Трёхфазные системы
Достоинства и недостатки трёхфазной системы по отношению к однофазной
Получение трёхфазной системы
Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений
Соединение треугольником
Виды соединений генератора и нагрузки в трёхфазных системах
Характеристики нагрузок трёхфазного генератора
Назначение нейтрального провода
Режимы работы потребителя, соединённого звездой
Правила построения векторных диаграмм нагрузки
Симметричная нагрузка
Несимметричная нагрузка
Обрыв фазы
Короткое замыкание фазы
Режимы работы потребителя, соединённого треугольником
Линейные токи
Симметричная нагрузка
Несимметричная нагрузка
Обрыв фазы
Обрыв линии
Применение комплексных чисел
Приём задолженностей каждую пятницу
Последовательное соединение элементов
559.75K
Category: physicsphysics

Трёхфазные системы. Достоинства и недостатки трёхфазной системы по отношению к однофазной

1. Трёхфазные системы

2. Достоинства и недостатки трёхфазной системы по отношению к однофазной

1. Ещё большая экономия электроэнергии при
передаче;
2. Ещё большее упрощение конструкции
электрических машин;
3. Экономия электроматериалов;
4. Возможность получения вращающегося
магнитного поля;
5. Возможность получения от одного источника двух
эксплуатационных напряжений .
1. Усложнение системы;
2. Усложнение расчётов электрических цепей.

3. Получение трёхфазной системы

EA

ZA
EB
ZC
E A E B EC
ZB

4.

Соединение звезда-звезда
A
N

C
U CA
UA
EA
a
U AB
U nN
EB
I nN
Za
n

c
UC
UB
B
I I
Zb
b
U BC
eA EmSin ω t
Sin ω t - 240
e B E mSin ω t -120
eC E m

5.

A, B, C – выводы (зажимы) фаз генератора;
a, b, c – выводы (зажимы) фаз нагрузки;
N – нейтральная (нулевая) точка генератора;
n – нейтральная (нулевая) точка нагрузки;
Aa, Bb, Cc – линейные провода;
Nn – нейтральный (нулевой) провод;
Чередование фаз генератора, где амплитудное
значение ЭДС достигает сначала в фазе А, потом в В,
затем в С называется прямым (А-В-С-А-В-С-А…).
Чередование фаз А-С-В-А-С-В-А… называется
обратным и может быть получено изменением
направления вращения ротора генератора или
сменой любых двух выводов (зажимов) генератора.

6.

На рисунке указаны принятые положительные
направления ЭДС (E A , E B , E C ) и фазных напряжений
(U A , U B , UC ) .
Фазное напряжение – это напряжение между началом
и концом каждой фазы. В данном случае – между
выводом фазы и нулевой точкой N.
Если пренебречь внутренним сопротивлением обмоток
генератора, то можно считать, что
UA E A ;
UB E B ;
UC E C .
Линейное напряжение – это напряжение между
началами двух фаз. Положительное направление их
принято от А к В, от В к С, от С к А (U AB , U BC , U CA ).

7. Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений

U A U B UC
А
U СA
U AB
UA UB UC 0
UA
N

С
U BС
3
UB
2
2
120
60
UB
30
U BС
U Λ 3U
I Λ IΦ
В

8. Соединение треугольником

A
EAB UAB ; EBC UBC ; ECA UCA .
UAB UBC UCA
EСA
EAB
U AB U BC U CA 0
U СA U AB
U Λ U
U BС
C
E BС
Соотношение I Λ 3 I
симметричной нагрузки.
B
I Λ 3 IΦ
справедливо только для

9. Виды соединений генератора и нагрузки в трёхфазных системах

Генератор
Нагрузка
1.
Четырёхпроводная звезда
(звезда-звезда с нулевым проводом)
2.
Трёхпроводная звезда
(звезда-звезда без нулевого провода)
3.
Звезда – треугольник
4.
Треугольник – звезда
5.
Треугольник – треугольник

10. Характеристики нагрузок трёхфазного генератора

1. Нагрузка бывает однофазной и трёхфазной;
2. Нагрузка называется однородной, если сдвиг фаз
всех трёх потребителей одинаков по величине и
по знаку
a b c
3. Нагрузка называется симметричной, если полное
сопротивление всех трёх потребителей и сдвиги
фаз одинаковы
Za Zb Zc ;
a b c
4. Нагрузка называется несимметричной, если одно
из этих условий не выполняется.

