2.4.5. Режим обрыва одной фазы

Рассмотрим, как изменится режим работы фаз приемника, соединенного по схеме трехпроводная звезда, если произойдет обрыв одной из фаз (допустим фазы «с»). Нагрузка до обрыва была симметричной. Данному случаю соответствует следующие соотношение:

, .

После обрыва фазы «с», сопротивления и оказываются, включенным последовательно на линейное напряжений (рис. 35) Уравнение (3.13) примет вид:

или .

При обрыве фазы «с» комплексное напряжение между нейтральными точками генератора и приемника, согласно (10), будет равно:

.

Учитывая, что нагрузка до обрыва фазы была симметричной () получим:

.

Величины токов, протекающих по неповрежденным фазам, по закону Ома будет равны:

,

где I_ф - фазные токи приемника при симметричной нагрузке. Напряжение на неповрежденных фазах будет равно:

где: – линейное напряжения генератора.

Рисунок 35. Электрическая схема трёхфазной трёхпроводной цепи при режиме обрыва фазы «с»

Векторная диаграмма токов и напряжений при обрыве «с» изображена на рис. 36.

Рисунок 36. Векторная диаграмма токов и напряжений при обрыве фазы «с»

Из анализа векторной диаграммы можно сделать следующие выводы:

1. При обрыве фазы между нейтральными точками генератора и приемника возникает разность потенциалов.

2. Напряжение на оборванной фазе возрастает.

3. Напряжение и ток неповрежденных фаз уменьшается.

2.4.6. Режим короткого замыкания фазы

Допустим, что нагрузка до короткого замыкания фазы «b» была симметричной, тогда короткому замыканию фазы «b» (рис. 37) будут соответствовать соотношения:

, ,

, .

Учитывая эти соотношения из (10) получим:

.

Рисунок 37. Электрическая схема при режиме короткого замыкания фазы «b»

Из электрическая схемы следует, что при коротком замыкании фазы «b», фазы «а»и «с» будут включены на линейное напряжение (см. рис. 38):

,

а фазные токи этих фаз будут равны:

,

где: - линейное напряжение генератора

- сопротивление фазы приемника

- ток фазы приемника при симметричной нагрузке.

Рисунок 38. Векторная диаграмма токов и напряжений при коротком замыкании фазы «b».

Из анализа векторной диаграммы можно сделать следующие выводы:

1. При коротком замыкании фазы напряжения на ней будет равно нулю

2. Напряжение между нейтральными точками генератора и приемника будет равно фазному напряжению генератора;

3. Напряжение на неповрежденных фазах будет равно линейному напряжению генератора;

4. Току на неповрежденных фазах возрастают.

Подводя итоги анализа основных режимов работы трехфазной электрической цепи, соединение по схеме трехпроводная звезда можно сделать следующий вывод:

• схема трехпроводная звезда может применяться для питания только симметричных приемников, т. к. режимы работы фаз приемника зависят друг от друга.

3. Лабораторная установка

Лабораторная работа выполняется на универсальном стенде. Источником питания служит автотрансформатор, с помощью которого можно изменять напряжение от 0 до 250В. Катушка индуктивности, батарея конденсаторов, реостаты и амперметры установлены на стенде. В качестве вольтметра используется ампервольтметр АВО-63 или мультиметр ВР-11.

Электрическая схема лабораторной установки показана на рис. 39, где В₁ – трехфазный выключатель, R₁,R₂,R₃ – приемники-реостаты электрической энергии.