Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трехфазный ток

Трехфазный ток

В домовых распределительных электрических сетях в основном используются одна фаза и нулевой проводник. Этого достаточно для работы бытовых электроприборов, освещения и отопления. Для организации производственного технологического процесса применяют трехфазный ток. Потребители, шинные сборки, распределительные щитки, узлы учёта и вся электрическая схема настроены на работу от сетей трёхфазного тока.

Симметричные и несимметричные трехфазные системы

Система из трех ЭДС будет называться симметричной в том случае, если все три значения напряжений и токов фаз будут иметь одинаковые действующие значения, иметь сдвиг друг относительно друга на угол 2π/3 или 120 0 .

Несимметричной система будет называться в случае если действующие значения токов и напряжений не будут равны или угол сдвига фаз будет не равен 2π/3 или 120 0 .

Синхронный трехфазные генераторы имеют как раз симметричную систему ЭДС.

Описание

Каждая из действующих ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто «фазой». Также «фазами» называют проводники — носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются в РФ латинскими буквами L с цифровым индексом 1…3, либо A, B и C [1] .

Распространённые обозначения фазных проводов:

Россия, EC (выше 1000 В)Россия, ЕС (ниже 1000 В)ГерманияДания
АL1L1R
BL2L2S
CL3L3T

Содержание

  • 1 Линейное и фазное напряжение
  • 2 Принцип
    • 2.1 Преимущества
    • 2.2 Последовательность фаз
  • 3 Генерация и распространение
  • 4 Подключение трансформатора
  • 5 Трехпроводные и четырехпроводные схемы
  • 6 Сбалансированные схемы
    • 6.1 звезда (или звезда; Y)
    • 6.2 Дельта (Δ)
  • 7 Однофазные нагрузки
    • 7.1 Несбалансированные нагрузки
    • 7.2 Нелинейные нагрузки
  • 8 Трехфазные нагрузки
  • 9- фазные преобразователи
  • 10 Тестирование
  • 11 Альтернатив трехфазному
  • 12 цветовых кодов
  • 13 См. Также
  • 14 Примечания
  • 15 Ссылки

Схемы соединения трехфазных цепей

ТЕМА III

МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ АППАРАТЫ

Лекция 8. Основы теории магнетизма

Нагрузкой электрических цепей, в общем случае, являются электромагнитные устройства. Их работа основана на использовании электромагнитного поля.

К электромагнитным устройствам относятся трансформаторы, генераторы, электродвигатели, преобразователи, электроизмерительные приборы, реле, муфты и другие.

Разработанная теория магнитного поля позволяет не только понять механизм действия магнитного поля, но и рассчитать электромагнитные устройства. Рассмотрим ее основы.

Особенности и преимущества создания трехфазной системы электроснабжения

Электрические цепи на три фазы характеризуются силами рабочего движения тока, имеющими равные синусоидальные частоты, что смещаются по фазе под определенным углом. В отдельной фазе количество вольт напряжения тока линий, трансформаторной и генераторной обмотки одинаковое.

Читать еще:  Проектирование и монтаж дымохода

Трехфазная система электроснабжения имеет следующие достоинства:

  • возможность подсоединения электроустановок, потребляющих свыше 250В;
  • уравновешенная и симметричная система;
  • получение благодаря стационарным обмоткам переменного магнитного поля;
  • длительная эксплуатация электродвигателей;
  • уменьшение расходов электроэнергии на больших дистанциях передачи.

Соединение в трехфазной схеме может иметь форму звезды или треугольника. В первом случае концевые участки обмоток фазэлектрического источника соединяются в один нулевой узел, что является нейтральным.

Приемники электроэнергии комплектуют в три группы, окончания которых также соединяются в нулевой точке, что числится основной для всей схемы.

Обмотки трехфазного источника электродвижущей силы соединены с фазами напряжения с помощью четырех проводов. Линейные провода направлены к началу обмотки.

Соединение принимающего устройства и концов обмотки в виде треугольника приводит к образованию замыкания системы посредством столкновения окончаний двух фаз, имеющих разное напряжение. Кабель, соединяющий точки с нулевым напряжением, считается нейтральным.

Схемы подсоединений также могут иметь комбинированный тип («звезда- треугольник»). В РФ, основываясь на требования Правил установки электрооборудования (ПУЭ), если система имеет фазы переменного тока, их обозначают разными цветами (желтым, красным и зеленым).

График трехфазного тока

Ниже представлен график трехфазного тока.

График трехфазного тока

На рисунке видно, что каждая ветка имеет одинаковую частоту, но в каждой цепи периода прохождения тока через проводник сдвинуты по фазе на одну треть.

Преимущества [ | ]

  • Экономичность.
    • Экономичность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
    • Меньшая материалоёмкость 3-фазных трансформаторов.
    • Меньшая материалоёмкость силовых кабелей, так как при одинаковой потребляемой мощности снижаются токи в фазах (по сравнению с однофазными цепями).
  • Уравновешенность системы. Это свойство является одним из важнейших, так как в неуравновешенной системе возникает неравномерная механическая нагрузка на энергогенерирующую установку, что значительно снижает срок её службы.
  • Возможность простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для работы электрического двигателя и ряда других электротехнических устройств. Двигатели 3-фазного тока (асинхронные и синхронные) устроены проще, чем двигатели постоянного тока, одно- или 2-фазные, и имеют высокие показатели экономичности.
  • Возможность получения в одной установке двух рабочих напряжений — фазного и линейного, и двух уровней мощности при соединении на «звезду» или «треугольник».
  • Возможность резкого уменьшения мерцания и стробоскопического эффекта светильников на люминесцентных лампах путём размещения в одном светильнике трёх ламп (или групп ламп), питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам, трёхфазные системы наиболее распространены в современной электроэнергетике.

