Какая трехфазная система переменного тока называется симметричной

Что такое симметричная и несимметричная нагрузка в электросетях: разбираемся по-простому

В трёхфазной сети есть два вида напряжения: линейное и фазное.

Линейное – напряжение на паре фазных проводов, напряжение между фазой и нейтралью – фазное.

пример графика трехфазного тока

При работе трёхфазная сеть имеет ряд показателей, характеризующих параметры работы системы. Сюда входят сила тока, напряжение, составляющие реактивных и активных сопротивлений.

Если показатели меж фазными и линейными напряжениями одинаковы, а сдвиг показателей по фазе имеет значение 120 градусов, такая система будет называться – симметричной.Когда показатели тока, напряжений и сопротивлений нарушены, имеется дисбаланс параметров, сеть считается разбалансированной или несимметричной.

Образцом симметричной нагруженности может быть:

• симметрично загруженный трансформатор,
• трёхфазные асинхронные двигателя,
• подключённые каждая к своей фазе лампы накаливания, если они одинаковы по мощности.

______________________________________________________________________________________

пример несимметричной нагрузки

Примером ассиметричной нагрузки могут быть:

• те же лампы освещения, но с разными номиналами мощности в фазах,
• несимметрично загруженный трансформатор и другие потребители, подключенные к трём фазам с разными мощностями.

В векторной схеме сбалансированной нагрузки видно, что составляющая трёхфазных токов, равняется нулю.

Значит ток провода нейтрали, будет с нулевым значением, отсюда следует, что необходимость в его применении практически отпадает.

При подключении несимметричную нагрузки к трёхфазной сети: из-за разницы в показателях по сопротивлению, создадутся токи, разные по номиналу и направленности. Возникнут напряжения перекосов.

Здесь векторная сумма не будет равняться нулевому значению, а значит по нейтральному проводу, будет проходить ток.

• Нейтральный проводник при ассиметричной нагрузке здесь необходим, так, как он обеспечивает симметричность фазных токов и устраняет перекосы по фазным напряжениям.
• Отсутствие провода нейтрали, в случае обрыва или другой причины, приведёт к перепаду напряжений и токов, что приведёт к аварийной ситуации.
• На практике несимметричная работа системы, приводит к перегрузкам.
• Общим решением балансировки трёхфазных сетей, является распределения равномерности нагрузки по фазам.

Где-то достаточно скорректировать применяемые параметры, но для больших перегрузок применяют силовые регуляторы. Их работа основана на изменении показателя сопротивления, компенсации отклонений на фазах.

Вот как-то так.

Что скажете? Пишите свое мнение.

___________________________________________________________________________________

Лайк ???? и подписка, если информация полезна.

Как измерить

Измерить подобную систему можно мультиметром или применив физические формулы.

Измерение подключения к сети

ЛН рассчитывается по формуле Кирхгофа: ∑ Ik = 0. Здесь сила тока равняется нулю во всех частях электроцепи, то есть к=1. Используется также закон Ома: I=U/R. Применив обе формулы можно высчитать параметры клейма или электросети.

В системе из несколько линий, потребуется найти напряжение между 0 и фазой IL = IF. Значения IL и IF непостоянные и меняются при разных вариациях подключения. Потому линейные параметры точно такие же, как и фазные.

Фазное

Для того чтобы получить показания подключения фазного вида, потребуется специальное оборудование, например, мультиметр, вольтметр. Для того чтобы измерить токи и напряжения в трёхфазных цепях обычно достаточно знать данные одного линейного тока и одного ЛН.

Перекос фаз

ФН измеряется при проседании (падении) линейного. Из линейных величин извлекается Квадратный корень из трёх. Полученный показатель и есть параметры ФН.

Несимметричная нагрузка при соединении приемников звездой

Нагрузка трехфазной электрической сети будет считаться несимметричной, если хотя бы одно из фазных сопротивлений не равно другим. Проще говоря, сопротивления фаз не равны, например: r_a = r_b = r_c, x_a = x_b ≠ x_c. В общем случае  считают, что несимметричная нагрузка возникает при отключении одной из фаз.

