Расчет параллельной цепи переменного тока. Последовательная эквивалентная схема заме­щения. Резонанс токов. Особенности цепи.

1. Определить параметры последовательной эквивалентной схемы замещения.

2. Определить токи в ветвях и в неразветвлённой части.

3. Построить векторную диаграмму (методом проводимости).

1) Комплексная проводимость. , - полная проводимость, , - активная проводимость, - реактивная проводимость (индуктивная или емкостная), . .

Методика расчёта.

1. Определяются комплексные соединения ветвей.

	R-L
	R-C

2. Определяются комплексные проводимости ветвей.

	R-L	, .
	R-C	.

3. Определяется комплексная проводимость всей цепи (разветвлённая).

. При сложении используют алгебраическую форму записи комплексных чисел.

, , .

В зависимости от соотношения реактивных проводимостей, то есть и , возможно три режима электрической цепи:

. Характер цепи – индуктивный.

. Характер цепи – емкостной.

. Цепь обладает резистивным характером. Режим работы цепи называется резонансом токов. .

4. Определяется комплексное соединение параллельной цепи.

, - угол сдвига фаз по всей цепи.

, . .

5. Определяются токи в ветвях и токи в разветвлённой части.

, , , , .

6. Определяются параметры последовательной схемы замещения.

, , .

7. Построение векторной диаграммы.

Наиболее просто строится с вектора напряжения, общего для всех ветвей.

1. , .

2. , .

3. , .

Резонанс токов.

Возникает в параллельной цепи переменного тока, содержащей ветвь с индуктивностью и ёмкостью при условии: .

В простейшем случае двух ветвей:

, , .

Способы получения резонанса токов.

1. Изменением индуктивности .

2. Изменением ёмкости .

3. Изменением частоты питающего тока .

4. Изменением сопротивления резисторов .

Особенности цепи при резонансе токов.

1. Вся цепь (разветвлённая) обладает активным характером: , , , .

2. Полная (комплексная) проводимость минимальна. , так как .

3. Полное (комплексное) сопротивление максимально: .

4. Ток в разветвлённой части минимален: .

5. Цепь потребляет от источника (от цепи) только активную мощность: , так как . Вся мощность преобразуется в работу.

6. Цепь не потребляет от сети реактивной мощности: , так как .

Однако в цепи происходит обмен реактивной энергией между реактивными элементами.

Преимущества трехфазных систем. Трех- и четырехпроводные системы. Основные опреде­ления. Соединение фаз потребителя по схеме «Звезда» и «Треугольник» (схемы и основные соотношения).

В современных электрических снабжениях при передаче и распределении электроэнергии (ЭЭ) практически всегда используются 3-х фазные цепи, которые по сравнению с 1-но фазными имеют следующие преимущества:

1. Меньший расход (приблизительно на 30%) проводникового материала, что обуславливает более низкую стоимость ЛЭП.

2. Два различных эксплуатационных напряжения в одной сети: ().

3. Простое получение вращающегося магнитного поля на использовании которого основана работа основных промышленных потребителей электроэнергии (ЭЭ) – это асинхронные и синхронные двигатели.

Основные понятия и элементы 3-х фазной цепи.

3-х фазная цепь – это сложная электрическая цепь, содержащая как и любая сложная цепь 3 компонента:

1) 3-х фазный источник электроэнергии (синхронный генератор);

2) 3-х фазный потребитель электроэнергии;

3) соединительные провода или ЛЭП.

3-х фазный источник электроэнергии (ИЭЭ) служит для преобразования механической энергии в электрическую и получения 3-х фазной системой ЭДС.

3-х фазная система ЭДС – это совокупность 3-х синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды и сдвинутых друг относительно друга на 13 периода или на 120°.

- фазные ЭДС.

3-х фазный потребитель. В зависимости от схемы соединения в простейшем случае различают 3 способа соединения фаз потребителя:

1. Звезда с нейтралью. .

2. Звезда без нейтрали. .

3. Треугольник. .

В зависимости от величины и характера фаз нагрузки в простейшем случае различают:

1. Симметричную нагрузку (с z) – 3-х фазная нагрузка, у которой комплексы полных сопротивлений всех фаз равны:

, . Примером симметричной нагрузки являются 3-х фазные потребители электроэнергии.

