У дома · електрическа безопасност · Генератор на ток с трифазна намотка. Свързване в звезда на намотките на генератора и консуматорите на електрическа енергия

Генератор на ток с трифазна намотка. Свързване в звезда на намотките на генератора и консуматорите на електрическа енергия

§ 62. ВРЪЗКИ НА НАМОТКИ НА ГЕНЕРАТОРА

На фиг. Фигура 65 показва диаграма на генератор, който има три независими еднофазни вериги. E.m.f. в тези вериги са идентични, имат еднакви амплитуди и са изместени по фаза с 1/3 от периода. Проводниците, които подават ток към товара, могат да бъдат свързани към всяка двойка клеми на намотката на статора на генератора. По-изгодно е тези три фази да се комбинират в една обща трифазна система. За да направите това, намотките на генератора са свързани помежду си чрез звезда или триъгълник.

При свързване на намотките на генератора със звезда (фиг. 66), краищата на всичките три фази X, Y и Z (или началото на A, B и C) се свързват един с друг и проводниците се извеждат от началото (или завършва), изхвърляйки енергия в мрежата. Така получените три проводника се наричат ​​линейни, а напрежението между всеки два линейни проводника е линейни напрежения Uл. От общата точка на свързване на краищата (или началото) на трите фази (от нулевата точка на звездата) може

трябва да се разпредели четвърти проводник, наречен неутрален. Напрежението между всеки от трите линейни проводника и нулевия проводник е равно на напрежението между началото и края на една фаза, т.е. фазовото напрежение U f.

Обикновено всички фази на намотката на генератора са идентични, така че ефективните стойности на e. д.с. във фазите са равни, т.е. E A = E B = E C. Ако във веригата на всяка фаза на генератора е включен товар,

тогава през тези вериги ще протичат токове. В случай на една и съща стойност и естество на съпротивлението на трите фази на приемника, т.е. при равномерно натоварване, токовете във фазите са еднакви по сила и се изместват във фаза спрямо техните напрежения със същия ъгъл j . Както максималните, така и ефективните стойности на фазовите напрежения при равномерно натоварване са равни, т.е. U A = U B = U C . Тези напрежения са извън фазата на 120°, както е показано на векторната диаграма (фиг. 67). Напрежението между всяка точка на веригата (виж Фиг. 66) съответства на векторите (Фиг. 67) между същите точки. Така например напрежението между точките A и O на веригата ( фазово напрежение U A) съответства на вектора A-O диаграми, а напрежението между линейните проводници A и B на веригата - към вектора на линейното напрежение AB на диаграмата. С помощта на векторна диаграма е лесно да се установи връзката между линейното и фазовото напрежение. От триъгълник AO Аможем да запишем следната връзка:

т.е., когато намотките на генератора са свързани със звезда, линейното напрежение е = 1,73 пъти по-голямо от фазовото напрежение (при равномерно натоварване).

От диаграмата (виж фиг. 66) става ясно, че когато намотките на генератора са свързани със звезда, токът в линейния проводник е равен на тока във фазите на генератора, т.е. Il = Iph.

Въз основа на първия закон на Кирхоф можем да напишем, че токът в неутралния проводник е равен на геометричната сума на токовете във фазите на генератора, т.е.

При равномерно натоварване токовете във фазите на генератора са равни един на друг и се изместват във фаза с 1/3 от периода. Геометричната сума на токовете на трите фази в този случай е нула, т.е. няма да има ток в нулевия проводник. Следователно, когато симетрично натоварване неутрален проводникможе да липсва. При асиметрично натоварване токът в нулевия проводник не е нула, но обикновено нулевият проводник има по-малко напречно сечение от линейните.

При свързване на намотките на генератора с триъгълник (фиг. 68), началото (или края) на всяка фаза се свързва с края (или началото) на другата фаза. Така трите фази на генератора образуват затворена верига, в която действа електрическият ток. d.s, равна на геометричната сума e. d.s, индуцирани във фазите на генератора, т.е. Ea + Eb + Ec. Тъй като д. д.с. в генератора фазите са равни и изместени

за 1/3 от периода във фаза, тогава тяхната геометрична сума е нула и следователно в затворената верига на трифазна система, свързана с триъгълник, няма да има ток при липса на външен товар.

