварочном аппарате

Токи Iа,Iв,Iс называются линейными, а токи Iав, Iвс, Iса— фазными.

Положительные направления ЭДС в обмотках генератора, соединённых треугольником, сохраняются такими же, как и при соединении звездой: от конца обмотки к началу. Положительные направления токов совпадают с положительными направлениями ЭДС.

Соединение в «Треугольник» получается при соединении концов фаз и начал фаз согласно рисунок 1.

2. Свойства трёхфазной цепи соединённой по схеме «треугольник»

1.Нет нулевого провода и фазное напряжение (на обмотке) равно линейному напряжению между проводами питающей сети:

2.Линейный ток в проводах сети больше, чем ток в фазе (обмотке):

3. Векторная диаграмма напряжений и токов в фазах генератора при соединении обмоток треугольником

При включении нагрузок в сеть трёхфазного переменного тока треугольником каждая группа нагрузки окажется включённой между двумя линейными проводами.

Вывод: Таким образом мы рассмотрели трёхфазные симметричные электрические цепи переменного тока соединённые треугольником и звездой.

Очень ценным свойством четырёх проводной системы является возможность получения различных напряжений.

Так, если включить приёмники энергии между линейными проводами и нулевым проводом, т.е звездой, то они окажутся включёнными на фазные напряжения. Если другую группу приёмников соединить треугольником, то они будут включены только между линейными проводами и окажутся под линейным напряжением, большим в раза фазного.

Четырёхпроводная система широко используется для электроснабжения смешанных осветительно-силовых нагрузок. Осветительные нагрузки включают на фазное напряжение, а силовые нагрузки (электродвигатели) на линейное напряжение.

4. Мощность в трёхфазной цепи.

Мощность потребляемая нагрузкой от сети трёхфазного тока равна сумме мощностей, потребляемых отдельными фазами, т.е.:

(1)

При равномерной нагрузке мощность, потребляемая каждой фазой:

(2)

Мощность потребляемая всеми тремя фазами:

(3)

При соединении приёмников энергии звездой соотношения между линейными и фазными значениями напряжений и токов:

(4)

Следовательно, мощность потребляемая нагрузкой от трёхфазной сети:

(5)

При соединении приёмников энергии «треугольником» соотношения между линейными и фазными значениями напряжений и токов:

(6)

Следовательно активная мощность потребляемая нагрузкой в обеих случаях

(соединённой звездой и треугольником) будет равна:

(7)

Реактивная мощность для соединений звезда, треугольник равна:

(8)

Полная мощность в трёхфазной цепи при симметричной нагрузке:

(9)

(10)

Вывод:Таким образом, при равномерной нагрузке мощность потребляемая от трёхфазной сети, независимо от схемы включения нагрузки, выражается формулой: (11)

При неравномерной нагрузке мощности в фазах различны ( ) и суммарная мощность потребляемая нагрузкой, равна:

(12)

Тема: «Электрические машины переменного тока».

Асинхронный двигатель.

Как правило, асинхронные машины используются в режиме двигателя. Асинхронный двигатель является наиболее распространенным в промышленности типом двигателя.

Рисунок 1 Рисунок 2

На рисунке 1 приведен вид асинхронной машины с короткозамкнутым ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – сердечник статора, 3 – обмотка статора, 4 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой, 5 – вал.

На рисунке 2 приведен вид асинхронной машины с фазным ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – обмотка статора, 3 – ротор, 4 – контактные кольца, 5 – щетки.

Асинхронный двигатель имеет неподвижную часть, именуемую статором, и вращающуюся часть, называемую ротором. В статоре размещена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле. Различают асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. В пазах ротора с короткозамкнутой обмоткой размещены алюминиевые или медные стержни. По торцам стержни замкнуты алюминиевыми или медными кольцами. Статор и ротор набирают из листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на вихревые токи. Фазный ротор имеет трехфазную обмотку (для трехфазного двигателя). Концы фаз соединены в общий узел, а начала выведены к трем контактным кольцам, размещенным на валу. На кольца накладывают неподвижные контактные щетки. К щеткам подключают пусковой реостат. После пуска двигателя сопротивление пускового реостата плавно уменьшают до нуля.