Возникает не симметрия чаще всего при подключении к трехфазной сети однофазных электроприемников. Они могут иметь различные мощности, режимы работы, различное территориальное расположение, что тоже влияет на величину фазной нагрузки.

В случае, когда необходимо подключить однофазные потребители электрической энергии, для более равномерной загрузки их делят на три примерно одинаковые по мощности группы.

Один вывод однофазных потребителей подключают к одной из трех фаз, а второй вывод подключают к нейтральному проводу. Так как все электроприемники рассчитываются на одно напряжение, то в пределах каждой фазы они соединяются параллельно.

Главной особенностью электрической сети несимметричной нагрузкой является то, что она должна в обязательном порядке иметь нейтральный провод. Это объяснимо тем, что при его отсутствии величины фазных напряжений будут в значительной степени зависеть от величины не симметрии сети, то есть от величин и характера сопротивления каждой из фаз. Поскольку сопротивления фаз могут варьироваться довольно в широких пределах в зависимости от количества подключенных электроприемников, также широко будет варьироваться и напряжения на потребителях электрической энергии, а это недопустимо.

Для иллюстрации выше сказанного ниже приведена векторная диаграмма для трехфазной несимметричной цепи при наличии нейтрального провода:

Ниже приведена приведена векторная диаграмма для этой же цепи, но при отсутствии нулевого рабочего (нейтрального) провода:

Также можно посмотреть видео, где объясняется, что может произойти в электрической цепи при обрыве нулевого провода:

https://youtube.com/watch?v=a82uwBua7kY

Необходимость нулевого провода станет еще более очевидной, если представить, что вам необходимо подключить однофазного потребителя к одной из фаз, при этом остальные две подключать нельзя, так как приемник рассчитан на фазное напряжение 220 В, а не на линейное 380В, как в таком случае получить замкнутый контур для протекания электрического тока? Только использовать нулевой рабочий проводник.

Для повышения надежности соединения электроприемников в цепь нулевого рабочего проводника не устанавливают коммутационную аппаратуру (автоматические выключатели, предохранители или разъединители).

Фазные токи, углы сдвига, а также фазные мощности при несимметричной нагрузке будут различными. Для вычисления их фазных значений можно применить формулу (5), а вот для вычисления трехфазной мощности формула (6) уже не подходит. Для определения мощностей необходимо пользоваться выражением:

Если существует необходимость определения тока нейтрального провода, то необходимо решать задачу комплексным методом. Если существует векторная диаграмма, то определить ток можно по ней.

Пример

В осветительной электрической сети с напряжением в 220 В в фазе А включено 20 ламп, фазе В – 10 ламп, а в фазе С – 5 ламп. Параметры лампы U_ном = 127 В, Р_ном = 100 Вт. Необходимо определить ток нейтрального провода и каждой лампы.

Решение

Если учесть, что лампы накаливания имеют только активное сопротивление (реактивное слишком мало и им пренебрегают), то по формуле мощности определим ток лампы, а по закону Ома ее сопротивление:

Зная число и сопротивление ламп нетрудно определить сопротивления фаз, а также фазные токи:

Для определения тока в нейтральном проводе I_N решим задачу комплексным методом. Так как при сделанных ранее допущениях комплексные напряжения приемника равны комплексным ЭДС источника, получим:

Где комплексные значения фазных сопротивлений будут равны Z_a = 8,05 Ом, Z_b = 16,1 Ом, Z_с = 32,2 Ом.

Комплексные значения токов, а также действующее значение тока нейтрального провода будут иметь вид:

Соотношения фазного и линейного напряжения

Соотношение между напряжением линейным и фазным составляет 1,73. То есть при ста процентах мощности ЛН, напряжение фазы будет 58%. То есть, ЛН превышает ФН в 1,73 раза и при этом стабильно.

ФН и ЛН, отличие и соотношение

Напряжение в трёхфазной цепи оценивается по параметрам линейной составляющей. Обычно оно 380 вольт и тождественно 220 вольтам фазной компоненты сети трёхфазного электротока. В электрических сетях, где имеется четыре провода, напряжение 3-фазного тока обозначается 380/220В. Это позволяет подключить к подобной сети оборудование с 1-фазным потреблением электричества 220В и мощных приборов, которые могут работать от 380В.

