Z - Томский политехнический университет

9 лекция
© 2001 Томский политехнический университет, кафедра ТОЭ, автор Курец В.И.
Трехфазные
цепи
Трехфазные цепи – это совокупность
трех однофазных цепей, в которых
действует 3 синусоидальных Э.Д.С.
одной и той же частоты, сдвинутых
относительно друг друга на угол 1200
и создаваемых общим источником
энергии.
Преимущества трехфазной цепи
1.При одинаковой передаваемой
мощности 3Х фазные цепи
экономичнее 3Х однофазных цепей
2. Трехфазная цепь позволяет
достаточно просто получать
вращающее магнитое поле
3. Трехфазная цепь позволяет
получать 2а эксплуатационных U
Генерирование и распределение
электрической энергии
осуществляется посредством
трехфазных цепей,
которые подключены к обмоткам
генераторов или трансформаторов,
характеризуемых фазными ЭДС
eA(t), eB(t), eC(t)
Синхронный генератор
Магнитопровод статора
А
Полюс ротора
Ротор
Х
N
Вал
Y
Обмотка ротора
S
Обмотка
статора
B
Z
C
Схемы замещения синхронного
генератора, соединенного звездой
A
А
eA
Х
С
N
Y
Z
В
eC
eB
B
C
Синхронная
машина
ЭМ
переменного тока, в которой ротор и
магнитное поле токов статора вращаются
синхронно, т. е. с одной и той же частотой
вращения.
Трехфазные СГ – основные
источники электроэнергии :
мощность - на ГЭС: до
640 МВт,
на ТЭС - 800 -1200 МВт
Соединения обмоток
генераторов или
трансформаторов
Линейными напряжениями
называются напряжения между
фазами ( UАВ, UВС, UСА)
Фазными напряжениями
Называются напряжения между
началом фаз (А,В,С,) и
нейтральной точкой N
(UА, UВ, UС)
а) звездой:
eА
N
e В u АВ
e С u ВС
A
В
С
N
u СА
б) треугольником:
eС
eА
eВ
A
u АВ
u ВС
В
С
u СА
В нормальном режиме фазные
ЭДС генераторов и
трансформаторов образуют
симметричную систему, т.е. имеют
одинаковую гармоническую
форму, одинаковые частоту и
амплитуду и сдвинуты по фазе
относительно друг друга на
120 градусов
e А  2E sin( t   )
eВ  2E sin( t    120)
eС  2E sin( t    120)
Волновая диаграмма
при
0
В е
еА
2Е
еВ
еС
t
Т3
Т3
T
 2Е
Векторная диаграмма
при
0
j0
ЕА  E  е
 j120
ЕВ  E  е
j120
ЕC  E  е
j
С
UCA
ЕС
N
U ВC Е В
ЕА
120
300
В
120
d
U AВ
A
1
A j
UCA
UA
N
При α =900
U AВ
120
d
1
300
С
UC
UB
U ВC
В
Соотношение между линейными
и фазными напряжениями
1
0
U AB  U A cos 30
2
U AB
2 3

U A  3 U A
2
U Л  3  UФ
или
ЛИНЕЙНОЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ОПЕРЕЖАЮТ ФАЗНЫЕ
НАПРЯЖЕНИЯ НА УГОЛ 300
Линейные напряжения
:
u AB  e А  eB  2 3E sin( t    30)
u BC  eB  eC  2 3E sin( t    90)
uСА  eС  e А  2 3E sin( t    150)
Где:
U AB  U Л  e
j(   30 )
U ВС  U Л  e
j(  90 )
UСА  U Л  e
j(  150 )
- комплексы действующих
значений
Линейными проводами называются
провода отходящие от начала фаз
генератора
Нейтральным проводом (нейтраль)
называется провод, отходящий от
объединенных концов обмоток фаз
генератора
Линейные напряжения- это
напряжения между линейными
проводами(фазами).
Фазные напряжения – это
напряжения между линейными
проводами (фазами) и нейтральным
проводом
U AВ
А
В
С
UСА
U ВС
UC
UB
UA
N
Фазовый
оператор
а  1е
j120
 0,5  j0,866
Тогда
2
а  1е
j240
 1е
 j120
 0,5  j0,866

3
а  1е
j360
1
Таким
образом
2
1 а  а  0
В результате фазные
напряжения
ЕА  E  е
j
2
ЕВ  а Е А
ЕC  а E А
В результате линейные
напряжения
U АB  U Л  е
j(   30 )
2
U ВС  а U AB
UСА  аU AB
Фазные напряжения
j
U A  U Ф  e

2
U В  а  U A
U  a  U
A
 C
Линейные напряжения
U AВ  U A  U B  U Л  e j

2
U ВС  U B  U C  а  U AВ
U  U  U  a  U
CА
C
A
AВ

U Л  3UФ
Классификация приемников
Приемники, включаемые
в трехфазную цепь могут быть:
-трехфазными
-однофазными
-двухфазными
1ф двигатель
3ф кабель
А
В
С
1ф печь
3 фазный
двигатель
N
1ф освещение
Конденсаторы
ТИПЫ НАГРУЗОК
Симметричная нагрузка, соединенная:
Звездой
Треугольником
ZA = ZB = ZC = Zejφ ZAВ = ZBС = ZCА = Ze jφ
ZA = ZB = ZC = Z
ZAВ = ZBС = ZCА = Z
φA = φB = φC= φ
φAB = φBC = φCA= φ
Не симметричные нагрузки,
включенные звездой
РАВНОМЕРНАЯ НАГРУЗКА
ZА = ZВ = ZС
ZА = ZВ = ZС = Z
φА = φВ = φС
ОДНОРОДНАЯ НАГРУЗКА
ZА = ZВ = ZС
ZА = ZВ = ZС
φА = φВ = φ С = φ