Меню

Сопротивление нейтрального провода равно

Вопрос Ток в нейтральном проводе в трехфазных цепях

Сс

Закон Ома в комплексной форме

;

— закон Ома в комплексной форме

Мощность в комплексной форме

Возьмем , тогда , так как Ψu – Ψi = φ, то:

P Q

8. Векторные диаграммы для цепей с соединением R-,L-,C- элементов

Для первого случая

Для второго случая

Для третьего случая

9. Векторные диаграммы для цепей с соединением R-,L- элементов

10. Векторные диаграммы с соединением R-,C-элементов

12. Резонансные явления в электрических цепях переменного тока.

Резонансом напряжений в электрических цепях называется режим участка электрической цепи, содержащей индуктивный и емкостной элементы, при котором разность фаз между напряжением и током равна нулю . Режим резонанса может быть получен при изменении частоты питающего напряжения или изменением параметров элементов L и С.
При последовательном соединении возникает резонанс напряжения.
.

Резонанс токов. При параллельном соединении конденсатора и соленоида (смотри рисунок), так же как и при последовательном, сила тока в цепи зависит от значений емкости и индуктивности. При изменении емкости и индуктивности при определенном их соотношении сила тока в неразветвленном участке цепи оказывается минимальной (практически близкой к нулю). При определенной частоте, называемой резонансной, реактивные составляющие проводимости могут сравняться по модулю и суммарная проводимость будет минимальной. Общее сопротивление при этом становится максимальным, общий ток минимальным, вектор тока совпадает с вектором напряжения.Такое явление называется резонансом токов.

13. Элементы трехфазной электрической цепи. Фазные, линейные токи, напряжения.

Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, линии передачи со всем необходимым оборудованием, приемников (потребителей). Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

.

14. Симметричный и несимметричный приемники в трехфазных цепях, векторные диаграммы.

Векторная диаграмма при соединении приемника звездой в случае симметричной нагрузки.

Векторная диаграмма при соединении приемника звездой в случае симметричной нагрузки.

15. Ток в нейтральном проводе в трехфазных цепях. Нейтральный (нулевой рабочий) провод провод, соединяющий между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических сетях. При соединении обмоток генератора и приёмника электроэнергии по схеме «звезда» фазное напряжение зависит от подключаемой к каждой фазе нагрузки. В случае подключения, например, трёхфазного двигателя, нагрузка будет симметричной, и напряжение между нейтральными точками генератора и двигателя будет равно нулю. Однако, в случае, если к каждой фазе подключается разная нагрузка, в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали, которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. На практике это может привести к тому, что часть потребителей будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Пониженное напряжение приводит к некорректной работе подключённых электроустановок, а повышенное может, кроме этого, привести к повреждению электрооборудования или возникновению пожара.
Соединение нейтральных точек генератора и приёмника электроэнергии нейтральным проводом позволяет снизить напряжение смещения нейтрали практически до нуля и выровнять фазные напряжения на приёмнике электроэнергии. Небольшое напряжение будет обусловлено только
сопротивлением нулевого провода.

Трехфазные цепи с нейтральным проводе называют четерехпроводными цепями.

Читайте также:  Как проверить рса провода

Обычно сопротивлением проводов не учитывается /

Тогда фазные напр. приемника будут равны фазн. напряжением генератора. .

При том что комплексные сопротивления равны , то токи определяются

В соответствии с 1 зак. Киргофа ток в нейтр. проводе

При симмет. напр.

При несим. напр.

Нейтр провод выравнивает фазные напряжения.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

1. Сопротивление нейтрального провода (рис. 1,б) равно нулю ( )

В этом случае и фазные напряжения приемника, равны соответствующим фазным напряжениям генератора , , , т.е. система фазных напряжений приемника становится симметричной. Нейтральная точка приемника « » получает потенциал нейтральной точки генератора и на топографических векторных диаграммах (рис. 5,а; 6,а; 7,а) обе нейтральные точки совпадают и находятся в центре тяжести правильного треугольника, образованного векторами линейных напряжений.

Симметрия фазных напряжений приемники обеспечивает независимую работу фаз, поскольку фазных токи приемника согласие закону Ома определяются величиной фазного напряжения и сопротивлением фазы. Поскольку фазное напряжение на каждой фазе приемника остается постоянным, то изменение нагрузки (тока) в какой-либо фазе не будет оказывать влияния на работу двух других фаз.

