Соединение фаз источника и потребителя треугольником

Для треугольника нужно строго соблюдать порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой.

Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4-Трехфазная цепь при соединении фаз генератора и нагрузки в треугольник.

Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим фазным.

                             U_{A В} = U_{B С} = U_{C А} = U _Л = U _Ф                                   

Фазные токи находятся по закону Ома

               I_{A В} = U_{A В} / Z_{A В}; I_{B С} = U_{B С} / Z_{B С}; I_{C А} = U_{C А} / Z_{C А}.               

По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника определяется соотношениями

                                                                           

При симметричной нагрузке .                                       

Мощности трехфазной цепи

Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей отдельных фаз:  Р = Р_А+Р_В+Р_С.                                         

Реактивная мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме реактивных мощностей отдельных фаз: Q = Q_А+ Q_В+ Q_С.                                        

Полная мощность трехфазной цепи определяется по формуле

                                                                                

При симметричной нагрузке трехфазной цепи

активная мощность     Р = 3 U_ф I_ф cosφ_ф = √3 U_л I_л cosφ_ф.      

реактивная мощность Q = 3 U_ф I_ф sinφ_ф = √3 U_л I_л sinφ_ф.             

полная мощность       S = 3 U _ф I _ф = √3 U _л I _л.                        

 

 

Тема 4 Трансформаторы

Трансформатором называют электромагнитное статическое устройство, служащее для преобразования (трансформации) переменных напряжений и токов одних вели­чин в другие при неизменной частоте.

Конструктивно трансформатор состоит из обмоток и сердеч­ника (магнитопровода), на котором располагаются обмотки. Обмотки называются первичными и вторичными. Об­мотки электрически не связаны.

Первичная обмотка трансформатора подключается к источнику электрической энергии перемен­ного тока, а вторичная — к приемнику электрической энергии (нагрузке трансформатора Z_H). Действие трансформатора основано на явлении электромагнит­ной индукции.

Трансформатор называется понижающим, если число витков на вторичной обмотке w₂ меньше, чем число витков на первичной об­мотке w₁. В понижающем трансформаторе напряжение вторичной обмотки U₂ меньше чем напряжение первичной обмотки U₁.

Трансформатор называется повышающим, если число витков на вторичной обмотке w₂ больше, чем число витков на первичной об­мотке w₁. В повышающем трансформаторе напряжение вторичной обмотки U₂ больше чем напряжение первичной обмотки U₁.

В повышающем трансформаторе увеличение напряжения во вторичной обмотке происходит за счет уменьше­ния силы тока в ней, а в понижающем трансформаторе уменьше­ние напряжения происходит за счет увеличения силы тока вторич­ной обмотки.

Отношение напряжения на зажимах первичной обмотки к напряжению на вторичной об­мотке называется коэффициентом трансформации К:

К = U₁ / U₂ = w₁ / w₂.

Различают три режима работы трансформатора:

холостого хода, когда вторичная обмотка разомкнута и ток I₂= 0;

короткого замыкания, когда вторичная обмотка замкнута накоротко и U₂=0. Режим КЗ является аварийным, так как токи в обмотках будут во много раз больше номинальных;

рабочий режим под нагрузкой.

Коэффициент полезного действия трансфор­матора (к. п. д.) - это отношение отдаваемой актив­ной мощности к потребляемой:

η=(P₂ / P₁)· 100%,

где Р₁– мощность первичной обмотки, Р₂ - мощ­ность вторичной обмотки. Преобразование электричес­кой энергии в трансформаторе сопровождается по­терями.

 

При этом к.п.д. трансформатора может быть представлен в следую­щем виде:

η=(P₂ / (P₂+Р_ст+Р_обм))· 100%,

где Р_ст - потери в стали (в сердечнике), Р_обм - поте­ри в обмотках (в меди). Потери в стали и потери в обмотках измеряют в опытах холостого хода и коротко­го замыкания соответственно.

Опыт холостого хода трансформатора проводится при номинальном первичном напряжении и разомкнутой вторичной обмотке, в этом опыте определяются потери мощности в стали Р_СТ=Р_Х.

Опыт короткого замыкания проводится при пониженном первичном напряжении, при котором токи трансформатора равны номинальным, и замкнутой накоротко вторичной обмотке, в этом опыте определяются потери мощности в обмотках при номинальных токах Р_ОБМ = Р_К.

Номинальными параметрами трансформатора называют параметры, указанные заводом-изготовителем. В частности, приводятся номиналь­ные напряжения обмоток U_1ном, U_2ном; номинальная полная мощность S_ном.

Условное обозначение транс­форматора показано на рис.