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Die Verwendung eines Neutralleiters. Neutralleiter

Neutralleiter in Stromleitungen

Dabei kommen Stromleitungen unterschiedlicher Klassen zum Einsatz Verschiedene Arten Neutrale. Es hängt mit zusammen vorgesehenen Zweck und verschiedene Leitungsschutzeinrichtungen gegen Kurzschlüsse und Undichtigkeiten. Der Neutralleiter kann fest geerdet, isoliert und effektiv geerdet sein.

Fest geerdeter Neutralleiter

Es wird in Leitungen mit einer Spannung von 0,4 kV bis 35 kV, bei kurzen Stromleitungen usw. eingesetzt in großen Zahlen Verbraucher-Anschlusspunkte. Zum Verbraucher kommen nur Phasen, der Anschluss einer einphasigen Last erfolgt zwischen der Phase und dem Neutralleiter (Neutralleiter). Nulldraht Der Generator ist ebenfalls geerdet.

Isoliert neutral

Es wird in Leitungen mit Spannungen über 2 kV bis 35 kV eingesetzt. Solche Leitungen haben eine durchschnittliche Länge und eine relativ geringe Anzahl von Verbraucheranschlusspunkten, bei denen es sich in der Regel um Umspannwerke in Wohngebieten und leistungsstarke Maschinen von Fabriken und Fabriken handelt.
In 50-kV-Leitungen können sowohl isolierte als auch effektiv geerdete Neutralleiter verwendet werden.

Effizient geerdeter Neutralleiter

Es wird auf langen Leitungen mit Spannungen von 110 kV bis 220 kV eingesetzt (Absatz 1.2.16 der PUE).

siehe auch

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Anmerkungen

Quellen

  • „Theoretische Grundlagen der Elektrotechnik. Elektrische Schaltkreise“ Bessonov L. A. Moskau. "Handelshochschule". 1996 ISBN 5-8297-0159-6

Ein Auszug zur Charakterisierung des Neutralleiters

Die Kanonade auf der linken Flanke beginnt, sobald die Kanonade des rechten Flügels zu hören ist. Die Schützen der Divisionen Moran und Viceroy werden heftiges Feuer eröffnen, sobald der rechte Angriff beginnt.
Der Vizekönig wird das Dorf [Borodin] in Besitz nehmen und seine drei Brücken überqueren, gefolgt von den Divisionen Moran und Gerard auf gleicher Höhe, die unter seiner Führung in Richtung der Redoute vorrücken und mit dem Rest in die Linie eintreten werden Armee.
All dies muss der Reihe nach erfolgen (le tout se fera avec ordre et methode), wobei die Truppen so weit wie möglich in Reserve gehalten werden müssen.
Im kaiserlichen Lager bei Mozhaisk, 6. September 1812.
Diese Anordnung, sehr vage und wirr geschrieben – wenn man sich erlaubt, seine Befehle ohne religiösen Abscheu vor dem Genie Napoleons zu behandeln – enthielt vier Punkte – vier Befehle. Keiner dieser Befehle konnte und wurde nicht ausgeführt.
In der Verfügung heißt es erstens: dass die an dem von Napoleon gewählten Ort aufgestellten Batterien mit den Kanonen von Pernetti und Fouche, nachdem sie sich auf sie ausgerichtet haben, insgesamt einhundertzwei Kanonen, das Feuer eröffnen und die russischen Blitze und Schanzen mit Granaten bombardieren. Dies war nicht möglich, da die Granaten die russischen Werke von den von Napoleon bestimmten Orten aus nicht erreichten und diese einhundertzwei Geschütze leer feuerten, bis der nächste Kommandant sie entgegen Napoleons Befehl vorwärts drängte.
Der zweite Befehl bestand darin, dass Poniatowski auf dem Weg zum Dorf in den Wald den linken Flügel der Russen umging. Dies konnte und wurde nicht getan, weil Poniatowski auf dem Weg zum Dorf in den Wald auf Tuchkow traf, der ihm den Weg dorthin versperrte, und die russische Stellung nicht umgehen konnte und wollte.
Dritter Befehl: General Kompan wird in den Wald ziehen, um die erste Festung einzunehmen. Companas Division eroberte die erste Festung nicht, sondern wurde zurückgeschlagen, da sie beim Verlassen des Waldes unter Kartätschenfeuer errichtet werden musste, was Napoleon nicht wusste.
Viertens: Der Vizekönig wird das Dorf (Borodin) in Besitz nehmen und seine drei Brücken überqueren, gefolgt von den Divisionen Maran und Friant (von denen nicht gesagt wird, wohin und wann sie sich bewegen werden), die unter seiner Kontrolle stehen Führung, wird zur Schanze gehen und mit anderen Truppen in die Linie eintreten.
Soweit man verstehen kann – wenn nicht aus der dummen Zeit dieser Zeit, dann aus den Versuchen des Vizekönigs, die ihm erteilten Befehle zu erfüllen – sollte er durch Borodino auf der linken Seite zur Schanze ziehen, während die Divisionen von Moran und Friant sollten gleichzeitig von der Front vorrücken.
All dies sowie andere Punkte der Disposition wurden und konnten nicht ausgeführt werden. Nachdem er Borodino passiert hatte, wurde der Vizekönig auf Kolocha zurückgeschlagen und konnte nicht weitergehen; Die Divisionen Moran und Friant eroberten die Schanze nicht, sondern wurden zurückgeschlagen, und die Schanze wurde am Ende der Schlacht von der Kavallerie erobert (wahrscheinlich eine unvorhergesehene und unerhörte Sache für Napoleon). Daher wurde und konnte keiner der Befehle der Verfügung ausgeführt werden. Die Disposition besagt jedoch, dass nach dem Eintreten in die Schlacht auf diese Weise Befehle entsprechend den Aktionen des Feindes erteilt werden, und daher könnte es scheinen, dass während der Schlacht alle notwendigen Befehle von Napoleon erteilt werden; Dies war jedoch nicht der Fall und konnte auch nicht daran liegen, dass Napoleon während der gesamten Zeit der Schlacht so weit von ihm entfernt war, dass er (wie sich später herausstellte) den Verlauf der Schlacht und keinen einzigen Befehl von ihm während der Schlacht kennen konnte ausgeführt werden konnte.