11. Назначение нейтрального провода

N
IA
EA
ZA
I nN
IB
IC
EC
EB
ZC
ZB
Z nN
y E y E y
E
B b
C c
A a
U
nN
y a y b y c y nN
Здесь y a ; y b ; y c полные проводимости
всех четырёх ветвей схемы
n
Если нейтральный провод есть, то y nN и U nN 0

12.

Если нейтрального провода нет, то y nN 0
Тогда U nN 0, если ya yb yc , т.е. когда нагрузка
симметричная, и U nN 0, если y a y b y c , т.е. когда
нагрузка несимметричная.
Во всех случаях, когда U nN 0
Ua U A ; U b U B ; Uc UC
Но так как в исправном генераторе
UA UB UC , то Ua Ub Uc
Отсюда можно сделать вывод о назначении
нейтрального провода – он выравнивает фазные
напряжения в нагрузке.

13. Режимы работы потребителя, соединённого звездой

1.
2.
3.
4.
Симметричный
Несимметричный
Обрыв фазы
Короткое замыкание фазы
Все режимы рассматриваются с
нейтральным проводом (четырёхпроводная
звезда) или без него (трёхпроводная звезда)

14. Правила построения векторных диаграмм нагрузки

1. Строится равносторонний треугольник линейных
напряжений нагрузки,
2. Отмечается положение нулевой точки источника
(находится в центре треугольника),
3. Определяется местоположение нулевой точки
приёмника (если имеется нулевой провод, или
нагрузка симметричная, то точка n совпадает с
точкой N),
4. Рисуются фазные напряжения приёмника (между
выводом фазы и точкой n),
5. Определяются величины токов и отмечаются на
диаграмме,

15.

6. Определяются U nN (если отсутствует нулевой провод)
или I nN (если нулевой провод имеется) и отображаются
на диаграмме.
a
U ca
N
На рисунке отображены
первые две позиции
построения векторной
диаграммы. Эти две позиции
неизменны и присутствуют
на любой диаграмме ( при
любых видах нагрузки)
U ab
c
U bc
b

16. Симметричная нагрузка

Za Z b Zc ; a b c
a
Нулевой провод имеется,
n совпадает с N
U ca

c
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
Ia
Ua
Ub
Uc
Ia
; Ib
; Ic .
Za
Zb
Zc
N n
Ib
U bc
U ab
b
Ia I b Ic I nN 0
=0
Так как I nN 0 , то нулевой провод не нужен.
I nN 0

17. Несимметричная нагрузка

Za Z b Zc ; a b c
a
Нулевой провод имеется,
n совпадает с N
U ca
I
a

c
U bc
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
Ua
Ub
Uc
Ia
; Ib
; Ic .
Za
Zb
Zc
N n
I nN
Ib
U ab
b
Ia I b Ic I nN 0
≠0
I nN ( Ia I b Ic )

18.

Za Z b Zc ; a b c
a
U ca
Нулевого провода нет,
n не совпадает с N
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
Ia
N

c
U bc
n
U nN
Ib
Ua
Ub
Uc
Ia
; Ib
; Ic .
Za
Zb
Zc
U ab
b
Ia I b Ic 0
y E y E y
E
B b
C c
U A a
nN
y a y b y c

19. Обрыв фазы

Za ; Z b Zc ; b c
a
U ca

c
Нулевой провод имеется,
n совпадает с N
I nN
Ub
Uc
I a 0; I b
; Ic .
Zb
Zc
N n
Ib
U bc
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
U ab
I b Ic I nN 0
b
I nN ( I b Ic )

20.

Za ; Z b Zc ; b c
a
U ca
Нулевого провода нет,
n не совпадает с N
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
I a 0; Ib Ic .
U bc
Ib Ic
Z b Zc
N
U nN I
b
c
U bc
Ic
n
U ab
b
U b I b Z b ; U c I c Zc
y U y
U
c c
U nN b b
y b y c

21. Короткое замыкание фазы

Ia
n a

U ca
Za 0 ; Z b Zc ; b c
Нулевого провода нет,
n не совпадает с N
Ua U A ; U b U B ; Uc UC .
Ib
U ab
U ca
Ib
; Ic
.
Zb
Zc
N U nN
Ia I b Ic 0
U ab
c
U bc
b
I a ( I b I c )

22. Режимы работы потребителя, соединённого треугольником

1.
2.
3.
4.
Симметричный
Несимметричный
Обрыв фазы
Обрыв линии

23. Линейные токи

Ia
A
a
U ca
B Ib
I ab
Zca
Ia Ica Iab 0;
Zab
I b Iab I bc 0;
Ic I bc Ica 0.
I ca
C
c
Ic
U ab
Zbc
U bc
b
I bc

24. Симметричная нагрузка

Zab Zbc Zca ; ab bc ca
a
U ca
- I bc
Ia
Ic
I ca
Uab U AB; U bc U BC ; Uca UCA .
I ab
- Ica
Ib
c
U bc
U ab
U bc
U ca
I ab
; I bc
; I ca
.
Zab
Zbc
Zca
U ab
- Iab
b
I bc
Ia Iab - Ica ;
Ib Ibc - Iab ;
Ic Ica - Ibc .

25. Несимметричная нагрузка

Zab Zbc Zca ; ab bc ca
a
U ca
- I bc
Uab UAB; Ubc UBC ; Uca UCA .
I ab
Ic
I ca
Ia
Ib
c
U ab
U bc
U ca
I ab
; I bc
; I ca
.
Zab
Zbc
Zca
U bc
- Ica
U ab
b
- Iab
I bc
Ia Iab - Ica ;
Ib Ibc - Iab ;
Ic Ica - Ibc .

26. Обрыв фазы

a
U ca
- I bc
Zab ; Zbc Zca ; ab bc ca
Uab U AB; U bc U BC ; Uca UCA .
U bc
U ca
I ab 0; I bc
; I ca
.
Z bc
Zca
Ia Ica
Ia -Ica ;
Ic
I ca
U ab
c
b
U bc
Ib Ibc
I b I bc ;
Ic Ica - I bc .

27. Обрыв линии

Zab Zbc Zca ; ab bc ca
Uab U AB; U bc U BC ; Uca UCA .
U bc
U bc
I ab I ca
; I bc
.
Zab Zca
Zbc
Ic I b
c
b
a
Ib Ibc Iba
Обрыв линии «а»
U ab Iab Zab ;
U ca Ica Zca ;
Ia 0;
Ib Ibc Iba ;
Ic I b .

28. Применение комплексных чисел

N
IA
IB
IC
Известны:
E Φ 220B ;
EA
EB
EC
Za R 50 OM ;
ZA
ZB
ZC
Zb Zc R 100 OM
n
Определить
E nN
y E y E y
E
B b
C c
U nN A a
y a y b y c

29.

E A 220e j0 ; E B 220e -j120 ; E C 220e j120 ;
c
+J
y a 0,02e j0 0,02 J0 ;
y b 0,01e 0,01 J0 ;
j0
y c 0,01e j0 0,01 J0 ;
0 N
+1
a
y a y b y c 0,04 J0 0,04e
b
j0
;

30.

c
E y 4,4e j0 4,4 J0 ;
A a
E y 2,2e- j120 1,1 - J 3 1,1 ;
B b
E C y c 2,2e j120 -1,1 J 3 1,1 ;
+J
0 N
n
+1
a
E y E y E y 2,2 J0 2,2e j0 ;
A a
B b
C c
b
j0
2,2e
j0
U nN
55e 55 J0 ;
j0
0,04e

31. Приём задолженностей каждую пятницу

Корпус Кабинет Время
7
1004
15.30 – 18.40

32. Последовательное соединение элементов

R
P0
L
Q L0 QC0
S
С
S2 P02 (Q L0 Q C0 ) 2
R
R
L
English     Русский Rules