Трехфазные цепи переменного тока

Рис. b Четырехпроводная трехфазная цепь

Соединение фаз токоприемников зведой. Для передачи энергии от генератора, соединенного звездой, к однофазным или трехфазным токоприемникам, в общем случае нужны четыре провода. Три провода присоединяют к началам фаз генератора (A, B, C). Эти провода называют линейными проводами. Четвертый провод соединяют с нейтральной точкой (0) генератора и называют нейтральным (нулевым) проводом.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом дает возможность использовать два напряжения генератора. Приемники в такой цепи можно включать между линейными проводами на линейное напряжение или между линейными проводами и нейтральным проводом на фазное напряжение.

При включении нагрузки звездой с нейтральным проводом напряжение на каждой фазе нагрузки U_ф будет меньше линейного напряжения U _л в √3 раз, подобно тому, как это было при включении звездой фаз обмоток генератора

U_л = √3U_ф.

Ток в линейном проводе (Iл) равен току в фазе (Iф ) Iл = Iф.

 

Соединение фаз токоприемников треугольником

Рис. c. Трехпроводная трехфазная цепь

 

При соединении фаз нагрузки треугольником напряжение на каждой фазе нагрузки равно линейному напряжению.

U_л = U_ф.

Это соотношение сохраняется и при неравномерной нагрузке.

Линейный ток при симметричной нагрузке фаз, как показывают измерения, будет больше фазного тока в √3 раз

I_л = √3·I_ф

Трансформаторы

Основными параметрами трансформаторов являются:

1) номинальная мощность S_НОМ -    это полная мощность, которую трансформатор, установленный на открытом воздухе, может непрерывно отдавать в течение всего срока службы (20-25 лет) при номинальном напряжении и при максимальной и среднегодовой температурах окружающего воздуха, равны соответственно 40 и 5°С;

2) номинальное первичное напряжение U_НОМ - это напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка;

3) номинальное вторичное напряжение U_НОМ2 -  это напряжение на выходах вторичной обмотки при холостом ходе и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичного напряжения U2 снижается из-за потери напряжения в трансформаторе;

4) номинальные первичный I _{НОМ 1} и вторичный I _{НОМ 2} токи -  это токи, вычисленные по номинальной мощности и номинальным напряжениям.

Для однофазного трансформатора:

I_НОМ1= S_НОМ/U_НОМ1;      I_НОМ2= S_НОМ/U_НОМ2;

Для     I_НОМ1=S_НОМ/ U_НОМ1;         I_HOM1=S_HOM/U(  U_HOM1).

Трансформаторы обычно работают с нагрузкой меньше номинальной, определяемой коэффициентом нагрузки k _Н.

В трехфазных трансформаторах отношение линейных напряжений называют линейным коэффициентом трансформации, который равен отношению чисел витков обмоток, если они имеют одинаковые схемы соединения (Δ/Δ b Y/Y). При других схемах коэффициент трансформации находят по формулам:

K=U_HOM1/U_HOM2=ω₁/(  ω₂)       при Δ/Y;

K=U_HOM1/U_HOM2=  ω₁/ω₂         при Y/Δ.

Для уменьшения установленной мощности трансформаторов и снижения потерь энергии в них и в линиях компенсируют часть реактивной мощности потребителей установкой на подстанциях конденсаторов. Энергосистема разрешает потребление предприятием определенной реактивной мощности Q_Э, называемой оптимальной, обеспечивающей наименьшие эксплуатационные расходы в энергосистеме. Если фактическая реактивная мощность предприятия немного отличается от заданной (точно ее выдержать нельзя), то предприятие получает скидку с тарифа на электроэнергию; при значительной разнице между QЭ и QФ предприятие платит надбавку к тарифу.

 

Асинхронные машины

Эксплуатационные свойства асинхронного двигателя наглядно демонстрируются его механической характеристикой, которая может быть построена по данным каталога и рассчитывается по формуле:

 

где Мк – критический (максимальный) момент двигателя;

Sк – скольжение при котором двигатель развивает критический момент.

Зная отношение критического момента к номинальному Мк⁄Мн =λ и определив номинальный момент как

где 𝑃_2н – номинальная мощность двигателя, 𝑛н номинальная частота вращения ротора, можно получить выражение для S _K

𝑆к = 𝑆н ∙ (𝜆 + )

Зная Мк и 𝑆к и задаваясь значениями S в пределах от 0 до 1, легко построить механическую характеристику n = 𝑓(M), помня, что n= n ₀ (1-S),

 где          - скорость вращающегося магнитного поля, об/мин.; 𝑓 – частота питающей сети;   р – число пар полюсов машины.

 

Варианты задания контрольной работы

1. Задачи и исходные данные