Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом

Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом

В звезде с нейтральным проводом любая фаза нагрузки при помощи нейтрального провода и соответственной полосы независимо подключена к собственному генератору. Как следует, если не учесть малые падения напряжения в полосы, фазные напряжения, также как ЭДС генератора равны по величине и смещены по фазе на 1200.

Соответственно, линейные напряжения

Из векторной диаграммы линейных и Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом фазных напряжений можно отыскать соотношение меж ними. По аксиоме косинусов для хоть какого линейного напряжения (беря во внимание, что cos1200 = – 0.5) получим

=

Как следует, в звезде с нейтральным проводом при хоть какой нагрузке линейные напряжения (Uл) равны по величине и в раз больше фазных (Uф).

Uл = UAB = UBC = UCA = Uф Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом = Ua = Ub = Uc

Из схемы соединения нагрузки звездой следует, что линейные токи равны подходящим фазным

Ток в нейтральном проводе можно найти из I закона Кирхгофа для нейтральной точки нагрузки “n” – сумма геометрическая (векторная), как следует, для определения In необходимо выстроить векторную диаграмму.

Пример расчета трехфазной нагрузки, соединенной

Звездой с нейтральным проводом

Пусть понятно линейное Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом напряжение и сопротивления

всех фаз

1. Определяем фазные напряжения

Ua = Ub = Uc = Uл /

2. Определяем сопротивления фаз, фазные токи и углы сдвига фаз меж током и напряжением

Аналогично определяются Zb, Ib, φb; Zc, Ic, φc

3. Ток в нейтральном проводе определяется по векторной диаграмме (ВД)

Порядок построения ВД

3.1. Строим 3 вектора фазных напряжений со сдвигом на 1200

3.2. Относительно каждого из этих Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом напряжений строим фазные токи , беря во внимание величину и направление угла сдвига фаз меж током и напряжением.

3.3.Складываем геометрически

фазные токи и находим ток

в нейтральном проводе

Трехфазное соединение нагрузки треугольником

При соединении нагрузки треугольником любая фаза нагрузки включена меж 2-мя линейными проводами, как следует, фазные напряжения равны подходящим линейным

Пример расчета трехфазной нагрузки, соединенной треугольником Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом.

1. Определяем сопротивления фаз (Zab, Zbc, Zca) , фазные токи и углы сдвига фаз меж током и напряжением

Аналогично определяются Zbc, Ibc, φbc ; Zca, Ica, φca

2. Линейные токи можно найти по векторной диаграмме (ВД) на основания I закона Кирхгофа в векторной форме

Для узла “a”

=>

Аналогично для узлов “b” и “c” получим

;

Порядок Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом построения ВД

2.1. Строим 3 вектора фазных напряжений со сдвигом на 1200

2.2. Относительно каждого из этих напряжений строим фазные токи , беря во внимание величину и направление угла сдвига фаз меж током и напряжением.

2.3. Строим вектор линейного тока по соотношению

– из фазного тока вычитаем фазный ток (т.е. из конца вектора строим вектор минус ) – получаем линейный ток Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом . Аналогично находим линейные токи и .

При обрыве одной из фаз ток в этой фазе равен 0, токи в 2-ух оставшихся фазах и все фазные напряжения не меняются. Линейные токи определяются по векторной диаграмме, как и в прошлом случае.

При обрыве линейного провода система перестает быть трехфазной. Схема представляет из себя Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом две параллельные ветки, включенные меж 2-мя оставшимися линейными проводами. Фазные и линейные токи можно найти на базе способов расчета цепи с параллельным соединением частей.
Тема 3 Трансформаторы

Предназначение –преобразование переменного тока 1-го напряжения в переменный ток другого напряжения без конфигурации частоты, т.е. для увеличения либо снижения напряжения. Без трансформаторов передача Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом электроэнергии на огромные расстояния была бы невозможна.

Применение –очень обширное – вся силовая энергетика, фактически все бытовые и промышленные электрические устройства и т.д.

Устройство –две либо более обмоток, расположенных на замкнутом ферромагнитном сердечнике (ФМС). Обмотка, которая подключается к сети, именуется первичной.К остальным обмоткам (вторичным) подключаются нагрузки.

Принцип деяния Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом трансформатораоснован на явлении электрической индукции – законе Фарадея. При подключении первичной обмотки W1 к сети переменного тока с напряжением ~ U1 по ней течет переменный ток ~ I1, который будет создавать переменный магнитный поток Ф1. Основная часть этого потока Ф распространяется по ФМС (основной поток), пронизывает витки вторичной обмотки W2 и индуктирует Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом в их ЭДС E2 (закон Фарадея).

(при любом изменении магнитного потока в каждом витке индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости конфигурации магнитного потока e ~ – dФ/dt. Если же ток неизменный, то Ф–const, => dФ/dt = 0, => e = 0, т.е. неизменный поток ЭДС не делает, => трансформатор не работает на неизменном токе).

Если W Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом2 > W1 то ЭДС вторичной обмотки Е2 > E1 => U2 > U1 – трансформатор повышающий.

Если W2 < W1 то ЭДС вторичной обмотки Е2 < E1 => U2 < U1 – трансформатор понижающий.

Предназначение ФМС –ФМС служат для усиления магнитного поля и придания ему подходящей конфигурации. При внедрении в катушку ФМС он намагничивается и его собственное магнитное Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом поле складывается с полем катушки. В итоге магнитный поток (МП) резко увеличивается (примерно в m раз).

m – магнитная проницаемость ФМС (до 10 000).

Как следует, используя ФМС, при том же токе в катушке можно получить в m раз больший МП, либо данный МП получить при в m раз наименьшем токе в Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом обмотке.

Это большой плюс использования ФМС.Но есть и минусы.

––В ФМС появляются дополнительные энергопотери (утраты в стали)

Рст = Рвт + Рг

1. Вихревые утраты Рвт –ток переменный => МП переменный, он будет в самом ФМС индуктировать ЭДС (закон Фарадея), сердечник проводящий, по нему текут вихревые токи, которые разогревают сердечник. Для уменьшения этих утрат сердечники делают Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом не сплошными, а набирают из тонких изолированных пластинок, либо прессуют из ферромагнитного порошка с диэлектрическим связывающим.

2. Гистерезисные утраты Рг –либо утраты на перемагничивание. Ток переменный, при каждом изменении направления тока ФМС перемагничивается, на это тратится энергия, пропорциональная частоте и площади петли гистерезиса. Для уменьшения этих утрат ФМС Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом изготавливают из магнито-мягких материалов с узенькой петлей гистерезиса.

Потоки в трансформаторе

Ф – основной поток – в ФМС

Фs1 и Фs2 – потоки рассеяния каждой обмотки. Это часть потока, которая распространяется не по ФМС, а по воздуху. Но эти потоки малы, т.к. магнитное сопротивление воздуха в mФМС раз больше чем у ФМС (mвоздуха=1, а Трехфазное соединение звездой с нейтральным проводом mФМС до 10000).


trebovaniya-ohrani-truda-pri-stoyanke-poezda-na-stanciyah.html
trebovaniya-ohrani-truda-promishlennoj.html
trebovaniya-ohrani-truda.html