Изследвания на трифазни електрически вериги

Пренос и разпределение на електроенергия, в повечето случаи, да се използва система за захранване трифазен, т.е. система, в която има три клона на същата амплитуда синусоидална едн имащи същата честота, но фаза изместен една спрямо друга под ъгъл от 2n / 3 (120 градуса). Тази система е измислена и разработена във всеки детайл, включително и на трифазен трансформатор и асинхронен двигател през 1891 г. от изключителния български инженеринг MO Dolivo-Dobrovolsky.

В система трифазен на технически и икономически предимства появи синусоидални токове до най-голяма степен (намалена консумация на проводящия материал в предаването линия повишава ефективността на устройства, и други подобни). Ето защо, захранващи системи работят като генераторни системи за трифазни, електропроводи и трансформатори, осигуряване на трифазен потребителите промишлени силови, които са основно три фази, например, асинхронни и синхронни двигатели, висока мощност електрически пещи, електромагнити и т.н. потребителите еднофазни и се захранват от трифазни мрежи.

За правилното функциониране на такъв мрежи трябва да знаете, техните характеристики, възможности и ограничения, когато се свързвате към тях потребителите.

Предназначение - за практическото изучаване на основните свойства на трифазни вериги, както и отношенията между фаза и линейни токове и напрежения в тях, запознаване с вериги, свързващи трифазен и монофазен за трифазен захранване.

1. Основна информация ТЕОРИЯ

1.1. Трифазен захранване

Източникът на енергия в системата на захранване трифазен е генератор на трифазен (синхронен). В своите статора слотове три отделни намотки един от друг със същите параметри, наречен фази осцилатор *. В пространството, те са разположени с взаимно компенсира от 120 0. Фиг. 1а показва трифазен генератор конвенционално намотки, които се наричат ​​фази А, В и С в началото намотки са обозначени с буквите А, В, С, и техните краища са съответно X, Y, Z. Когато ротора на генератора се завърта в тяхната индуцирана едн ЕА (т), ЕВ (т) и ЕО (т), се измества спрямо друга във фаза (по отношение на фазовия ъгъл) 120 0:

Фигура 1Ь показва графиките на електродвижещата сила, и Фиг. 1в - дисплей в комплекс равнина, където координатната ос на EMF напрежения изображение фаза и течения направен да се върти обратно на часовниковата стрелка 0. 90 така, че АЗ е насочена вертикално нагоре (не е изобразен допълнително ос и + I + J). В тази цифра:

Такава система на три напрежение (ток, напрежение), те имат същата ток (или амплитуда) стойност, но изместен във фаза от 120 0. нарича симетрична. Във всички останали случаи се говори за небалансирана система.

Последователността на времето, в което EMF достига първия максимум във фаза А, и след това фаза В и след това в етап С, наречен директно фаза последователност. Връзка последователност може да бъде получена, ако, например, вместо фаза В при използване фаза С и обратно. От последователност фаза зависи по-специално от посоката на въртене на ротора на асинхронния двигател.

1.2. Методи за фази трифазни източник комбинирани

източник фаза Wye (L). При този вид съединение (фиг. 2) на краищата на фази X, Y, Z са комбинирани в една обща точка Nu наречен неутрален (индексът "I" означава осигуряване неутрален източник точка).

Проводници, свързани с началото на фазите А, В, С (линейни проводници или фази А, В, С), неутрална жица и образуват предаване линия четири-жица.

Напрежения при източника U ¢ В фази. В U и U ¢ ¢ В. и токове IA. IB. IC в тези фази, наречена фаза.

В U напрежение ¢ AB. В U ¢ ¢ Слънцето и U SA между две проводници и течения в тях се наричат ​​линейни.

Фиг. 2 показва, че в звезда връзка (L) са линейни токове фаза. Тази фигура показва посоката на положително EMF напрежения и токове, както и вектора на диаграма на напрежения линейни фаза и която е изградена на базата на уравнения, съставени от п право Кирхоф на съответната верига.

Например, за съединение I има:

по същия начин и за другите вериги:

От елементарни геометрични свойства на равностранен триъгълник, образуван от вектори на напрежения линия, които също са изместени от 120 0 по отношение един към друг, се вижда, че напрежението линия източник фаза звезда връзка (л) в Ö3 пъти фаза, т.е. UL = Ö3 Uf. Така, в напрежения четири линии, има две групи, които се различават в Ö3 пъти:

а) линеен (между всеки ред проводници А, В, С);

б) фаза (между всяка линия проводник и неутрален).

В този случай, волтметър PV1 (фиг. 2), свързан към БЛА на напрежението. показват, например, 380 V, и PV2 на волтметър, включени в фазово напрежение UB. покаже 220 *.

Предимството на четири телени линии е, че е възможно да се свърже еднофазен потребителите изчислени при различни напрежения (например 380 V и 220 V). За повече информация за еднофазен връзка виж 1.4.

източник фаза делта връзка (D). Такъв метод присъединяване (фиг. 3) се осъществява, когато в началото на всяка фаза е свързан с края на предходния след директно фаза последователност А, В, С

Проводници, свързани с принципите на фаза, образуват електропровод три-тел и така наречените линейни проводници (или фаза).

От диаграмата (фиг. 3), че когато фаза източник делта връзка (D) линия напрежения са еднакви фаза.

Когато е свързан към трифазен предоставят всеки потребител линия течения в линия проводници IA. IB, IC, която няма да бъде равен на тока на фазата, за намотки източник Ива, аз ST и IAC (както е в случая на звезда връзка), и са свързани с тях, едно от следните Кирхоф закона:

При работа на празен ход източник кръгови фази източник на ток отсъства, тъй като сумата на напрежения в тази схема е нула.

Основната разлика на три-жица линия (енергизиране източник триъгълник) на четири (когато източникът на неутрален проводник звезда) е наличието на само един ред напрежение група (линейна). напрежения четири линии, има две групи - линейна фаза и, която се простира оперативен капацитет линия. Така че основно обща схема звезда връзка фаза източника и четири тел далекопровод. В бъдеще ние ще се фокусира върху само като източник на трифазно напрежение.

1.3. потребителите трифазни и техните методи за съединение

когато е свързан към захранване с трифазен

Съгласно мощност потребителя трифазен реализира устройство, състояща се от три еднакви две крайни мрежи в параметрите, наречен изчислените фази и за свързване към определен (номинална) напрежение. Примери за такива потребители могат да бъдат асинхронен двигател, който съдържа три идентични статорните намотки (фази), трифазна електрическа пещ, съдържащ три еднакви нагревателен елемент (фаза), и т.н.

Трифазен ток на потребителите е симетрична. Това означава, че всички фази имат същия импеданс Z.

В зависимост от номиналната (линеен) напрежение в предавателната мощност линия и номиналното напрежение фаза на потребителя е свързан или звезда (л), триъгълник (D).

Свързване фаза на потребителите, Wye (Фигура 4). Като цяло, уравненията (II Kirchhoff право) за веригата, свързваща източника на потребителите и фазово напрежение:

Тъй като източник на трифазен и потребителят са симетрични, е ясно, че възможностите на източника на неутрална точка (Nu) и потребителя (Nn) са идентични и, следователно, напрежението между тези точки ООН = 0. Следователно UA = U ¢ А. UB = U ¢ В. UC = U ¢ В. По този начин, като се има своите съображения следва, че:

Фазови напрежения на трифазен потребителите Уай равен фазови напрежения източник и Ö3 пъти по-малко от мрежовото напрежение. Фаза токове са еднакви линейни

Фиг. 4 също показва векторна диаграма на тока и напрежението на тази схема, въз основа на предположението, че всеки потребител има активна фаза индуктивен товар, т.е. Z = R + jxL. Тъй като параметрите R и потребителят XL трите фази са същите (е симетрична) настоящите стойности на токовете на всяка фаза (фаза на същия) са еднакви и равни на:

където Uf - ефективна стойност на фазови напрежения UA. UB. UC. Вектори фаза ток ще имат същото фазово изместване спрямо съответния й фазови напрежения, което е равно на:

Очевидно е, че сега в в неутралния проводник, равна на вектор сумата от течения фаза е равна на нула, т.е. В = IA + IB + IC = 0, а оттам и в този случай не е необходимо за нулев проводник.

Свързване на трифазни потребителите делта връзка (фиг. 5). Като цяло, за тази верига уравненията 1 закон на Кирхоф, свързана източник фаза ток (идентично мрежовия ток) фазовите токове и на потребителя:

Също така е очевидно, че потребителите фаза напрежение е еднакво равна на съответната линия напрежение, т.е. Up = Uf. Показано на фиг. 5, вектор диаграма илюстрира тези отношения. Тя е изградена на допускането, че всяка фаза на клиента има активна-индуктивен товар. Както се вижда от диаграмата на вектор, линия течения (известни също като фаза източник течения) в Ö3 пъти на фазовите токове на потребителя:

По този начин, по-горе дискусията следва, че

Фазови напрежения на трифазен потребителите делта връзка са еднакви линейни напрежения. Фаза течения в Ö3 пъти по-малко, отколкото линейните

Обобщавайки обсъдени метод фази съединението от потребителите трифазни могат да се направят следните важни заключения:

- номинални стойности на различни линия напрежение (например 380 V и 220 V) фаза на потребителя, изчислени при 220, за включване в първия случай, звездата във втория - триъгълник. Напрежението върху фазите на потребителя и в двата случая е едно и също *;

- при свързване течения потребителите фаза в увеличението на делта в проводниците на линия Ö3 пъти, и по този начин загуба на мощност в линията - 3 пъти.

