- •Трехфазные электрические цепи принцип получения трехфазной эдс. Основные схемы соединения трехфазных цепей
- •Соединение трехфазной цепи звездой. Четырех- и трехпроводная цепи
- •Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой
- •Назначение нулевого провода в четырех проводной цепи
- •Соединение нагрузки треугольником. Векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями
- •Активная, реактивная и полная мощности трехфазной цепи. Коэффициент мощности
Назначение нулевого провода в четырех проводной цепи
Ток в нулевом проводе равен нулю при строго симметричной нагрузке. Если нагрузка несимметричная, т. е. ZA≠ZB ≠Zc, то неравными будут и токи: Iа≠Iв≠Iс. Тогда на основе построения, аналогичного приведенному на рис. 6.8, нетрудно убедиться, что при симметрии фазных напряжений ток в нулевом проводе не равен нулю: I0≠0 (за исключением некоторых частных случаев). Таким образом, при симметрии фазных напряжений и несимметрии нагрузки в нулевом проводе есть ток. Представим себе, что нулевой провод оборвался: I0 = 0. При этом токи IA, IB Ic должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась равной нулю:
IА + Iв + Iс = 0.
Но при заданных сопротивлениях нагрузки ZA, ZB, Zc токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нулевого провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений; симметричные фазные напряжения становятся несимметричными.
Рассмотрим топографическую векторную диаграмму, представленную на рис. 6.14.
Для простоты пренебрежем падением напряжения внутри обмоток генератора и проводах линии и будем считать, что напряжения на нагрузке равны ЭДС генератора.
При несимметрии нагрузки и отсутствии нулевого провода фазные напряжения UA, UB, Uc будут различными и точка О' займет на векторной диаграмме положение, отличное от точки О.
Рис.
6.14. Топографическая векторная диаграмма
ЭДС и напряжений трехфазной
цепи при отсутствии
нулевого провода
Точка О на топографической диаграмме не может изменить своего положения, так как симметрия ЭДС ЕА, Ев, Ес 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, рассчитанных на определенное рабочее напряжение.
Соединение нагрузки треугольником. Векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями
Рис.
6.15. Соединение нагрузки
треугольником
Рис. 6.16. Векторные диаграммы напряжений и токов трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником
к узлам А, В и С, найдем связь между линейными IА IВ IС фазными IАВ, IВС, IСА токами. Для векторов токов справедливы соотношения
IА = IАВ- IСА; IВ=IВС — Iав; Iс = Iса — Iвс
Этим уравнениям удовлетворяют векторные диаграммы, представленные на рис. 6.16. При симметричной нагрузке
IА =IВ = Iс = IЛ; IАВ =IВС= IСА= IФ.
Из треугольника фазных и линейных токов (рис. 6.17) находим
Iл = 2Iф cos 30° = 2Iф = √3 IФ.
Таким образом, при соединении треугольником
UЛ=UФ; IЛ=√3IФ