foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Знання - це скарб, а навчання - ключ до нього.

Навчання - світло, а не навчання тьма.

Знання за гроші не купиш.

Знання - це сила, а незнання - робоча сила?

Хорошого спеціаліста робота сама шукає.

Електротехніка

Тема: Трифазні електричні кола

1.Основні положення

2.З’єднання зіркою

3.З’єднання трикутником

4.Симетричні та несиметричні трифазні електричні кола

5.Потужність трифазного кола

 1. Основні положення

Широке впровадження змінного струму в промислові електроенергетичні установки почалось після 1891 року, коли російським вченим Доліво–Добровольським була розроблена, а потім практично освоєна система трифазного струму.

Трифазна система електричних кіл представляє собою сукупність трьох кіл в яких діють три синусоїдальні ЕРС однієї частоти , які зміщені відносно один одного по фазі і створюється одним джерелом струму.

Трифазна система електричних кіл в яких окремі фази які електрично з’єднані один з одним називають трифазним колом.

Кожне з однофазних кіл, що входять в трифазну систему, прийняти називати фазою.

Отже термін фаза в електротехніці позначає два різних поняття:

1) фазовий кут, що визначає миттєве значення синусоїдальної величини;( в однофазних електричних колах)

2) складову частину трифазного кола.

Фазами трифазнаї системи називають - незалежні електричні кола з незалежними джерелами живлення , що об’єднуються в одну систему.


image6image1

Миттєві значення фазних ЕРС трифазної системи є:

eА = Emsinωt

eВ = Emsin(ωt – 2π/3)

eС = Emsin(ωt - 4π/3)

Фазами джерел позначають буквами -А, В, С   фазами приймачів - а, в, с.

2. З’єднання зіркою

Три незалежні кола можна об’єднати таким чином , що кінці фазних обмоток генератора та фази споживачів утворять два вузли. Таке об’єднання називають з’єднанням зіркою.

Тривазна система може бути незв’язаною та зв’язаною

 image3image4

 Незв’язаною система трифазних струмів                          З’язана система трифазних струмів

image2

Провід, що з’єднує два вузли називають нейтральним а точки з’єднання нульовими.

Інші проводи (Аа, Вв, Сс) називають лінійними.

Напруга на затискачах фаз генератора (або навантаження) називають фазною напругою.

Струм в обмотках фаз або фазних навантаженнях називають фазним струмом.

Напруга між лінійними проводами називають лінійною напругою.

Струм в лінійних проводах називають лінійним струмом.

Струм в нейтральному проводі

іО = іА+ іВ + іС.

Якщо система симетрична , то, струм у нейтральному проводі відсутній. іО = 0

Струм лінійний є фазним струмом   Іл ф

Напруга лінійна більша за фазну в 1,7 раза  Uл = Uф

При з’єднанні споживачів зіркою застосовують три провідну та чотири провідну систему.

 image5image4

Три провідна трифазна система                           Чотири провідна трифазна  система

Трифазні споживачі що мають гарантоване симетричне навантаження вмикають за три провідною схемою ( без нульового проводу). Наприклад трифазні асинхронні двигуни що мають симетричне навантаження фаз.

Звичайні однофазні споживачі (побутові прилади, лампи ) вмикають за чотири провідною схемою ( з нульовим проводом). Нульовий провід забезпечує однакові фазні напруги на приймачах при несиметричному навантаженні. Крім того можна застосовувати як лінійну, так і фазну напругу на приймачах.

У нейтральний провід запобіжників не ставлять тому що при неповній симетрії може виникнути явище” перекіс фаз”.

Явище” перекосу фаз” утворюєть при  з’єднані в зірку несиметричному навантаженні та обриві нульового провідника при цьому у фазах з більшим навантаженням напруга буду зниженна а у фазаг з меншим навантаженням  підвищена.

3. З’єднання трикутником

З’єднання із трьох обмоток що утворюють замкнутий контур, при якому початок однієї обмотки з’єднується з кінцем іншої називають з’єднання трикутником.

image9image11

 Приз’єднання трикутником лінійна напруга є і фазною напругою Uл = Uф

струми мають таке співвідношення   Іл = Іф

До трифазної системи при з’єднанні трикутником навантаження вмикається за схемою. Перевагою цього з’єднання є відсутність четвертого дроту. Крім того , що навантаження з’єднане трикутником, то явище перекосу фаз не виникає.

 4.Симетричні та несиметричні трифазні електричні кола

Залежно від величини та характеру електричного опору споживачів енергії система може бути симетричною і несиметричною.Система з трьох е.р.с. рівних по амплітуді, які мають однакову частоту, зсунутих по фазі одна відносно одної на кут 2π/3 називається симетричною трифазною системою е.р.с. Трифазне коло, в якому активні і реактивні опори складових її фаз однакові називають симетричним. Несиметрія трифазного кола обумовлена різницею навантаження у фазах. Опір фаз може бути неоднаковий за величиною або складом активних і реактивних складових. Несиметрію створюють однофазні споживачі (лампи електрич­ного освітлення). Несиметрія виникає в аварійних ситуаціях (коротке замикання, обрив проводу).

Трифазна система що має однакові умови в усіх фазах називають симетричною трифазною системою.

 Трифазна система що має різні умови в усіх фазах називають несиметричною трифазною системою.

5.Потужність трифазного кола.

Потужність трифазного кола при з’єднанні зіркою. Активні і реактивні потужності в кожній з фаз трифазної системи можна знайти за формулами:

PA = UA IA cos φA       PB = UB IB cos φB       PC = UC IC cos φC

QA = UA IA sin φA       QB = UB IB sin φB       QC = UC IC sin φC

Загальна потужність трифазної системи (активна і реактивна) визначається сумою потужностей окремих фаз:

P = PA + PB + PC; Q = QA + QB + QC.

При симетричному навантаженні: PA = PB = PC = Pф; QA = QB = QC = Qф; φA = φB = φC = φ. Тоді:

P = 3 Pф = 3 Uф Iф cosφ      

Q = 3 Qф = 3 Uф Iф sin φ    

S =  3 Uф Iф

Ці формули визначають потужність трифазної системи через фазні струми і напруги.

Іноді буває зручніше вираховувати потужність через лінійні величини струмів і напруг. Враховуючи, що при з’єднанні зіркою

Іл = ІФ і Uл √3 UФ, отримаємо

P =  √3 Uл Iл cos φ    

Q =  √3 Uл Iл sin φ   

S =  √3Uл Iл

Потужність трифазного кола при з’єднанні навантажень «трикутником». В цьому випадку потужність визначається за тими же формулами, що і при з’єднані «зіркою».

Потужність окремих фаз:

PAB = UAB IAB cos φAB                             QAB = UAB  IAB sin φAB

PBC = UBC IBC cos φBC                             QBC = UBC IBC sin φBC

PCA = UCA ICA cos φCA                             QCA = UCA ICA sin φCA

Загальна потужність трифазної системи визначається сумою потужностей окремих фаз

Р = PAB + PBC + PCA

Q = QAB + QBC + QCA

При симетричному навантаженні потужності окремих фаз рівні між собою, отже

Р = 3 Рф = 3 Uф Iф cos φ;           Q = 3 Qф = 3  Uф Iф  sin φ ;            S = 3  Uф  Iф

Враховуючи, що при з’єднанні «трикутником» Uл = Uф і , можна отримати вирази потужностей через величини лінійних струму і напруги:

Р =  √3Uл  Iл cos φ

Q =√3Uл Iл sin φ

S = √3 Uл Iл