Частота вращающегося магнитного поля статора n1 зависит от числа пар полюсов двигателя р, на которое сконструирована обмотка статора, и от частоты тока трехфазной системы n1=60f/p. Частота тока в цепи (промышленная частота) f=50 Гц. Тогда формула примет вид n1 = 60*50/p = 3000/p об/мин.

Из формулы следует, что при любой механической нагрузке, которую может преодолеть двигатель, синхронная частота n1 остается неизменной, так как зависит только от конструкции обмотки статора.

Частота вращения ротора п2 связана с частотой n1характеристикой двигателя, которая называется скольжением, s (маленькая буква): s= (n1 n2)/n1n2= n1(1—s). Скольжение s изменяется от 0,01 до 0,06 или от 1 до 6 %, возрастая с увеличением нагрузки двигателя. Поэтому частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора двигателя. С ростом нагрузки двигателя частота п2 немного уменьшается, что и приводит к росту скольжения s. Из-за такого неравенства п2

Источник



НАЗНАЧЕНИЕ НУЛЕВОГО ПРОВОДА В ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОЙ ЦЕПИ

Рис. 69

Ток в нулевом проводе равен нулю при строго симметричной на­грузке. Если нагрузка несимметричная, т. е. , то нерав­ными будут и токи . Тогда на основе построения, ана­логичного приведенному на рис.64, нетрудно убедиться, что при симметрии фазных напряжений ток в нулевом проводе не будет равен нулю: (за исключением некоторых частных случаев).

Итак, при симметрии фазных напряжений и несимметрии нагрузки в нулевом проводе есть ток. Представим себе, что нулевой провод оборвался, При этом токи должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась рав­ной нулю:

Но при заданных сопротивлениях нагрузки токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений.

Следовательно, обрыв нулевого провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжении, симметричные фазные напряжения становятся несимметричными.

Рассмотрим топографическую векторную диаграмму, представленную на рис. 69.

Для простоты пренебрежем падением на­пряжения внутри обмоток генератора и проводах линии и будем считать, что напряжения на нагрузке равны э.д.с. генератора.

При несимметрии нагрузки и отсутствии нулевого провода фазные напряжения будут различными и точка О’ займет на векторной диаграмме положение, отличное от точки О.

Включим теперь нулевой провод с пренебрежимо малым сопро­тивлением, как показано на рис. 63. При этом потенциалы точек О и О’ окажутся одинаковыми. Это значит, что точки О и О’ на топогра­фической диаграмме рис. 69 должны быть совмещены.

Читайте также:  Как находить силу тока при параллельном соединении

Точка О на топографической диаграмме не может изменить своего положения, так как симметрия э.д.с. обеспечивается конструкцией генератора. Следовательно, точка О’ перейдет в точку О, т.е. фазные напряжения на нагрузке станут симметричными.

Таким образом, нулевой провод в четырехпроводной цепи пред­назначен для обеспечения симметрии фазных напряжений при несим­метричной нагрузке.

Несимметрия фазных напряжений недопустима, так как приводит к нарушению нормальной работы потребителей.

4.5. СОЕДИНЕНИЕ НАГРУЗКИ ТРЕУГОЛЬНИКОМ. ВЕКТОРНЫЕ

ДИАГРАММЫ, СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ФАЗНЫМИ И ЛИНЕЙНЫМИ ТОКАМИ И НАПРЯЖЕНИЯМИ

Рис. 70

Треугольником могут быть соединены как обмотки генератора, так и фазы нагрузки. При соединении треугольником фазные и ли­нейные напряжения равны: = (рис. 70).

Применяя первый закон Кирхгофа к узлам А, В и С, найдем связь между линейными и фазными токами . Для векторов токов справедливы соотношения:

Рис. 71

Этим уравнениям удовлетворяют векторные диаграммы, пред­ставленные на рис. 71.