Линейните проводници в триъгълна връзка са свързани към точките на свързване между началото на една фаза и края на друга. Напрежението между линейните проводници е равно на напрежението между началото и края на една фаза.По този начин при свързване на намотките на генератора с триъгълник линейното напрежение е равно на фазовото напрежение, т.е.

При равномерно натоварване във фазите на намотките на генератора протичат еднакви токове, изместени спрямо фазовите напрежения с еднакви ъгли j, т.е. I AB = I BC =I CA

На фиг. 69 и е показана векторна диаграма, която показва векторите на фазовите напрежения и токове.

Точките на свързване на фазите и линейните проводници A, B и C са точки на разклонение и линейни токовене са равни на фазовите. Вземайки положителната посока на фазовите и линейните токове, посочени на фиг. 69, въз основа на първия закон на Кирхоф за моментни текущи стойности, могат да бъдат записани следните изрази:

i A = i AB - i CA; i B = i BC - i AB; i C = i CA - i BC

Тъй като токовете са синусоидални, заместваме алгебричното изваждане на моментните стойности на токовете с геометричното изваждане на вектори, изобразяващи техните ефективни стойности:

Токът на линейния проводник AI A се определя от геометричната разлика: векторите на фазовия ток I AB и I CA.

За да построим вектора на линейния ток I A, ще изобразим вектора на фазовия ток I AB (фиг. 69.6), от края на който ще изградим вектора -I CA, равен и противоположно насочен към вектора I CA. Векторът, свързващ началото на вектора I AB с края на вектора -I CA, е векторът на линейния ток I A. По същия начин могат да бъдат конструирани векторите на линейния ток I B и IC.

Когато работи трифазен генератор, във всяка от неговите намотки се създава ЕМП под формата на синусоидално трептене. Всички вектори са разделени от 120° в ъгъл на завъртане и могат да бъдат описани с формулите:

e A = E m sinωt, E A = Efe j0°;
e B =E m sin(ωt-120°), E B =Efe -j120°;
e C =E m sin(ωt-240°)=E m sin(ωt+120°), E C =Efe j120°.

За свързване на намотките на генератора към свързана система се използва една от двете схеми:

- „звезда“ (Y);
- "триъгълник" (Δ).


"звезда". За веригата "звезда" всички изходи на фазовите намотки на статора са свързани към един обща точка н, наречена неутрална или нулева точка. Вход (старт) на намотките на всяка фаза A, B и Cсвържете към линейните клеми на генератора.

"Триъгълник". За тази схема на свързване се формират изходните фази:

- "А"свързване на изхода на намотката Акъм входа на намотката ° С;
- "IN"свързване на изхода на намотката INкъм входа на намотката А;
- "С"свързване на изхода на намотката СЪСкъм входа на намотката IN.

Точки на свързване A, B и Cизползвани като линейни изходи за генератора.



Векторни диаграми. За работещ генератор, чиито намотки са свързани в звездна конфигурация, векторната диаграма на напрежението има формата на равностранен триъгълник с център в началото и разположен симетрично спрямо ординатната ос.

Страните му са представени от линейни вектори на напрежение с посока на въртене, противоположна на посоката на часовниковата стрелка. Векторите на фазовото напрежение свързват центъра на триъгълника с върховете в посока от началото.

Терминът фазово напрежение се отнася до потенциалната разлика между общия извод N и линейния А, Били СЪСи маркирайте: U A, U B, U C. Напреженията във фазите на генератора са равни на ЕМП на намотките: E A = U A, E B = U B, E C = U C.

Мрежовото напрежение на генератора се измерва между всеки два от неговите изводи и се обозначава с името на избраните фази: U AB, U BC, U CA. Големината на вектора на линейното напрежение се определя от геометричната разлика между векторите на съответните фази:

U AB =U A -U B;
U BC =U B -U C;
U CA =U C -U A.

За генератор с намотки, свързани в "триъгълник", векторната диаграма на напрежението също има формата на равностранен триъгълник, но е завъртяна на 30° спрямо координатния център по посока на движението на часовниковата стрелка.

Съотношенията на линейните и фазовите напрежения за генератор, сглобен по схема "триъгълник", остават същите като за генератор, работещ по схема "звезда".

