Материал для подготовки к экзамену по электротехнике (1092854), страница 9
Текст из файла (страница 9)
По первому правилу Кирхгофа для вершин звезды (a, b, c) следует, что линейный ток равен фазному: I Л = I Ф , а для нейтральной точки n : IА +IВ +IС = 0 .
По второму правилу Кирхгофа для контуров 
.
Трёхпроводная система «звезда» используется только при симметричной нагрузке фаз 
, создаваемой трёхфазными потребителями. При этом в каждой фазе цепи протекают равные по величине токи 
и сдвинутые по фазе на 1200 , что обеспечивает сохранение симметричной системы фазных напряжений. В этом случае напряжения на фазах потребителя равны по величине 
и сдвинуты по фазе на 1200, благодаря чему обеспечивается номинальный режим работы всех трёх фаз потребителя.
В трёхпроводной системе «звезда» при симметричной нагрузке фаз между линейными и фазными напряжениями существует простое количественное соотношение: U Л 
U Ф или U Ф = U Л / 
.
Соединение фаз потребителя по схеме «звезда с нейтралью» (четырёхпроводная система)
I Л = I Ф , n : IА +IВ +IС = In
В случае симметричной нагрузки в каждой фазе цепи протекают равные по величине токи 
и сдвинутые по фазе на 1200, т.е. возникает симметричная система фазных токов. При этом IА +IВ +IС = In = 0 - ток в нейтральном проводе отсутствует, и подключение или отключение нейтрали не влияет на режим работы трёхфазной цепи. Поэтому использование четырёхпроводной системы в случае симметричной нагрузки фаз практически нецелесообразно.
В случае несимметричной нагрузки (при подключении однофазных приёмников в трёхфазную сеть) 
вследствие различия фазных сопротивлений токи в фазах потребителя будут различны и в нейтральном проводе будет протекать ток IА +IВ +IС = In > 0 . При этом в четырёхпроводной цепи «звезда с нейтралью», несмотря на несимметричную нагрузку, сохраняется симметричная система фазных напряжений: 
, благодаря чему обеспечивается нормальная работа всех трёх фаз.
Нейтральный провод N-n в четырёхпроводной системе «звезда с нейтралью» служит для выравнивания фазных напряжений при несимметричной нагрузке фаз и обеспечения нормальной работы однофазных приемников.
В четырёхпроводной системе «звезда с нейтралью» при любой нагрузке фаз сохраняется соотношение между линейными и фазными напряжениями:
U Л U Ф или U Ф = U Л / .
Четырёхпроводная система «звезда с нейтралью» используется, когда возможно возникновение несимметричной нагрузки при подключении в трёхфазную сеть однофазных приемников, например, в осветительных сетях, в которых нагрузка на фазы отличается крайней неравномерностью.
Мощность трехфазной цепи
Мощность трехфазной цепи – это сумма соответствующих мощностей всех трех фаз (потерями мощности в нейтральном проводе обычно пренебрегают):
Как и в однофазной цепи активная, реактивная и полная мощности трёхфазной цепи связаны соотношением: 
.
Мощность любой из фаз выражается обычной формулой:
.
В случае симметричной нагрузки мощности всех трёх фаз соответственно равны:
и для мощности трёхфазной цепи можно записать:
.
В трёхфазной цепи при симметричной нагрузке:
,
поэтому для мощности трёхфазной цепи можно записать: 
Кроме того, при симметричной нагрузке известны соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами: I Л = I Ф , U Л U Ф - при соединении по схеме «звезда», I Л I Ф , U Л = U Ф - при соединении по схеме «треугольник».
После подстановки этих выражений в формулу мощности трёхфазной цепи в общем случае при симметричной нагрузке получаем: 
.
В случае несимметричной нагрузки мощность трёхфазной цепи следует находить как сумму соответствующих мощностей всех трёх фаз (т.е. как сумму соответствующих фазных мощностей): 
16. Трехфазные цепи. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Треугольник» (основные определения и соотношения). Мощность в трехфазной цепи.
Трёхфазная цепь – представляет собой совокупность трёх однофазных цепей, соединённых в общую электрическую цепь и содержащую: источник трёхфазной системы ЭДС (трёхфазный генератор); трёхфазный потребитель или приемник электрической энергии (нагрузка); соединительные провода (линия электропередачи).
Электрическая схема трёхфазной четырёхпроводной ЛЭП
Здесь: A-N; B-N; C-N – фазы генератора,
а-n; b-n; c-n – фазы потребителя.
Провода, соединяющие начала фаз генератора и потребителя: L 1 (А-а). L 2 (В-b) и L 3 (C-c) – называются линейными проводами (фазы ЛЭП), а токи в них также называются линейными токами IA , IB , IC . На электрических схемах за условное положительное направление линейных токов принято направление от генератора к потребителю.
Провод N, соединяющий нейтральные точки генератора и потребителя N-n – называется нейтральным проводом (нейтралью). Ток в этом проводе называется нейтральным током и направлен от потребителя к генератору, поэтому в соответствии с первым правилом Кирхгофа: 
.
Напряжения между линейными проводами (фазами ЛЭП) называются линейными напряжениями UAB ; UBC ; UCA . Условное положительное направление линейных напряжений указано на схеме.
Напряжение между началом и концом фазы потребителя (нейтральной точкой) называется фазным напряжением Uа , Ub , Uc . Ток, протекающий в фазе потребителя, называется фазным током Iа , Ib , Ic . Условное положительное направление фазных напряжений и токов принято от начала к концу фазы.
Соединение фаз потребителя по схеме «треугольник» (трёхпроводная система)
Рассмотрим соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями в трёхпроводной системе «треугольник» для различных режимов.
UЛ = U Ф.
и сдвинуты по фазе на 1200 .
Соотношение между линейными и фазными токами можно найти по первому правилу Кирхгофа для вершин треугольника (а, в, с):
Из этих уравнений также следует, что 
.
В случае симметричной нагрузки 
в каждой фазе нагрузки протекают равные по величине токи 
и сдвинутые по фазе на 1200, т.е. возникает симметричная система фазных токов, что приводит к появлению симметричной системы линейных токов: 
.
При симметричной нагрузке в соединении треугольник между линейными и фазными токами существует простое количественное соотношение: Л I Ф или I ф = I Л / .
В случае несимметричной нагрузки 
вследствие различия фазных сопротивлений токи в фазах потребителя будут различны и также будут различны линейные токи, что может приводить к сильной токовой перегрузке в отдельных линиях питающей сети.
При соединении фаз потребителя в треугольник при любой нагрузке система линейных и фазных напряжений сохраняется симметричной:UЛ = U Ф , 
.
При этом напряжения на фазах всегда остаются одинаковыми и соответствуют номинальному значению потребителя, поэтому режим работы фазных потребителей по напряжению не нарушается при любом характере нагрузки.
Мощность трехфазной цепи
Мощность трехфазной цепи – это сумма соответствующих мощностей всех трех фаз (потерями мощности в нейтральном проводе обычно пренебрегают):
Как и в однофазной цепи активная, реактивная и полная мощности трёхфазной цепи связаны соотношением: .
Мощность любой из фаз выражается обычной формулой:
.
В случае симметричной нагрузки мощности всех трёх фаз соответственно равны:
и для мощности трёхфазной цепи можно записать: .
В трёхфазной цепи при симметричной нагрузке: ,
поэтому для мощности трёхфазной цепи можно записать:
Кроме того, при симметричной нагрузке известны соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами: I Л = I Ф , U Л U Ф - при соединении по схеме «звезда», I Л I Ф , U Л = U Ф - при соединении по схеме «треугольник».
После подстановки этих выражений в формулу мощности трёхфазной цепи в общем случае при симметричной нагрузке получаем: .
В случае несимметричной нагрузки мощность трёхфазной цепи следует находить как сумму соответствующих мощностей всех трёх фаз (т.е. как сумму соответствующих фазных мощностей):
17. Преимущества трехфазных систем. Мощность в трехфазной цепи. Способы измерения активной и реактивной мощности в трехфазных цепях.
В современных системах передачи электрической энергии на дальние расстояния, электроснабжения и распределения электрической энергии применяются трехфазные цепи, которые по сравнению с однофазными имеют значительные преимущества:
-
Меньший расход проводникового материала, меньшая стоимость и более высокая экономичность линии электропередачи при одинаковой мощности и напряжении ЛЭП.
-
Возможность получения двух эксплуатационных напряжений (линейного и фазного) в одной трёхфазной четырёхпроводной системе.
-
Возможность простого получения вращающегося магнитного поля (ВМП), на использовании которого основана работа самых распространённых потребителей электрической энергии - трёхфазных асинхронных и синхронных электродвигателей.
Мощность трехфазной цепи
Мощность трехфазной цепи – это сумма соответствующих мощностей всех трех фаз (потерями мощности в нейтральном проводе обычно пренебрегают):
Как и в однофазной цепи активная, реактивная и полная мощности трёхфазной цепи связаны соотношением: .
Мощность любой из фаз выражается обычной формулой:
.
В случае симметричной нагрузки мощности всех трёх фаз соответственно равны:
и для мощности трёхфазной цепи можно записать: .
В трёхфазной цепи при симметричной нагрузке: ,
поэтому для мощности трёхфазной цепи можно записать:
Кроме того, при симметричной нагрузке известны соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами: I Л = I Ф , U Л U Ф - при соединении по схеме «звезда», I Л I Ф , U Л = U Ф - при соединении по схеме «треугольник».
После подстановки этих выражений в формулу мощности трёхфазной цепи в общем случае при симметричной нагрузке получаем: .
В случае несимметричной нагрузки мощность трёхфазной цепи следует находить как сумму соответствующих мощностей всех трёх фаз (т.е. как сумму соответствующих фазных мощностей):
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