При симметричной нагрузке

Из треугольника фазных и линейных токов (рис. 71) находим

Таким образом, при соединении треугольником

4.6. АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МОЩНОСТИ

ТРЕХФАЗНОИ ЦЕПИ. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ

Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощно­стей ее фаз:

Реактивная мощность трехфазной цепи равна сумме реактивных мощностей ее фаз:

Очевидно, что в симметричной трехфазной цепи

Мощность одной фазы определяется по формулам для однофазной цепи. Таким образом,

Эти формулы можно использовать для подсчета мощности симмет­ричной трехфазной цепи. Однако измерения фазных напряжений и токов связаны с некоторыми трудностями, так как необходим доступ к нулевой точке. Проще измерить линейные токи и напряжения непо­средственно на клеммах щита питания. Поэтому формулы мощности трехфазной системы записывают через линейные токи и напряжения.

При соединении звездой

При соединении треугольником

Таким образом, в обоих случаях активная мощность симметрич­ной цепи:

Аналогично реактивная мощность

Коэффициент мощности симметричной трехфазной цепи находят как отношение активной и полной мощностей:

Все эти формулы точны для симметричных цепей. Реальные цепи рассчитывают таким образом, чтобы их нагрузка была близка к сим­метричной, поэтому приведенные формулы имеют широкое приме­нение.

ТЕСТЫ ПО ГЛАВЕ 4

ТЕСТ 4.1 Принцип получения трехфазной э.д.с. Основные схемы соединений трехфазных цепей

Вопросы Варианты ответа Выбран вариант
1.При вращении рамок против часовой стрелки в них индуктируются э.д.с. eA = Em sinwt; eB = sin (wt – 120°); eC = sin (wt + 120°). Какие э.д.с. будут индуктироваться при вращении рамок по часовой стрелке? Те же самые
Знаки начальных фаз изменятся на противоположные
Направления векторов э.д.с. в рамках изменятся на противоположные
2.По ходу вращения за вектором ЕА следует вектор ЕВ, за вектором ЕВ – вектор ЕС. Изменится ли порядок следования векторов (порядок чередования фаз), если изменить направление вращения рамок? Изменится
Не изменится
3.Какие характеристики изменятся, если при прочих равных условиях увеличить скорость вращения рамок? Частота и начальные фазы
Частота и амплитуды
Амплитуды и начальные фазы
4.Сколько соединительных проводов подходит к генератору, обмотки которого образуют звезду?
3 или 4
5.С какой точкой соединяется начало первой обмотки при соединении обмоток генератора треугольником? С началом второй
С концом второй
С концом третьей

ТЕСТ 4.2 Соединение трехфазной цепи звездой. Четырехпроводная и трехпроводная цепи

Вопросы Варианты ответа Выбран вариант
1.Укажите правильное определение фазы. Фазой называется аргумент синуса в выражениях вида eA = Em sinwt; eB = Еm sin(wt – 120°) и т.д.
Фазой называется часть многофазной цепи, где протекает один из токов IA, IB и т.д.
Оба приведенные выше определения правильны
2.Чему равен ток в нулевом проводе при симметричной трехфазной системе токов? Нулю
Величине, меньшей суммы действующих значений фазных токов
3.Всегда ли векторная сумма токов фаз равняется нулю при отсутствии нулевого провода? Всегда
Не всегда
4.Может ли ток в нулевом проводе четырехпроводной цепи равняться нулю? Может
Не может
Он всегда равен нулю

ТЕСТ 4.3. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами

при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой

Источник

ТЕСТ 31. Соотношения между фазными и линейными напряжениями

И токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи,

Соединенной звездой

1.Какой из токов в схеме линейный, какой – фазный? 1.Оба тока линейные
2.Оба тока фазные
3.Ток I1 – линейный, ток I2 – фазный
4.Ток I2 – линейный, ток I1 – фазный
2.Между различными точками схемы, изображенной выше, включены вольтметры. Какой из них показывает линейное напряжение, какой – фазное? 1. Напряжение UАО – линейное, напряжение UВО – фазное
2. Напряжение UАВ – линейное, напряжение UВС – фазное
3. Напряжение UСА – линейное, напряжение UСО – фазное
3.Чему равен векторUАС, если UCA=UC-UA? 1.UAC=-UC-UA
2.UAC=UA-UC
3.UAC=UC+UA
4.Укажите причину того, что полярная и топографическая векторные диаграммы трехфазной цепи удовлетворяют одной и той же системе векторных уравнений 1. Уравнения имеют векторную форму
2. Уравнения написаны для симметричной нагрузки
3. Векторы можно переносить параллельно их начальному положению
5.Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейное напряжение 380 В. Определить фазное напряжение 1.380 В
2.250 В
3.220 В
4.127 В

ТЕСТ 32.Роль нулевого провода в четырехпроводной цепи.

