Розрахунок трифазних ланцюгів

Ланцюг трифазного змінного струму складається з трифазного джерела живлення, трифазного споживача і провідників лінії зв’язку між ними.

Симетричний трифазний джерело живлення можна представити у вигляді трьох однофазних джерел, що працюють на одній частоті з однаковою напругою і мають тимчасової кут зсуву фаз 120˚. Ці джерела можуть з’єднуватися зіркою або трикутником.

При з’єднанні зіркою умовні початку фаз використовують для підключення трьох лінійних провідників A, B, C, а кінці фаз об’єднують в одну точку, звану нейтральною точкою джерела живлення (трифазного генератора або трансформатора). До цієї точки може підключатися нейтральний провід N.

З точок об’єднання джерел між собою виводяться три лінійних дроти A, B, C, що йдуть до навантаження. З малюнка 1, б видно, що висновки фазних джерел підключені до лінійних провідників, а отже, при з’єднанні фаз джерела трикутником фазні напруги дорівнюють лінійним. Нейтральний провід в цьому випадку відсутній.

До трифазного джерела може підключатися навантаження. За величиною і характером трифазна навантаження буває симетричною і несиметричною.

У разі симетричного навантаження комплексні опору всіх трьох фаз однакові, а якщо ці опору різні, то навантаження несиметрична. Фази навантаження можуть з’єднуватися між собою зіркою або трикутником (малюнок 2), незалежно від схеми з’єднання джерела.

З’єднання зіркою може бути з нейтральним проводом (див. Малюнок 2, а) і без нього. Відсутність нейтрального проводу усуває жорстку прив’язку напруги на навантаженні до напруги джерела живлення, і в разі несиметричного навантаження по фазах ці напруги не рівні між собою. Щоб їх відрізнити, домовилися в індексах літерних позначень напруг і струмів джерела живлення застосовувати великі літери, а в параметрах, властивих навантаженні, – рядкові.

Алгоритм аналізу трифазного ланцюга залежить від схеми з’єднання навантаження, вихідних параметрів і цілі розрахунку.

Для визначення фазних напруг при несиметричного навантаження, з’єднаної зіркою без нейтрального проводу, використовують метод двох вузлів. Відповідно до цього методу розрахунок починають з визначення напруги UN між нейтральними точками джерела живлення і навантаження, званого напругою зміщення нейтралі:

У завданнях при проведенні розрахунків трифазних ланцюгів розглядають три варіанти з’єднання трифазних споживачів зіркою: з’єднання з нейтральним проводом при наявності споживачів в трьох фазах, з’єднання з нейтральним проводом при відсутності споживачів в одній з фаз і з’єднання без нейтрального проводу з коротким замиканням в одній з фаз навантаження .

У першому і другому варіантах на фазах навантаження знаходять відповідні фазні напруги джерела живлення і фазні струми в навантаженні визначаються за наведеними вище формулами.

При підключенні споживачів трикутником схема набуває вигляду, зображений на малюнку 2, б. В цьому режимі схема з’єднання фаз симетричного джерела живлення не грає ролі.

На фазах навантаження знаходять лінійні напруги джерела живлення. Фазні струми в навантаженні визначають за допомогою закону Ома для ділянки цепіIф = Uф / ZФ, де Uф – фазна напруга на навантаженні (відповідне лінійне напруга джерела живлення); ZФ – повне опір відповідної фази навантаження.

...
ПОДІЛИТИСЯ: