Цепи с несимметричными приемниками
При несимметричной нагрузке ( Zав Zвс Zса) фазные токи определяют так же, как и при симметричной:
но вследствие несимметрии нагрузки токи уже не образуют симметричную систему. В общем случае: Iав Iвс Iса и ав вс са. Линейные токи можно определить по приведенным выше уравнениям, составленным для узлов “а”, “b”, “с” (см.рис. 12.1) по первому закону Кирхгофа:
.
Система линейных токов также не симметрична. Из последних уравнений также следует, что (независимо от характера нагрузки) геометрическая сумма векторов линейных токов в трехпроводной цепи равна нулю:
На рис.12.3 показан пример построения топографической диаграммы напряжений и токов для случая несимметричной нагрузки: Zав = r; Zвс = +jx; Zса = -jx
Важной особенностью соединения фаз приемника треугольником является то, что при изменении сопротивления одной из фаз режим работы других фаз остается неизменным (будет изменятся только ток данной фазы и линейные токи в проводах линии, соединенных с этой фазой). Поэтому схема включения треугольником широко используется для включения несимметричной нагрузки.
Рисунок 12.3
Симметричные трехфазные приемники можно включать в трехпроводную цепь либо звездой, либо треугольником. Это значительно расширяет область применения таких приемников. Так, если на трехфазном электродвигателе указаны два напряжения 380/220 В и выведены концы и начала всех его обмоток, то его надо включить звездой, если линейное напряжение сети Uл = 380 В и Uф=220 В, и включить треугольником, если линейное напряжение сети Uл = 220 В.
Мощность приемников трехфазной цепи
а) соединение приемников звездой
Активная мощность фазы “А”: Ра = Uа Iа cos а = Iа2 rа .
Реактивная мощность фазы “А”: Qа = Uа Iа sin а = Iа2 xа.
Активная и реактивная мощности фазы “А” могут быть определены через комплексы напряжения и тока этой фазы:
, где – сопряженный комплекс тока этой фазы.
Аналогично определяются активная и реактивная мощности двух других фаз.
Активная мощность всех приемников трехфазной цепи равна сумме активных мощностей отдельных фаз:
P = Pа + Pв + Pс.
Реактивная мощность соответственно равна алгебраической сумме реактивных мощностей отдельных фаз:
Q = Qа Qв Qс.
Полная мощность S = .
При симметричной нагрузке:
Ра = Рв = Рс = Рф;
Qа = Qв = Qс = Qф;
а = в = с = .
Тогда
P = 3 Pф = 3 Uф I ф cos = 3 Iф2 rф
Q = 3Qф = 3 Uф Iф sin = 3 Iф2 xф
S = 3 Uф Iф
При анализе трехфазных цепей с симметричной нагрузкой удобно пользоваться линейными значениями напряжений и токов.
Тогда при соединении звездой:
Uф = ; Iф = Iл.
Получим:
P = 3 Uф Iф cos = Uл Iл cos = Uл Iл cos
Q = Uл Iл sin
S = Uл Iл
б) соединение приемников треугольником
Мощности отдельных фаз находят по формулам:
Pав = Uав Iав cos ав = Iав2 rав и т.п.
Qав = Uав Iав sin ав = Iав2 xав и т.п.
и т.п.
Общая мощность трехфазной системы определяется арифметической или алгебраической суммой мощностей отдельных фаз:
P = Pав + Pвс + Pса
Q = Qав Qвс Qса
S = .
При симметричной нагрузке мощности отдельных фаз равны между собой, следовательно
P = 3 Pф = 3Uф Iф cos = 3 Iф2 rф
Q = 3 Qф = 3 Uф Iф sin = 3 Iф2 xф
S = 3 Uф Iф
Учитывая, что при соединении в треугольник Uл = Uф и Iл = Iф, получим P = Uл Iл cos ; Q = Uл Iл sin ; S = Uл Iл
Таким образом, независимо от схемы соединения фаз приемника активная, реактивная и полная мощности при симметричной нагрузке определяются одними и теми же формулами.
Достарыңызбен бөлісу: |