Трехфазные цепи

Многофазной системой называют совокупность двух или более электрических цепей, источники электрической энергии которых имеют одинаковую частоту, сдвинуты по фазе друг относительно друга и генерируются одним генератором.

Трехфазная система эдс называется симметричной, если эти эдс синусоидальны, их частота и амплитуда одинаковы и эдс каждой фазы смещены относительно друг друга на угол ψ=2π/3.

В симметричной системе сумма мгновенных значений фазовых эдс в любой момент времени равна нулю е_А+е_В+е_С=0

Чередование фаз АВС называют прямой последовательностью, а чередование АСВ – обратной

Фазы могут быть соединены в звезду Y и в треугольник ∆

При соединении в звезду концы фаз объединяют в одну точку N, которую называют нейтральной или нулевой.

I_A=E_A/Z_A I_B=E_B/Z_B I_C=E_C/Z_C - токи фаз приемника и генератора

Z_A= Z_B= Z_C= Z_Ф – симметричный приемник или нагрузка, при этом ток в нейтральном проводе равен нулю

Фазными напряжениями называют напряжения между выводами каждой фазной обмотки генератора или каждой фазы приемника.

Фазными токами называются токи в фазных обмотках генератора или фазах приемника.

Напряжения между линейными проводами называются линейными.

Линейными называются токи в линейных проводах.

Рис. 6.10. Соединение нагрузки звездой

U_AB = U_A-U_B= U_Л

U_ВC = U_B-U_c= U_Л

U_CA = U_C-U_A= U_Л

I_л = I_ф

U_л =√3 U_ф

Рис. 6.15. Соединение нагрузки треугольником

I_А ⁼ I_АВ- I_СА

I_В=I_ВС — Iав

Iс = Iса — Iвс

I_А =I_В = Iс = I_Л

I_АВ =I_ВС= I_СА= I_Ф

U_Л=U_Ф

I_Л=√3I_Ф

P=P_А+ P_В+P_С - Активная мощность трехфазной цепи

Q = Qa + Qb + Qc - Реактивная мощность трехфазной цепи

P_Ф=P_А= P_В=P_С ; Q_Ф = Qa = Qb = Qc - в симметричной трехфазной цепи

P=3U_Ф I_Ф cos φ - Мощность одной фазы

Q =3U_Ф I_Ф sinφ - Мощность одной фазы

Р = √3U_Л I_Л cos φ - активная мощ­ность симметричной цепи

Q = √3U_Л I_Л sinφ - реактивная мощность

S==√3U_Л I_Л - Полная мощность

cos φ = - Коэффициент мощности симметричной трехфазной цепи

Трансформаторы

Трансформатор предназначен для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

Силовые трансформаторы предназначены для изменения значения переменного тока и напряжения при этом число фаз, форма кривой напряжения и частота остаются неизменными.

е = —w

=0 при подключении к источнику постоянного тока. Магнитный поток постоянный по величине и по направлению, поэтому в обмотках не будет наводится эдс.

Ф_m = Е_m/ωw

Е = 4,44fwФ_m – формула трансформаторной эдс.

Е₁/Е₂ =w₁/w₂ =k – коэффициент трансформации

Обозначим коэффициент трансформации линейных напряжений буквой с.

При соединении обмоток по схеме звезда — звезда

с

При соединении обмоток по схеме звезда — тре­угольник

с =.

При соединении обмоток по схеме треугольник— звезда

с=

Холостым ходом называют режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. Определяют магнитные потери.

Короткое замыкание – это такой режим работы, когда вторичная обмотка замкнута накоротко. Определяют электрические потери.

Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость изменения вторичного напряжения от тока нагрузки.

А

Автотрансформатор – это такой вид трансформатора, в котором помимо магнитной связи между обмотками имеется еще и электрическая связь.

Если выводы Ах подключить к сети, а к выводам ах подключить нагрузку, то получим понижающий автотрансформатор. Если же выводы ах подключить к сети, а к выводам Ах подключить нагрузку, то получим повышающий автотрансформатор.

С помощью автотрансформатора можно регулировать напряжение вторичное напряжение.

Магнитопровод может быть – стержневым, броневым и бронестержневым.

Рис. Схема включения и Рис. Схема включения и

условное обозначение измери- условное обозначение изме-

тельного трансформатора напря- рительного трансформатора тока жения

Измерительные трансформаторы напряжения слу­жат для включения вольтметров и обмоток напряже­ния измерительных приборов (рис.). Поскольку эти обмотки имеют большое сопротивление и потреб­ляют маленькую мощность, можно считать, что транс­форматоры напряжения работают в режиме холостого хода. Вольтметр и цепи других приборов подключаются параллельно к вторичной обмотке.

Измерительные трансформаторы тока используют для включения амперметров и токовых катушек из­мерительных приборов (рис.). Эти катушки имеют очень маленькое сопротивление, поэтому трансформа­торы тока практически работают в режиме короткого замыкания. Включается последовательно с контролируемым объектом. Однако при размыкании цепи вторичной обмотки в сердечнике будет существовать только магнитный поток первичной обмотки, который значитель­но превышает разностный магнитный поток. Потери в сердечнике резко возрастут, трансформатор пере­греется и выйдет из строя. Кроме того, на концах оборванной вторичной цепи появится большая ЭДС, опасная для работы оператора. Поэтому трансфор­матор тока нельзя включать в линию без подсоединен­ного к нему измерительного прибора.