2. Несимметричную нагрузку – такая нагрузка, при которой комплексы полных сопротивлений фаз различны. Несимметричные нагрузку в 3-х фазной системе создают однофазные потребители. .

3. Соединительные провода или ЛЭП служат для передачи электроэнергии от источника к потребителю. В зависимости от числа проводов в ЛЭП различают 3-х и 4-х проводные электросистемы.

Электрическая схема трёхфазной четырехпроводной ЛЭП.

A, B, C – фазы источника (синхронного генератора),

a, b, c – начала фаз потребителя,

n – нейтральная точка,

x, y, z – концы фаз потребителя,

z_a, z_b, z_c – сопротивление фаз потребителя,

A-a, B-b, C-c – линейные провода или фазы ЛЭП.

N-n – нейтральный провод.

Напряжения между линейными проводами: , , , называются линейными. Токи в линейных проводах (в фазах ЛЭП) называются линейными: , , .

Напряжения между фазой ЛЭП и нейтральным проводом или между началом и концом нагрузки называются фазными: , , . Токи в фазах потребителя, называются фазными: , , .

Способы соединения фаз потребителя.

В простейшем случае различают три способа:

1. Звезда с нейтралью. .

2. Звезда без нейтрали. .

3. Треугольник. .

Нейтральный провод служит для сохранения симметрии системы фазных напряжений, то есть равенства напряжений на фазах несимметричной нагрузки. При этом , что обеспечивает нормальный режим работы однофазных потребителей. При этом сохраняется соотношение: .

Трехфазные цепи. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Звезда» (основные определения и соотношения). Нейтральный провод. Методы построения вектор­ных диаграмм (симметричная и несимметричная нагрузки).

В современных электрических снабжениях при передаче и распределении электроэнергии (ЭЭ) практически всегда используются 3-х фазные цепи, которые по сравнению с 1-но фазными имеют следующие преимущества:

1. Меньший расход (приблизительно на 30%) проводникового материала, что обуславливает более низкую стоимость ЛЭП.

2. Два различных эксплуатационных напряжения в одной сети: ().

3. Простое получение вращающегося магнитного поля на использовании которого основана работа основных промышленных потребителей электроэнергии (ЭЭ) – это асинхронные и синхронные двигатели.

Основные понятия и элементы 3-х фазной цепи.

3-х фазная цепь – это сложная электрическая цепь, содержащая как и любая сложная цепь 3 компонента:

1) 3-х фазный источник электроэнергии (синхронный генератор);

2) 3-х фазный потребитель электроэнергии;

3) соединительные провода или ЛЭП.

3-х фазный источник электроэнергии (ИЭЭ) служит для преобразования механической энергии в электрическую и получения 3-х фазной системой ЭДС.

3-х фазная система ЭДС – это совокупность 3-х синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды и сдвинутых друг относительно друга на 13 периода или на 120°.

- фазные ЭДС.

3-х фазный потребитель. В зависимости от схемы соединения в простейшем случае различают 3 способа соединения фаз потребителя:

1. Звезда с нейтралью. .

2. Звезда без нейтрали. .

3. Треугольник. .

В зависимости от величины и характера фаз нагрузки в простейшем случае различают:

1. Симметричную нагрузку (с z) – 3-х фазная нагрузка, у которой комплексы полных сопротивлений всех фаз равны:

, . Примером симметричной нагрузки являются 3-х фазные потребители электроэнергии.

2. Несимметричную нагрузку – такая нагрузка, при которой комплексы полных сопротивлений фаз различны. Несимметричные нагрузку в 3-х фазной системе создают однофазные потребители. .

3. Соединительные провода или ЛЭП служат для передачи электроэнергии от источника к потребителю. В зависимости от числа проводов в ЛЭП различают 3-х и 4-х проводные электросистемы.

Соединение фаз потребителя по схеме «звезда».