Параметрични изчисления трифазни мрежиизвършва се с помощта на математически методи (например комплексен метод) и методи на геометрично добавяне.

За да направите това, изберете един от векторите като начален и го ориентирайте в комплексната равнина, като вземете предвид посоката и величината. Останалите вектори се допълват според ъглите на тяхното фазово изместване спрямо избрания начален вектор, като се вземат предвид техните стойности.

По-лесно е да се започнат нормални изчисления за верига на звездно свързване чрез определяне на напрежението на фазовия вектор А, което в тази система оставя началото на комплексната равнина в посока на север. Изрази на фазови напрежения в сложна формаза такова изчисление се описват с формулите:

U A = Ufe j0°;
U B = Ufe -j120°;
U C = Ufe j120°.

Формули за линейни векториимат следващ изглед:

U AB =Ule j30°;
U BC =Ule -j90°;
U SA = Ule j150° .

За вериги "триъгълник" векторът на линейното напрежение се приема като първоначална референция U AB. Формулите за изчисляване на векторите на фазовото напрежение приемат следните изрази:

U A = Ufe -j30°;
U B = Ufe -j150°;
U C = Ufe j90°.

Линейните вектори на напрежението се описват с формулите:

U AB = Ule j0°;
U BC =Ule -j120°;
U SA = Ule j120° .

След извършване на геометрични изчисления не е трудно да се определи линейната величина на вектора от фазовата стойност:

U l =2U f cos30°=2U f √3/2=U f √3.

важно!Схемата за свързване на намотката "делта" за генератор практически не е подходяща за реална употреба, така че е забранено да се използва.

Във фазите на веригата "триъгълник" се образува обща верига, в която възниква общ ЕМП Σe=e AB +e BC +e CA. Стойностите на импеданса в намотките са малки и дори общият ЕМП е малък Σe>0предизвиква изравнителни токове в мрежата “триъгълник”, които са сравними с номиналната стойност на тока в генератора. Това създава големи загубиенергия и значително намалява ефективността на генератора.

Енергетиците имат определение номинално напрежениеза 3-фазна система. Те се наричат ​​линейни напрежения, които се изразяват в киловолти (kV, kV). Те са представени със стойности от 0,4; 1.1; 3,5; 6.3; 10,5; 22; 35; 63; 110; 220; 330; 500; 750.

За потребителите на електроенергия номиналната стойност на 3-фазното напрежение може да се посочи чрез съотношението на линейното и фазовото напрежение U L /U F. За електрическа мрежа 0,4 kV ще изглежда така: 380/220 волта.


Знаеше ли, Какво е мисловен експеримент, gedanken експеримент?
Това е несъществуваща практика, неземно преживяване, въображение за нещо, което всъщност не съществува. Мисловните експерименти са като будни сънища. Те раждат чудовища. За разлика от физическия експеримент, който е експериментална проверка на хипотези, „мисловният експеримент“ магически замества експерименталното тестване с желани заключения, които не са били тествани на практика, манипулирайки логически конструкции, които всъщност нарушават самата логика, като използват недоказани предпоставки като доказани, че е, чрез заместване. По този начин основната задача на кандидатите за „мисловни експерименти“ е да заблудят слушателя или читателя, като заменят истински физически експеримент с неговата „кукла“ - фиктивни разсъждения на условно освобождаване без самата физическа проверка.
Изпълването на физиката с въображаеми, „мисловни експерименти“ доведе до появата на абсурдна, сюрреалистична, объркана картина на света. Истинският изследовател трябва да разграничи такива „опаковки от бонбони“ от реалните ценности.

Релативистите и позитивистите твърдят, че „мисловните експерименти“ са много полезен инструмент за тестване на теории (също възникващи в съзнанието ни) за последователност. С това те заблуждават хората, тъй като всяка проверка може да се извърши само от източник, независим от обекта на проверка. Самият заявител на хипотезата не може да бъде тест за собственото си твърдение, тъй като причината за самото това твърдение е липсата на противоречия в твърдението, видимо за заявителя.

Виждаме това в примера на SRT и GTR, които се превърнаха в своеобразна религия, която контролира науката и общественото мнение. Никакви факти, които им противоречат, не могат да преодолеят формулата на Айнщайн: „Ако един факт не съответства на теорията, променете факта“ (В друга версия „Фактът не отговаря ли на теорията? - толкова по-лошо за факта, “).