Таким образом, нейтральный провод обеспечивает симметрии фазных напряжений приемника, благодаря чему достигается независимость работы фаз.

2. Нейтральный провод отсутствует (или оборван). Это равнозначно тому, что или . В этом случае при несимметричном приемнике появляется напряжение смещения нейтрали и система фазных напряжений на приемнике становится несимметричной. Это отчетливо видно из топографических векторных диаграмм (см. рис, 5,б; 6,б; 7,б), на которых нейтральная точка приемника « » смещается из центра тяжести треугольника линейных напряжений (этот треугольник, как и в предыдущем случае, является правильным, поскольку система линейных напряжений приемника задается генератором и всегда симметрична).

Несимметрия фазных напряжений нарушает нормальную работу: фаз приемника. Например, в осветительной сети это вызвало бы повышение напряжения на одних лампах и понижение напряжения на других. Поэтому для осветительной сети используют соединение звездой только с нейтральным проводом, причем в нейтральном проводе не ставят предохранителей, чтобы не допустить его обрыв.

Программа работы

Исследовать соединение приемников звездой при:

1) симметричной нагрузке;

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода;

2) обрыве одной фазы (а или в):

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода;

3) обрыве двух фаз (а и в):

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода;

4) несимметричной нагрузке (активной во всех Фазах)!

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода;

5 * ) несимметричной нагрузке (разной по характеру в фазах):

а) с нейтральным проводом;

б) без нейтрального провода.

Соединение звездой исследуется по схеме рис. 3,а. Здесь обозначены , , – сопротивления фаз приемника. Фазами приемника являются проволочные резисторы (активная нагрузка).

Рис.3,а. Схема цепи, соединенной звездой

Начала фаз обозначены , , , концы фаз – , , . Сопротивления фаз изменяются перемещением движков на резисторах. В нейтральный провод включены амперметр и однополюсный рубильник с вольтметром на его зажимах.

*) Пункт 5 программы выполняется по указанию преподавателя по линии УИРСа.

При замкнутом рубильнике цепь представляет собой звезду с нейтральным проводом, при разомкнутом рубильнике получается звезда без нейтрального провода.

Читайте также:  Как отключить провода от выключателя

Для измерения фазных токов (они же линейные) в схему включены три амперметра Аa, Аb , Аc; активные мощности фаз измеряются тремя ваттметрами , , , а напряжения – переносным вольтметром V.

С целью упрощения при выполнении лабораторной работы собирается схема рис. 3,б, в которой используется измерительный комплект К-505. В комплект встроены амперметр А, вольтметр V электромагнитной системы и ваттметр W ферродинамической системы. Переключатель фаз комплекта позволяет поочередно производить измерения тока, напряжения и мощности в фазах , , приемника.

Рис. 3,б. Схема цепи, соединенной звездой

с измерительным комплектом

Для измерения линейных и фазных напряжений генератора (питающей сети) служит переносной вольтметр. При этом линейные напряжения измеряются – между клеммами ; ; щитка с рубильником или между соответствующими клеммами на измерительном комплекте. Фазные напряжения измеряют между клеммами ; ; на щитке.

Показания измерительных приборов заносят в таблицу наблюдений и вычислений. Поскольку у генератора (питающей трехфазной сети) всегда , в таблице для фазных напряжений генератора заполняется одна графа для .

Источник



7. Трехфазные цепи

7.1. Основные определения

Трехфазная цепь является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120 o , создаваемые общим источником. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и приемников или нагрузки, которые могут быть однофазными или трехфазными.

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину. На статоре генератора размещена обмотка, состоящая из трех частей или фаз, пространственно смещенных относительно друг друга на 120 o . В фазах генератора индуктируется симметричная трехфазная система ЭДС, в которой электродвижущие силы одинаковы по амплитуде и различаются по фазе на 120 o . Запишем мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС.

Сумма электродвижущих сил симметричной трехфазной системы в любой момент времени равна нулю.