1.Может ли геометрическая сумма линейных токов быть отличной от нуля при отсутствии нулевого провода? 1. Может
2. Не может
2.Будут ли меняться линейные токи при обрыве нулевого провода в случае: а) симметричной нагрузки; б) несимметричной нагрузки? 1.а) Будут; б) не будут
2.Будут
3.а) Не будут; б) будут
4.Не будут
3.За счет чего могут изменится линейные токи при постоянной ЭДС генератора и неизменных сопротивлениях нагрузки? 1. Изменения линейных напряжений
2. Изменения фазных напряжений
3. Изменения фазных и линейных напряжений
4.Чему равна разность потенциалов точек О и О ’ при наличии нулевого провода с активным сопротивлением R? 1.0
2.IR
3.Uл
5.Может ли нулевой провод, обладающий большим активным сопротивлением, обеспечить симметрию фазных напряжений при несимметричной нагрузке? 1. Может
2. Не может
Читайте также:  В цепи с индуктивностью напряжение отстает или опережает ток

ТЕСТ 33.Два режима работы источника питания

1.Являются ли приведенные схемы эквивалентными? 1.Не являются
2.Являются
2. Ток в данной схеме выражается формулой I=(E1-E2)/(R1+Rвт1+Rвт2), или в иной форме записи I=E1/(R1+Rвт1+Rвт2)-(R1+Rвт1+Rвт2). Отражает ли эта запись приведенные схемы? 1. Отражает
2. Не отражает
3.Как изменятся напряжения U1 и U2 на зажимах источников при уменьшении сопротивления R? 1.U1 увеличится U2 уменьшится
2.U1 и U2 увеличатся
3.U1 уменьшится U2 увеличится
4.U1 и U2 уменьшатся
4.Как изменятся напряжения U1 и U2 на зажимах источников при уменьшении тока I? 1. U1 уменьшится, U2 увеличится
2. U1 увеличится, U2 уменьшится
5.Имеет ли значение направление обхода цепи для определения разности потенциалов между любыми ее точками? 1.Не имеет
2.Имеет

ТЕСТ 34.Цепь с активным сопротивлением

Источник

Трехфазные цепи при соединении звездой

При соединении обмоток генератора звездой концы обмоток генератора (XYZ) электрически соединяются в одну точку О, которая называется нулевой или нейтральной.

При этом генератор соединяется с потребителем тремя или четырьмя проводами (рис. 3.4). Провода, подключенные к началам обмоток генератора, называются линейными, а провод, подключенный к нулевой точке О, называется нулевым или нейтральным.

В трехфазных системах различают фазные и линейные напряжения и токи.

Фазным называется напряжение между началом и концом обмотки генератора или между нулевым и линейным проводом потребителя.

Обозначаются фазные напряжения так: ; ; (рис. 3.4).

Так как сопротивление обмоток генератора мало, то фазные напряжения практически равны ЭДС в обмотках генератора.

Линейным называется напряжение между началами обмоток генератора или между линейными проводами.

Обозначение линейных напряжений: ; ; (рис. 3.4).

Каждое линейное напряжение определяется геометрической разностью двух соответствующих напряжений.

Каждое линейное напряжение при соединении обмоток генератора звездой определяется геометрической разностью двух соответствующих фазных напряжений, т.е.:

3.5

На основании 3.5 построена векторная диаграмма (рис. 3.4). (Вектор, соединяющий концы двух векторов, выходящих из одной точки, является их геометрической разностью).

Воспользовавшись этой диаграммой, можно доказать, что:

То есть в симметричной системе:

3.6

Различие двух напряжений (линейного и фазного) является достоинством четырехпроводной системы.