Звезда с нейтралью. .	Звезда без нейтрали. .
По II правилу Кирхгофа: . , , , . По I правилу Кирхгофа (для токов): .
	, так как нейтральный провод отсутствует.
Особенности:
Четырехпроводная система «звезда с нейтралью» используется всегда при несимметричной нагрузке, создаваемой, например, осветительной сетью, поскольку наличие нейтрального провода N-n обеспечивает сохранение симметричной системы фазовых напряжений. . Нейтральный провод служит для сохранения симметрии системы фазных напряжений, то есть равенства напряжений на фазах несимметричной нагрузки. При этом , что обеспечивает нормальный режим работы однофазных потребителей. При этом сохраняется соотношение: .	3-х фазная проводная система «звезда» применяется только при симметричной 3-х фазной нагрузке (3-х фазные двигатели, печи и так далее), так как при симметричной нагрузке сохраняется симметричная система фазных напряжений, то есть: (с Z!!!)/ В случае несимметричной нагрузки, в 3-х проводной цепи нарушается симметричная система фазных напряжений, то есть напряжений на фазах потребителя будут различными и отличными от номинального, что приводит к нарушению режима работы фаз потребителя: , , при этом .
Преимущества:
Получение симметричной фазной системы напряжений
Недостатки:
Наличие четвёртого провода.	Не может использоваться при несимметричной нагрузке.
Векторная диаграмма.
1. Начинают построение с меньшего напряжения. . 2. Нейтральная точка определяется методом засечек по заданному значению . 3. Откладываем токи по известной величине и сдвигу фаз. Принимаем, что нагрузка – активная. .
	Симметричная нагрузка (c Z): , , . Несимметричная нагрузка (н Z):

Трехфазные цепи. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Треуголь­ник» (основные определения и соотношения). Методы построения векторных диаграмм (симметричная и несимметричная нагрузки).

В современных электрических снабжениях при передаче и распределении электроэнергии (ЭЭ) практически всегда используются 3-х фазные цепи, которые по сравнению с 1-но фазными имеют следующие преимущества:

1. Меньший расход (приблизительно на 30%) проводникового материала, что обуславливает более низкую стоимость ЛЭП.

2. Два различных эксплуатационных напряжения в одной сети: ().

3. Простое получение вращающегося магнитного поля на использовании которого основана работа основных промышленных потребителей электроэнергии (ЭЭ) – это асинхронные и синхронные двигатели.

Основные понятия и элементы 3-х фазной цепи.

3-х фазная цепь – это сложная электрическая цепь, содержащая как и любая сложная цепь 3 компонента:

1) 3-х фазный источник электроэнергии (синхронный генератор);

2) 3-х фазный потребитель электроэнергии;

3) соединительные провода или ЛЭП.

3-х фазный источник электроэнергии (ИЭЭ) служит для преобразования механической энергии в электрическую и получения 3-х фазной системой ЭДС.

3-х фазная система ЭДС – это совокупность 3-х синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды и сдвинутых друг относительно друга на 13 периода или на 120°.

- фазные ЭДС.

3-х фазный потребитель. В зависимости от схемы соединения в простейшем случае различают 3 способа соединения фаз потребителя:

1. Звезда с нейтралью. .

2. Звезда без нейтрали. .

3. Треугольник. .

В зависимости от величины и характера фаз нагрузки в простейшем случае различают:

1. Симметричную нагрузку (с z) – 3-х фазная нагрузка, у которой комплексы полных сопротивлений всех фаз равны:

, . Примером симметричной нагрузки являются 3-х фазные потребители электроэнергии.

2. Несимметричную нагрузку – такая нагрузка, при которой комплексы полных сопротивлений фаз различны. Несимметричные нагрузку в 3-х фазной системе создают однофазные потребители. .

3. Соединительные провода или ЛЭП служат для передачи электроэнергии от источника к потребителю. В зависимости от числа проводов в ЛЭП различают 3-х и 4-х проводные электросистемы.

Соединение потребителя по схеме «треугольник».

, .

.

В соединении «треугольник» и сохраняет симметричную систему фазных напряжений, поскольку линейные напряжения формируются на зажимах генератора и система линейных напряжений принимается симметричной, поэтому при соединении «треугольник» фазные потребители всегда работают при номинальном напряжении: , . Это преимущество «треугольника».

В «треугольнике» отсутствует 4-й провод, что делает всю систему передач более дешёвой.

Уравнения токов:

, , , .

Недостатком «треугольника» является одно эксплуатационное напряжение.

Векторная диаграмма.

1. Строится диаграмма линейных напряжений системы, которая принимается симметричной.