Универсальной и приемлемой в большинстве случаев является трёхфазная цепь 380/220В 0-вым проводом. Электроприборы, которые функционируют от однофазного напряженья 220В, могут при подсоединении к паре проводов ФН питаться от ЛН.

Электрооборудование, которое запитывается от трёхфазной сети может работать, только если имеется подсоединение одновременно к 3-м выводам различных фаз. Тогда заземление не обязательно, но если изоляционный материал провода будет повреждён, то отсутствие 0-ого значительно увеличивает опасность удара электрическим током.

Важно! При понижении ЛН меняются величины ФН. При уже выясненном значении междуфазного напряжения определить величину ФН труда не составит

В чем измеряется

Согласно ГОСТ 13109 норма напряжения в электрической сети варьирует в диапазоне от 198В до 242В (то есть 220В плюс или минус 10 процентов). При частой поломке бытовой техники, ламп или их мигании потребуется измерение напряжения в электрической проводке. Подобная проверка делается мультиметром или вольтметром. Ночью, когда электроприборы используются по минимуму, полученные значения будут максимальными.

Мультиметром измеряется напряжение в трёхфазной сети так:

1. Между рабочим 0 и каждой из фаз: А-N, В-N, С-N.
2. Линейные напряжения: А-В, А-С, В-С.

Всего должно получиться шесть измерений. Иногда делается ещё один замер — между заземляющим и нулевым рабочим проводником: N-PE.

Что такое цветовая маркировка шин и проводов и зачем она нужна

В наше время монтаж электропроводки проводится проводами с различным цветом изоляции. И дело здесь не в каких-то модных тенденциях или красоте самого изделия, а в безопасности и удобстве эксплуатации данной электропроводки.

Ведь цветная изоляция может выполнять две функции одновременно – защиту от удара электрическим током или защиту от короткого замыкания путем наложения на проводник изоляционного материала, и с помощью цвета этого самого изоляционного материала помогает электрику определить назначения данного проводника.

Для избегания путаницы все цветовые расцветки были сведены к единому стандарту, описанному в ПУЭ.

Цветовая маркировка может быть выполнена как по всей длине проводника, так и в точках соединения проводников или на их концах. Для этого могут применять цветную изоленту или термоусадочные трубки (кембрики).

В данной статье мы рассмотрим цветную маркировку в однофазных и трехфазных цепях, а также в цепях постоянного тока.

Цвета проводов в однофазной сети

Разные цвета изоляции проводов становятся наиболее актуальны когда монтаж электрической проводки проводит один человек, а ремонт и обслуживание проводит другой. Основной задачей цветной маркировки является легкость и быстрота в определении назначения какого-то из проводов.

Цвета фазных проводов

Согласно ПУЭ фазные провода в однофазной электрической сети могут иметь следующий цвет изоляции – черный, красный, коричневый, серый, фиолетовый, розовый, оранжевый, белый, бирюзовый.

Такая цветная маркировка довольно удобна – увидев провод с таким цветом изоляции становится понятно, что перед вами фаза (но все равно лучше перепроверить, так как на практике бывают случаи, когда маркировка не соблюдается).

Нулевой защитный проводник и нулевой совмещенный проводник

Нулевой защитный проводник (PE) имеет желто-зеленый цвет изоляции. Совмещенный же нулевой и рабочий проводник (PEN) имеет голубой окрас с желто-зелеными метками на конце или наоборот – желто-зеленый окрас с голубыми метками на конце.

https://youtube.com/watch?v=pd_SW1F3zAQ

Если у вас нет провода подходящего по цвету, то монтаж можно выполнить проводом любого цвета (кроме имеющего расцветку защитного PE проводника) пометив концы данного провода цветной изолентой или термоусадочной трубкой, которые имеют цвет, обозначающий назначение проводника. Также можно пометить концы проводника нужным цветом и в случае, когда монтаж уже выполнен проводником другого цвета.

Ниже показаны цвета, которыми обозначают фазные, нулевые, защитные и совмещенные проводники:

Цвета проводов и шин в сети переменного тока при трехфазном подключении

Для соблюдения правильного чередования фаз при подключении трехфазных потребителей электрической энергии тоже применяют цветную маркировку шин и кабелей.

