2017-11-01
1068
Цели работы: 1 Выявить особенности трёхфазной системы при соединении фаз
«звездой».
2 Установить роль нулевого провода в работе трехфазной установки
при различных нагрузках.
3 По опытным данным построить векторные диаграммы при симмет –
ричной и несимметричной нагрузке фаз.
Теоретические сведения
Трёхфазной электрической.цепью называется совокупность трёх электрических цепей переменного тока с синусоидальными ЭДС одной и той же частоты, сдвинутыми по фазе относительно друг друга на угол 120° и генерируемые в одном источнике электрической энергии.
Каждую из частей трёхфазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой. Таким образом, понятие фаза в электротехнике имеет два значения: первое - аргумент синусоидально изменяющейся величины, второе значении - часть одно-, трёх - или в общем случае, многофазной системы электрических цепей.
Фазы трёхфазной цепи принято обозначать первыми буквами латинского алфавита: А, В, С - для соединения фаз звездой. Индексы фазных величин имеют те же буквы.
|
|
|
Трёхфазный ток получил широкое применение, так как трёхфазная система по сравнению с однофазной имеет следующие преимущества.
1 Одновременное действие токов трёхфазной системы создаёт вращающееся магнитное поле (на этом основано устройство трёхфазных асинхронных двигателей).
2 При передаче одной и той же мощности при одинаковом напряжении на зажимах генератора и при одинаковой потере мощности расход цветного металла на провода в трёхфазной установке составляет 75% от расхода металла в однофазной установке.
3 Можно иметь в одной установке два напряжения (при четырёхпроводной цепи трёхфазного тока).
Источником энергии в трёхфазной системе служат трехфазные синхронные генераторы, установленные на всех крупных электростанциях.
Существуют две основные схемы соединения фаз обмоток генератора и трёхфазных электроприёмников, а именно, схема соединения «звездой» с условным обозначением «Y» и схема соединения «треугольником» с условным обозначением «Δ».
«Звездой» называется такое соединение, когда концы или начала фаз (обмоток) соединены в одну точку, называемую нейтральной или нулевой. Напряжения между началами и концами фаз генератора или приёмника или напряжения между каждым из линейных проводов и нейтральной точкой называются фазными напряжениями и обозначаются UА, UВ, UС. Напряжения между линейными проводами или началами фаз называются линейными напряжениями и обозначаются UАВ, UВС, UСА. Линейным токами называются токи, протекающие по линейным проводам; они обозначаются IА, Iв, IС. Фазными токами называют токи, проходящие по фазам.
|
|
|
На рисунке 1 показана схема соединения потребителей в «звезду», линейные и фазные токи и напряжения.
Рисунок 1 - Трёхфазная четырёхпроводная цепь, соединённая «звездой»
При соединении звездой линейный ток Iл равен фазному току Iф, а линейные напряжения
равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений.
Фазные токи приёмников определяются так же, как в однофазных цепях.
Ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме токов отдельных фаз:
I0 = IА + Iв + IС
Сечение нейтрального провода зависит от неравномерности нагрузки фаз, но обычно его берут равным 50% от сечения линейного провода, так как ток в нейтральном проводе меньше, чем токи в линейных проводах.
При наличии нейтрального провода и несимметричной нагрузке фаз напряжения на фазах приёмников остаются неизменными и равными напряжениям на соответствующих фазах генератора, если пренебречь сопротивлением проводов линии и нейтрального провода.
Если случайно произойдёт обрыв нейтрального провода, то фазные токи при несимметричной нагрузке фаз изменятся и установятся такими, чтобы их сумма была равна нулю. Вследствие этого напряжения на отдельных фазах будут различными.
Если же произойдёт обрыв одного из линейных проводов, то эта фаза отключается, а две другие фазы продолжают нормально работать от трёхфазной системы при наличии нейтрального провода, а при отсутствии его происходит перераспределение напряжений на фазах пропорционально их сопротивлениям.
Приборы и оборудование для работы:
1 Лабораторный стенд, состоящий из контрольно-измерительных приборов, трехфазной электрической цепи, четырехпроводной схемы приемников, соединенных звездой.
2 Питание установки осуществляется от сети переменного трехфазного тока.
Схема для исследования трёхфазной электрической цепи при соединении «звездой» представлена на рисунке 2:
|
Рисунок 2