Свързване към мощността на трифазен

Еднофазни електрически консуматори могат да получат власт и от трифазен източник. В този случай, непременно да се използва четири-линия (3 фаза проводници и един неутрален) и потребителите еднофазни са свързани към единия полюс на проводника фаза, от друга - в неутрално положение. Като пример, помисли схемата на началната фаза на захранване (фиг. 6) се захранва от напрежението трифазен До = 380 V.

* Ето защо, в означението на номиналното напрежение на потребителите трифазни, има два напрежение стойности, разделени с наклонена черта, например 380/220 V. Това определя начина за свързване на фазите потребителски съответно л / D.

Тук се намират потребителите апартаменти, например, на 1-ви етаж, един проводник, свързан към фаза А, на 2-ри - на фаза Б, в 3-та - за постепенно C. Този проводник се нарича фаза, или "фаза". Друга всички потребители тел свързан към нулевия проводник и нула или наречен "нула".

Важно обстоятелство е, че като цяло в апартаментите могат да бъдат включени различен брой потребители (например, лампи) с различен характер на товара. Така например, на 3-ти етаж, с изключение на лампа (R тип товар) е на двигателя (RL товар) на. По този начин, гледани форма еднофазни потребители асиметричен звезда, при което:

В по-визуална форма на електрическата схема е показана на Фиг. 7a. Като тази схема осигурява същите неутрални потенциала на неутрален точки й NN Np източник и приемник, следователно, ООН = JNP + JNN = 0.

След това, в съответствие със закона P верига Кирхоф имам:

по същия начин и за другите вериги:

Вследствие на фазови напрежения UA потребителите. UB. Vin равна на съответния източник фазови напрежения и имат същата ефективна стойност, в който Ö3 пъти по-малко от ефективната стойност на мрежовото напрежение (така нагоре = 380 потребителите фази е фазово напрежение Uf = 220).

Така неутралния проводник осигурява същото напрежение на отделните фази несиметрично потребителя, образуван от три различни потребители еднофазни. Когато това се случи в неутрално ток в. които по един закон на Кирхоф е вектор сумата от токовете фаза на потребителите:

Показано на фиг. 7а показва векторна диаграма на горните съображения. Когато неговото изграждане се вземат предвид различните фази на натоварване на отделния потребител, показано на фиг. 6. По този начин в етапите А и В включват различен брой лампи (тип R товар), така IA> IB. и векторите на токове IA и IB са във фаза с векторите на съответните фазови напрежения UA и UB. Във фаза С изключение на лампата е включен, например, електрически мотор (RL товар), така че текущата IC изостава напрежение Vin под ъгъл Jc = arctg (XI / R) = arctg (2pfL / R).

Да предположим, че поради някаква причина нулевия проводник се обърна дрипав. Тази ситуация е показана на Фиг. 7б. В този случай, поради дисбаланс потенциали потребителите на неутрален NN източника на светлина и точки Np не е същото и. Вследствие на това напрежение, различно от нула между тях:

Според законодателството на Р верига Кирхоф имам:

По подобен начин, други схеми:

В този случай, напрежението на фазите на потребителите не разполагат с равни напрежения фаза и източникът са различни.

Диаграмата на вектор (Фиг. 7Ь) показва, че наличието на напрежение ООН (посока е произволно избрано) намалява напрежението във фаза А (nedokal лампи) и значителни напрежения растеж в етапите В и С в сравнение с номинални (прегаряне лампи), т например гости-. нарасне до авариен режим.

Ето защо, в случай на асиметрични натоварвания, съставена от различни потребители, монофазни. Break на неутрален проводник причинява авариен режим, за да се избегне, че в нулевия проводник е забранено монтаж на предпазители и прекъсвачи.

Небалансираното трифазен връзка с каквото и схема създава небалансиран линия течения. Истинският мрежа притежават определени стойности на вътрешно съпротивление се определя от съпротивлението на проводници и кабели, трансформатори и други намотка. Ето защо, небалансирано натоварване поради спадане на напрежението в целия вътрешното съпротивление на трифазно напрежение за нарушаване на потребителя както като количество и взаимно ъгъл фаза. Това влошава условията на труд и енергийните характеристики на потребителите, трифазни, предназначени за симетричен режим.

Допустимо изкривяване симетрия стандартизиран трифазна мрежа, която е ограничение да бъдат свързани към нея небалансирано натоварване.

1. основни натоварване верига връзки в трифазни вериги.

2. Какви са отношенията между Уай на линейни и фазови напрежения и токове на потребителите; триъгълник?

3. Как да се обясни наличието на четвъртия проводник в трифазни вериги?

4. Защо не се постави предпазител в неутрално?

5. Каква е процедурата за изграждане на векторни диаграми при свързване на потребителя звезда; триъгълник?

6. Защо детайлите паспортните трифазни двигатели номиналното напрежение е показан на две?