Максимумът, за който може да претендира един „мисловен експеримент“, е само вътрешната последователност на хипотезата в рамките на собствената, често по никакъв начин невярна, логика на кандидата. Това не проверява съответствието с практиката. Реална проверка може да се извърши само в реален физически експеримент.

Експериментът си е експеримент, защото не е усъвършенстване на мисълта, а проверка на мисълта. Мисъл, която е самосъгласувана, не може да провери сама себе си. Това е доказано от Курт Гьодел.

При свързване на намотките в звезда, краищата на намотките X, Y, Z са свързани към една точка, наречена нулева точка или неутрал на генератора (фиг. 7-5). В четирипроводна система нулевият или нулевият проводник е свързан към неутралния. Три линейни проводника са свързани към началото на намотките на генератора.

Напреженията между началото и краищата на фазите или, което е същото, напреженията между всеки от линейните проводници и нулевия проводник се наричат ​​фазови напрежения и се обозначават или в обща форма

Пренебрегвайки спада на напрежението в намотките на генератора, можем да считаме, че фазовите напрежения са равни на съответното e. d.s., индуциран в намотките на генератора.

Напреженията между началото на намотките или, което е същото, между линейни проводници, се наричат ​​линейни напрежения и се обозначават или в обща форма

Нека установим връзката между линейните и фазовите напрежения при свързване на намотките на генератора със звезда.

Ориз. 7-5. Схема на звездно свързване на намотките на генератора.

Ориз. 7-6. Векторна диаграманапрежения на трифазни вериги.

Тъй като краят на първата фаза X е свързан не с началото на втората фаза, а с нейния край Y, което е подобно на насрещната връзка на два източника на енергия. д.с. при постоянен ток, тогава моментната стойност на линейното напрежение между проводници A и B ще бъде равна на разликата в съответните фазови напрежения, т.е.

подобни моментни стойности на други линейни напрежения

По този начин моментната стойност на линейното напрежение е равна на алгебричната разлика на моментните стойности на съответните фазови напрежения.

Тъй като те се променят по синусоидален закон и имат еднаква честота, линейните напрежения също ще се променят синусоидално, а ефективните стойности на линейните напрежения могат да бъдат определени от векторната диаграма (фиг. 7-6):

От горното следва, че векторът на линейното напрежение е равен на разликата между векторите на съответните фазови напрежения.

Фазовите напрежения са изместени едно спрямо друго на 120°. За да определите линейния вектор на напрежението, трябва геометрично да извадите вектора от вектора на напрежението или, което е същото, да добавите вектор - равен по величина и противоположен по знак.

По същия начин получаваме вектора на линейното напрежение като разликата между векторите на напрежението и вектора на линейното напрежение като разликата между векторите и OA.

Чрез понижаване на перпендикуляра от края на произволен вектор на фазово напрежение, например, към вектора на линейното напрежение, получаваме правоъгълен триъгълник OHM, от което следва, че

Ориз. 7-7. Векторна диаграма на напреженията при свързване на намотките на генератора със звезда.

От векторната диаграма (фиг. 7-6) и последната формула следва, че ефективната стойност на линейното напрежение е няколко пъти по-голяма ефективна стойностфазово напрежение и че линейното напрежение е с 30° пред фазовото напрежение; под същия ъгъл линейното напрежение води фазовото напрежение и напрежението фаза напрежение

Съседните линейни напрежения се изместват едно спрямо друго под същите ъгли (120°) като съседните фазови напрежения. Звездата на векторите на линейното напрежение се завърта в положителна посока спрямо звездата на векторите на фазовото напрежение под ъгъл 30°.

Необходимо е да се обърне внимание на факта, че получените зависимости между линейни и фазови напрежения се осъществяват само при симетрична система на напрежение.

Тъй като векторите на линейното напрежение се дефинират като разликите между векторите на фазовото напрежение, чрез свързване на краищата на векторите на фазовото напрежение, образуващи звезда, се получава триъгълник от вектори на линейно напрежение (фиг. 7-7).

Пример 7-1. Определете линейното напрежение на генератора, ако неговото фазово напрежение е 127 и 220 V.

Ако фазовото напрежение е 220 V, тогава