Это значительно облегчает жизнь монтажникам и ремонтникам, так как по цвету кабеля или шины можно определить фазу, которая подключена или будет подключена к этому кабелю или шине.

В отличии от однофазных потребителей, где фазный провод может быть выполнен кабелями с разными цветами изоляции (перечень выше), для трехфазных потребителей цвета, которыми могут обозначать фазы строго регламентированы ПУЭ.

Допустимо выполнение цветовых обозначений кабелей и шин не по всей их длине, а только в местах присоединения кабелей или шин, как это показано на рисунке выше.

Также цветовые коды могут соответствовать международному стандарту IEC 60446 или же могут применять кодировку принятую внутри страны соответствующими регламентирующими документами. Например, в США и Канаде для заземленных и незаземленных систем используют различные цветовые коды. Ниже приведена таблица, в которой показаны для сравнения цветовые кодировки кабелей и шин различных стран:

Цвета проводов и шин в цепях постоянного тока

В цепях постоянного тока обычно используется только две шины, а именно плюс и минус. Но иногда  цепи постоянного тока бывают со средним проводником. Согласно ПУЭ шины и провода подлежат следующей маркировке в цепях постоянного тока: положительная шина (+) – красная, отрицательная (-) – синяя, нулевая рабочая М (при ее наличии) – голубая.

Изменения в цветовую маркировку шин и проводов

В Российской Федерации ГОСТ Р 50462-92, который регулировал идентификацию проводников в электрических сетях по цифровым и цветовым обозначениям с 01.01.

2011 был заменен на ГОСТ Р 50462-2009, который имеет довольно существенные отличия от ГОСТ Р 50462-92 и имеет некоторые противоречия  с ПУЭ 7.

Ниже приведена таблица, в которой приведены рекомендации к цветной маркировке шин и кабелей согласно ГОСТ Р 50462-92:

Отличия

Специфика ЛН — это показатель, по которому производится расчёт токов и остальных величин трёхфазной цепи. Подобная схема позволяет подключать одно- и трёхфазные контакты. Номинальное равно 380В и меняется при изменениях в ограниченной сети, к примеру, вследствие скачков.

Популярнейшей является цепь с нейтралью и заземлением. Подключение в такой системе производится по схеме:

• к фазным проводам подсоединяются однофазные провода;
• к 3-фазным — 3-фазные.

Типы соединений Широта применения ЛН обуславливается его безопасностью и комфортностью разветвления цепи. Оборудование в таком случае подключается к фазному выводу, и лишь он не безопасен.

Расчёт системы несложен, при этом действуют стандартные физические формулы. Параметры ЛН сети замеряются мультиметром, а ФН — спецустройствами, например, вольтметром, датчиком тока, тестером.

Характеристики сети:

1. Разводка подобной проводки не нуждается в применении профессионального оборудования. Достаточно отвёрток, которые имеют индикаторы.
2. Вероятность удара током очень мала. Подобное объясняется присутствующей в цепи свободной нейтралью. Соединение проводников не требует подключения 0-вого вывода.
3. Схема подходит для всех видов тока.

Вам это будет интересно Опасность напряжения шагаВажно! К 3-фазной цепи можно подключить 1-фазную. Наоборот сделать нельзя. Включение в трёхфазную цепь приёмников электрической энергии

Включение в трёхфазную цепь приёмников электрической энергии

1. Подобная схема подключения пригодна для многих устройств, которым необходима высокая мощность, чтобы работать. ЛН позволяет увеличить КПД двигателя на33%.

При переключении обмоток генератора к треугольнику со звезды обуславливает увеличение в 1,73 раза величины ЛН.

Соединения в трёхфазных цепях

Важно! Сложность обнаружения повреждений в линейном соединении является немаловажным недостатком цепи, так как вследствие этого может случиться пожар. Отличие между ЛН и ФН состоит в различии соединяемых проводов обмоток. Чтобы проконтролировать параметры ЛН и ФН потребуется импульсный стабилизатор, по-другому — линейный стабилизатор

Этот прибор даёт возможность, сохраняя показатель на одном уровне, приводить в норму напряжение, если оно резко выросло. Прибор можно подключить к контактам электорооборудования, обычной розетке

Чтобы проконтролировать параметры ЛН и ФН потребуется импульсный стабилизатор, по-другому — линейный стабилизатор. Этот прибор даёт возможность, сохраняя показатель на одном уровне, приводить в норму напряжение, если оно резко выросло. Прибор можно подключить к контактам электорооборудования, обычной розетке

Отличие между ЛН и ФН состоит в различии соединяемых проводов обмоток. Чтобы проконтролировать параметры ЛН и ФН потребуется импульсный стабилизатор, по-другому — линейный стабилизатор. Этот прибор даёт возможность, сохраняя показатель на одном уровне, приводить в норму напряжение, если оно резко выросло. Прибор можно подключить к контактам электорооборудования, обычной розетке.

Расчет нагрузки по фазам

Допустим, у вас имеется трехфазный двигатель мощностью 1500 Вт. Соответственно, на каждую фазу приходится по 500 Вт активной мощности. Предположим, что cos фи=0,8. Полная мощность равна: 500/0,8. Получается, что 625 Вт нужно распределить на каждую фазу.

Кроме двигателя к фазам, вероятно, подключены и другие потребители. Например, кроме 500 Вт подключается освещение на 200 Вт и конвектор на 300 Вт. Все мощности суммируются по горизонтали. Реактивная мощность остается без изменений (если не используются нагрузки с реактивной составляющей).

По теореме Пифагора можно определить реактивную мощность.

Но на практике это довольно сложные расчеты. Поэтому, это рассчитывается приближенно: 625 Вт + 500 Вт = 1150 Вт. Эта сумма получается больше точных расчетов по формуле, но страшного ничего нет. Расчет произведен с небольшим запасом.

На практике для приблизительных расчетов достаточно сложить все полные мощности и по ним определить мощность автомата для требуемой нагрузки.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

Для коммутации преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;
Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

• уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
• чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;
• пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
• перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

• в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
• позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
• в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;
• способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
• не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Симметрирующий трансформатор ТСТ

Чтобы улучшить качество электроэнергии используется симметрирующий трансформатор, принцип работы которых основан на перемагничивании обмоток.

Рис № 2. Внешний вид симметрирующего трансформатора ТСТ

Трансформатор с симметрирующим устройством способствует повышению степени надежности и длительности безопасной эксплуатации источников питания. Происходит это при использовании защитного зануления, «ноль» трансформатора задействован как нулевой рабочий проводник, а «ноль» сети напряжения применяется как защитный «ноль» электрооборудования.

При использовании ТСТ нагрузка по одной фазе воспринимается электрической сетью как трехфазная, что способствует восстановлению симметрии нагрузок.

Использование ТСТ вместе с трехфазным ИБП усиливает защиту 3-фазной сети от нелинейной 1-фазной нагрузки. для дополнительной защиты сети от высших гармоник используется регулировка амплитуды входного напряжения на входах управляемых выпрямителей и обоснованное ограничение диапазона изменения угла управления α.

Широкое применение модели симметрирующих трансформаторов нашли в радиоделе. Так, симметрирующий трансформатор, 1 1 – служит для симметрирования тока в плечах антенны и используется для подавления синфазного тока в оплетке питающего кабеля, где 1:1 это коэффициент трансформации напряжения.

При приобретении такой продукции, как симметрирующий трансформатор, цена зависит от параметра напряжения, на которое он рассчитан и коэффициента трансформации.

Так, к примеру, стоимость ТСТ 63 кВа трехфазного симметрирующего трансформатора составит более 115 тыс. руб.

Источник

Симметрирование нагрузок — используемые методы

1. Естественный путь выравнивания нагрузки по всем фазампосредством равномерного распределения токовых нагрузок, самый простой способ и самый реально неосуществимый.
2. Повышение сечения проводов и значения мощности питающих трансформаторов.
3. Уменьшение сопротивления нулевого провода в четырех проводных цепях.

Все эти способы не отличаются эффективностью за счет того, что требуют значительного перерасхода и применения дорогостоящих материалов. При использовании этих способов выравнивание напряжения по фазам не удается в полной мере виду увеличения и неравномерной загрузки фаз подключением мощных однофазных токоприемников.

Соотношения фазного и линейного напряжения

Соотношение между напряжением линейным и фазным составляет 1,73. То есть при ста процентах мощности ЛН, напряжение фазы будет 58%. То есть, ЛН превышает ФН в 1,73 раза и при этом стабильно.

ФН и ЛН, отличие и соотношение

Напряжение в трёхфазной цепи оценивается по параметрам линейной составляющей. Обычно оно 380 вольт и тождественно 220 вольтам фазной компоненты сети трёхфазного электротока. В электрических сетях, где имеется четыре провода, напряжение 3-фазного тока обозначается 380/220В. Это позволяет подключить к подобной сети оборудование с 1-фазным потреблением электричества 220В и мощных приборов, которые могут работать от 380В.

Универсальной и приемлемой в большинстве случаев является трёхфазная цепь 380/220В 0-вым проводом. Электроприборы, которые функционируют от однофазного напряженья 220В, могут при подсоединении к паре проводов ФН питаться от ЛН.

Электрооборудование, которое запитывается от трёхфазной сети может работать, только если имеется подсоединение одновременно к 3-м выводам различных фаз. Тогда заземление не обязательно, но если изоляционный материал провода будет повреждён, то отсутствие 0-ого значительно увеличивает опасность удара электрическим током.

Важно! При понижении ЛН меняются величины ФН. При уже выясненном значении междуфазного напряжения определить величину ФН труда не составит

Симметричная нагрузка при соединении приемников звездой

Нагрузка считается симметричной тогда, когда реактивные и активные сопротивления каждой фазы будут равны, то есть выполняется равенство:

Условие симметричности также может быть выражено через комплексные сопротивления Za = Zb = Zc.

Симметричная нагрузка в сети возникает при подключении трехфазных электроприемников. Будем считать, что данная система имеет нейтральный провод.

В отношении любой из фаз при симметричной нагрузке будут справедливы все формулы, полученные для однофазной сети, например для фазы А:

Так как в четырехпроводной цепи Ua = Ub = Uc = Uл / , то при симметричной нагрузке:

Векторная диаграмма при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведена выше. Из приведенных выражений и векторной диаграммы следует, что при симметричной нагрузке образуется симметричная система токов, поэтому ток в нейтральном проводе будет равен IN = Ia + Ib + Ic = 0.

Отсюда можно сделать вывод, что при симметричной нагрузке отключение нейтрального провода не приведет к серьезным нарушениям работы электроприемников, то есть не произойдет изменение фазных напряжений, углов сдвига, токов, мощностей.

Из сказанного выше следует, что при симметричной нагрузке в нейтральном проводе нет необходимости, и довольно часто в симметричных системах нейтральный провод не применяется.

Мощность трехфазного приемника электрической энергии при симметричной нагрузке можно выразить формулами:

Как правило, для трехфазных приемников электрической энергии в качестве номинальных параметров указываются линейные напряжения и токи. Исходя из этого, целесообразней выражать мощность трехфазной цепи тоже через линейные напряжения и тока, поэтому подставим в формулу (6) линейные значения и получим:

Пример

К трехфазной электрической цепи с линейным напряжением Uл = Uab = Ubc = Uca = 380 В необходимо подключить трехфазный электроприемник, каждая фаза которого рассчитывается на фазное напряжение в 220 В и имеет активное сопротивление rф = 10 Ом и индуктивное сопротивление хф = 10 Ом, которые соединены последовательно. Необходимо определить мощности, углы сдвига между токами и напряжениями (cos φ) и фазные токи.

Решение

Каждая фаза потребителя электрической энергии рассчитана на напряжение в раз меньше номинального, то фазы потребителя нужно соединять в звезду. Поскольку нагрузка в данном случае симметричная, то нулевой провод (нейтраль) к потребителю можно не подводить.

Фазные тока, углы сдвига cos φ, а также полны сопротивления фаз будут иметь вид:

Активная, реактивная и полная мощности приемника, а также любой фазы будут равны:

Похожие записи:

Обзор зарядок для телефона без розетки Транзистор bc337 Что делать, если включенный светодиодный светильник мигает? Технические характеристики и световой поток ламп днат на 250 вт Магнитное поле тока. магнитные силовые линии Описание файла hex