На схемах трехфазных цепей начала фаз обозначают первыми буквами латинского алфавита ( А, В, С ), а концы — последними буквами ( X, Y, Z ). Направления ЭДС указывают от конца фазы обмотки генератора к ее началу.
Каждая фаза нагрузки соединяется с фазой генератора двумя проводами: прямым и обратным. Получается несвязанная трехфазная система, в которой имеется шесть соединительных проводов. Чтобы уменьшить количество соединительных проводов, используют трехфазные цепи, соединенные звездой или треугольником.

7.2. Соединение в звезду. Схема, определения

Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений, получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь, соединенная звездой, изображена на рис. 7. 1.

Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника Nи приемника N’ называют нейтральным (нулевым) проводом.
Напряжения между началами фаз или между линейными проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями.
Токи в фазах приемника или источника называют фазными токами, токи в линейных проводах — линейными токами. Так как линейные провода соединены последовательно с фазами источника и приемника, линейные токи при соединении звездой являются одновременно фазными токами.

Читайте также:  Как подсоединить провод не разрезая

ZN — сопротивление нейтрального провода.

Линейные напряжения равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений

На рис. 7.2 изображена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений симметричного источника.

Из векторной диаграммы видно, что

При симметричной системе ЭДС источника линейное напряжение больше фазного
в √3 раз.

7.3. Соединение в треугольник. Схема, определения

Если конец каждой фазы обмотки генератора соединить с началом следующей фазы, образуется соединение в треугольник. К точкам соединений обмоток подключают три линейных провода, ведущие к нагрузке.
На рис. 7.3 изображена трехфазная цепь, соединенная треугольником. Как видно
из рис. 7.3, в трехфазной цепи, соединенной треугольником, фазные и линейные напряжения одинаковы.

Линейные и фазные токи нагрузки связаны между собой первым законом Кирхгофа для узлов а, b, с.

Линейный ток равен геометрической разности соответствующих фазных токов.
На рис. 7.4 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи, соединенной треугольником при симметричной нагрузке. Нагрузка является симметричной, если сопротивления фаз одинаковы. Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений, так как нагрузка состоит из активных сопротивлений.

Из векторной диаграммы видно, что

Iл = √3 Iф при симметричной нагрузке.

Трехфазные цепи, соединенные звездой, получили большее распространение, чем трехфазные цепи, соединенные треугольником. Это объясняется тем, что, во-первых, в цепи, соединенной звездой, можно получить два напряжения: линейное и фазное. Во-вторых, если фазы обмотки электрической машины, соединенной треугольником, находятся в неодинаковых условиях, в обмотке появляются дополнительные токи, нагружающие ее. Такие токи отсутствуют в фазах электрической машины, соединенных по схеме «звезда». Поэтому на практике избегают соединять обмотки трехфазных электрических машин в треугольник.

7.4. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой

Трехфазную цепь, соединенную звездой, удобнее всего рассчитать методом двух узлов.
На рис. 7.5 изображена трехфазная цепь при соединении звездой. В общем случае сопротивления фаз нагрузки неодинаковы (ZA ≠ ZB ≠ ZC )

Нейтральный провод имеет конечное сопротивление ZN .
В схеме между нейтральными точками источника и нагрузки возникает узловое напряжение или напряжение смещения нейтрали.
Это напряжение определяется по формуле (7.2).

Фазные токи определяются по формулам (в соответствии с законом Ома для активной ветви):

Ток в нейтральном проводе

1. Симметричная нагрузка. Сопротивления фаз нагрузки одинаковы и равны некоторому активному сопротивлению ZA = ZB = ZC = R.
Узловое напряжение

потому что трехфазная система ЭДС симметрична, .

Напряжения фаз нагрузки и генератора одинаковы:

Фазные токи одинаковы по величине и совпадают по фазе со своими фазными напряжениями. Ток в нейтральном проводе отсутствует

В трехфазной системе, соединенной звездой, при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

На рис. 7.6 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи для симметричной нагрузки.

2. Нагрузка несимметричная, RA

7.5. Мощность в трехфазных цепях

Трехфазная цепь является обычной цепью синусоидального тока с несколькими источниками.
Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз

Формула (7.5) используется для расчета активной мощности в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
При симметричной нагрузке:

При соединении в треугольник симметричной нагрузки

Источник