Например, в наших квартирах напряжение , а линейное напряжение питающей сети .

Фазный ток течет по обмотке генератора и в фазе потребителя — , а линейный ток в линейном проводе — .

При соединении звездой эти токи равны между собой:

3.7

При соединении обмоток генератора и потребителя звездой без нейтрального провода, трехфазная система представляет собой сложную цепь с двумя узловыми точками О и О´. О — нейтральная точка генератора, О´-нейтральная точка потребителя. Напряжения между этими точками называют напряжением смещения нейтрали.

Соединение генератора и потребителя звездой может осуществляться без нулевого провода (рис. 3.6) или с нулевым проводом (рис. 3.7).

Величина напряжения смещения нейтрали может быть определена методом узлового напряжения (в символической форме):

где — комплексы проводимостей фаз;

— комплекс проводимости нулевого провода.

где Za, Zb, Zcи Zo – комплексы соответствующих сопротивлений.

Напряжения на каждой фазе потребителей определяется по формулам:

; ; 3.10

Из векторной диаграммы рис 3.8, построенной с учетом 3.10 следует, что при наличии смещения нейтрали даже при симметричной системе ЭДС, но с разными сопротивлениями потребителей, напряжения на фазах потребителей будут различными.

Токи в фазах могут быть определены по формулам:

Соединение звездой без нулевого провода применяют при подключении обмоток трехфазных двигателей, а соединение с нулевым проводом при подключении несимметричной нагрузки, например, жилых домов. При этом к домам подводят три фазы и нулевой провод, а внутри каждого дома стремятся примерно одинаково загрузить каждую из фаз, чтобы общая нагрузка была более или менее симметричной. К каждой квартире подводят нулевой провод и одну из фаз. Установка предохранителей или автоматических выключателей в нулевом проводе на распределительных щитах категорически запрещена, так как при его перегорании фазные напряжения могут стать неравными, а это приводит к превышению номинального напряжения в некоторых фазах и выходу из строя строительных и бытовых приборов.

Напряжения на фазах потребителя при симметричной системе ЭДС будут одинаковыми, если отсутствуют напряжения смещения нейтрали: .

Напряжение смещения нейтрали равно нулю при равномерной (симметричной) нагрузке фаз или при наличии нулевого провода.

Рассмотрим эти условия.

1. При равномерной нагрузке фаз

3.12

равны как модули этих сопротивлений Za= Zb= Zc, так и фазовые углы: φa= φb = φc.

Пусть комплекс фазного сопротивления

, 3.13

тогда его модуль

, 3.14

а угол сдвига фаз между током и напряжением

Далее следует

2. При симметричной нагрузке и наличии нейтрального провода (рис. 3.7) , а

Так как равно нулю и напряжения на фазах потребителей одинаковы, комплексы токов в фазах:

Для действующих значений:

Угол сдвига фаз между током и напряжением определяется характером нагрузки (см. 3.14).

Ток в нулевом проводе (рис. 3.6) определяется геометрической суммой токов в фазах:

3.18

Очевидно, что при равномерной нагрузке фаз и равных фазных напряжениях токи в фазах равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на 120 0 . Векторная диаграмма (рис. 3.8) построена для активно-индуктивной нагрузки, ток отстает от напряжения на угол:

3.19

Сумма векторов токов равна нулю: . То есть в симметричных системах нет необходимости в нейтральном проводе.

Если при соединении звездой с нулевым проводом нагрузка несимметрична, то соотношения 3.16 и 3.18 остаются справедливыми. Следует только помнить, что в этом случае в нулевом проводе появляется ток. Это приводит к незначительному падению напряжения на нулевом проводе, которым можно пренебречь. Поэтому можно считать, что между нулевой точкой генератора и нулевой точкой приемника разность потенциалов отсутствует.

Важным достоинством четырехпроводных трехфазных систем является возможность сохранения симметрии напряжений при различных сопротивлениях фазных нагрузок, что дает возможность нормального функционирования всех включенных в сеть электроприемников. Нулевой провод служит для выравнивания напряжений на фазах потребителя, соединенного звездой при неравномерной нагрузке фаз.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 38 ; Нарушение авторских прав

Источник