Конспект лекций по разделу «Трехфазные цепи»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Читать еще:  Почему гудят водопроводные трубы

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский институт энергобезопасности и энергосбережения

Электротехники и электроники

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Данные конспект лекций предназначен для студентов заочного отделения специальности «Электроэнергетика», изучающих дисциплину «Теоретические основы электротехники». Целью данной работа является оказание помощи студентам в изучении раздела «Трехфазные цепи». Для проверки знаний целесообразно ответить на вопросы приведенные в конце пособия.

Для изучения данного раздела необходимы знания основных законов электротехники, а так же знаний полученных студентами в курсах «Высшая математика» и «Физика».

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры Электротехники и электроники МИЭЭ 26 февраля 2006г.

Автор: к.т.н., доцент Арбузов В.Н.

Теоретические основы электротехники. Конспект лекций для студентов заочного отделения.- М.:МИЭЭ, 2007.

ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ


1. Трехфазная система ЭДС

Под трехфазной, симметричной системой ЭДС понимают совокупность трех одинаковых синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по фазе на 120°. Именно так устроены промышленные источники электрической энергии. Такой источник представляет собой генератор, в котором имеются три катушки, находящиеся на одной оси, но сдвинутые в пространстве на 120°. Если плоскость катушки поворачивается в магнитном поле, или магнитное поле поворачивается относительно этих катушек, то в катушках возникает синусоидальная ЭДС. Каждая катушка, спустя некоторое время, занимает положение соседней катушки, поэтому ЭДС катушек сдвинуты во времени, рис.1.1.

Катушки генератора называются обмотками или фазами генератора. Слово «фаза» в электротехнике перегружено смысловыми значениями, тем не менее, это не приводит к путанице. Провода, с помощью которых фазы генератора подключаются к нагрузке, называются линиями.

Рис.1.1. Изменение ЭДС фаз трехфазного генератора

Такой генератор, по-существу, представляет собой три генератора синусоидального напряжения с равными амплитудами и сдвинутыми на 120º относительно друг друга начальными фазами. Схема замещения такого генератора имеет вид изображенный на рис 1.2.а. Внутреннее сопротивление источников, для простоты, считаем равным нулю.

Рис.1.2. Трехфазный генератор (а) и его векторная диаграмма (б).

Амплитуды напряжений всех генераторов равны, а фазы отличаются на 120 º , что отражено на векторной диаграмме, рис.1.2.б.

2. Способы соединения трехфазных источников и приемников


2.1. Соединение по схеме «звезда»

Каждая фаза генератора имеет собственную нагрузку, рис2.1.а, они называются фазами нагрузки. В результате получается три автономные цепи. Если теперь соединить эти цепи в одной точке (рис.2.1.б), то токи, текущие в элементах цепей не изменяются, т.к. дополнительных контуров не возникает, при этом количество проводов снижается с шести до четырех. Такой способ соединения источников и приемников называется схемой «звезда».

Читать еще:  Правила приготовления цементного раствора

Нагрузка каждой фазы может быть произвольной, т.е. отличаться как по величине, так и по характеру, от нагрузки остальных фаз. Особый интерес представляет симметричная нагрузка. При симметричной нагрузке, т.е. когда комплексные сопротивления , амплитуды токов в каждой фазе нагрузки равны, а фазы токов сдвинуты относительно друг друга на угол 120 º .

Рис.2.1. Трехфазный генератор с нагрузкой.

а) Шестипроводное включение трехфазного генератора;

б) Включение генератора и нагрузки по схеме звезда.

Ток в каждой фазе нагрузке определяется как:

a

Рис.2.2. а) – векторно-потенциальная диаграмма источника включенного по схеме «звезда»;

б) – потенциальная диаграмма, иллюстрирующая связь фазных и линейных напряжений.

В соответствии с первым законом Кирхгофа ток в нейтральном проводе равен сумме токов фаз нагрузки, т.е. равен нулю, рис.2.3.а. Это значит, что при симметричной нагрузке нейтральный провод можно отключить, рис. 2.3,б.

Рис.2.3. Трехфазная цепь, выполненная по схеме звезда.

а) с нейтральным проводом

б) без нейтрального провода

В трехфазной цепи общий провод Nn называется нейтральным проводом или просто нейтралью, а остальные провода линиями. Напряжения между линиями и нейтралью называются фазными напряжениями. Напряжения между линиями – линейными напряжениями. На рис.1.3,б линейные напряжения обозначены как U ab , U bc , U ca , а фазные U a , U b , U c . Из данной диаграмма следует, что фазные напряжения равны между собой, т.е. U ф = U a = U b = U c . Линейные напряжения также равны между собой, т.е. U л= U ab = U bc = U ca . Из треугольника abN следует, что между линейными и фазными напряжениями имеется простая связь .

Для трехфазной цепи выполненной по схеме звезда, токи протекающие в линиях равны токам протекающим в фазах, т.е. справедливы следующие , , , а для узла N . При симметричной нагрузке модули фазных токов равны.

2.2. Соединение по схеме «треугольник»

Включение источников по схеме звезда позволило сократить количество поводов. Есть еще один способ включения, который позволяет сократить количество проводов. Это включение по схеме «треугольник», рис. 2.4. Возможность включения фаз генератора по схеме треугольник пояснить довольно просто. Сумма векторов одинаковой длины, сдвинутых по фазе на 120 º , равна нулю, рис.2.4.б. Это значит, что при включении ЭДС генератора по схеме треугольник дополнительных токов в контуре образованном источниками не возникает. Источники работают точно также как при шестипроводной системе.

Для цепи нагрузки, выполненной по схеме «треугольник» справедливы следующие равенства для токов:

, , ,

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector