Краткие теоретические сведения

Трехфазная система питания электрических цепей представляет собой совокупность трех синусоидальных ЭДС или напряжений, одинаковых по частоте и амплитудному значению, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол 2p/3, т.е. 120º (рисунок 3.1).

Рисунок 4.1 Векторная диаграмма

При соединении фаз трехфазного потребителя электроэнергии «звездой» (рисунок 3.2) концы фазных обмоток x, y и z объединены в общую нейтральную точку N, а начала фаз А, В, С подключаются к соответствующим линейным проводам.

Рисунок 4.2 Схема соединения обмоток фаз приемника «звездой»

Напряжения U _А, U _В, U _С, действующие между началами и концами фаз потребителя являются его фазными напряжениями. Напряжения U _АВ, U _ВС, U _СА, действующие между началами фаз потребителя являются линейными напряжениями (рисунок 4.2). Линейные токи I _л в питающих линиях (I _А, I _В, I _С) одновременно являются и фазными токами I _ф, протекающими по фазам потребителя. Поэтому при наличии симметричной трехфазной системы при соединении фаз потребителя «звездой» справедливы следующие соотношения:

I _л = I _ф, (3.1)

U _л = U _ф. (3.2)

Активная Р, реактивная Q и полная S мощности потребителя электроэнергии при симметричной нагрузке (Z _А = Z _В = Z _С = Z _ф) и соединении фаз «звездой» определяют как сумму соответствующих фазных мощностей.

Р = Р _А + Р _В + Р _С = 3 Р _ф;

Р _ф = U _ф I _фcos φ _ф;

Р =3 U _ф I _фcos φ _ф = 3 R _ф U _л I _лcos φ _ф;

Q = Q _А + Q _В + Q _С = 3 Q _ф;

Q =3 U _ф I _фsin φ _ф = 3 Х _ф U _л I _лsin φ _ф;

S = = U _л I _л.

Соединение, при котором начало последующей обмотки фазы потребителя электроэнергии соединяется с концом предыдущей фазы (при этом начала всех фаз подключаются к соответствующим линейным проводам), называется «треугольником».

При соединении «треугольником» (рисунок 3.3) фазные напряжения оказываются равными линейным напряжениям

U _л = U _ф. (3.3)

При симметричной системе питания U _АВ = U _ВС = U _СА = U _ф = U _л. Соотношение между линейными и фазными токами при соединении потребителя «треугольником» и симметричной нагрузке

I _л = I _ф. (3.4)

Рисунок 3.3 Схема соединения обмоток фаз приемника «треугольником»

При симметричном потребителе электроэнергии с соединением фаз «треугольником» полную S, активную P и реактивную Q мощности отдельных фаз потребителя определяют по формулам, полученным для соединения фаз «звездой».