Betrachten Sie das Diagramm in Abb. 5.12. Bei Z A ≠ Z B ≠ Z C aktuelles System unausgeglichen (I A ≠ I B ≠ I C), also gemäß Abb. 5.5, es gibt Strom im Neutralleiter I N \u003d Ia + 1c + I Mit. Dieser Strom erzeugt einen Sturz; Stromspannung I N Z N im Neutralleiter.

Aufgrund des Spannungsabfalls am Neutralleiter
Punktpotentiale Nonne unterschiedlich, also die Phasenspannung des Empfängers U "c ungleich der Phasenspannung
Quelle U c . Damit diese Spannungen gleich sind,
Der neutrale Widerstand sollte nahe Null liegen
Wasser.

Wenn Zc auf Null sinkt (Kurzschluss der Empfängerphase), sinkt die Phasenspannung U′c = IcZc wird auf Null sinken. Eine Änderung des Phasenwiderstands des Empfängers führt zu einer Änderung seiner Phasenspannung.

Phasenkurzschluss MIT Sternpunktpotential des Empfängers P wird gleich dem Potential des Punktes MIT, also die Spannung U A Und U "b Anstieg der Netzspannungen Uca Und ubcWas inakzeptabel. Um den Empfänger vor einem solchen Modus zu schützen, sind beispielsweise Sicherungen in jeder Phase eingebaut. Im Falle eines Kurzschlusses brennt die Sicherung durch, was die Übertragung des Potenzials des Punktes verhindert MIT Exakt P.

Wenn ein Neutralleiter vorhanden ist, liegt ein Phasenkurzschluss vor MIT Der Empfänger stellt gleichzeitig einen Kurzschluss für die Quelle dar E C damit die Sicherung zuverlässig funktioniert. Wenn kein Neutralleiter vorhanden ist, funktioniert die Sicherung aufgrund des Modus nicht

Z C= 0 ist kein Kurzschluss für die Quelle E S.

In der Praxis wird also der Widerstand des Neutralleiters genannt null Draht, signifikant, dann:

1) das System der Phasenspannungen des Empfängers ist asymmetrisch;

2) Eine Änderung der Last (Widerstand) einer Phase führt zu einer Änderung der Spannung an allen Phasen des Empfängers; 3) Wenn die Isolierung einer Phase des Empfängers beschädigt ist (Kurzschluss), können die Empfänger der anderen beiden Phasen aufgrund von Überspannungen ausfallen; 4) Der Betrieb von Sicherungen (oder anderen Schutzvorrichtungen) wird unzuverlässig. Vor diesem Hintergrund streben sie danach, den Neutralleiter mit geringem Widerstand auszuführen.

Aber was ist mit unerwarteten Unterbrechungen im Neutralleiter? Ein Betrieb der Schaltung ist in diesem Fall nicht möglich, da bei einem Kurzschluss in einer der Phasen die Gefahr eines Ausfalls der Empfänger besteht.

Zuverlässiger ist die mehrfache Neuerdung des Neutralleiters: am Neutralpunkt des Generators, an Abzweigleitungen, an öffentlichen und Industriegebäude, am Ende einer Dreiphasenleitung usw. Wenn der Neutralleiter bricht, fließt der Strom durch die Erde.

Beachten Sie, dass einphasige Empfänger in der Praxis zur Verringerung der Asymmetrie der Phasenspannung der Empfänger dazu neigen, gleichmäßig über die Phasen verteilt zu werden, um den Strom des Neutralleiters zu reduzieren, der bei einem Gleichstrom gleich Null ist Belastung.

Zur Berechnung Dreiphasenschaltung Alle zur Berechnung verwendeten Methoden sind anwendbar lineare Schaltungen. Normalerweise ist der Widerstand der Drähte und innerer Widerstand Der Widerstand des Generators ist geringer als der Widerstand der Empfänger. Um die Berechnungen solcher Schaltkreise zu vereinfachen (wenn keine größere Genauigkeit erforderlich ist), kann der Widerstand der Drähte ignoriert werden (Z L \u003d 0, Z N \u003d 0). Dann Phasenspannungen Empfänger U a, U b und U c sind jeweils gleich den Phasenspannungen der elektrischen Energiequelle (Generator oder). Sekundärwicklung Transformator), d.h. U a \u003d U A ; U b = U B ; U c = U C . Wenn die gesamten komplexen Widerstände der Empfängerphasen gleich sind Z a = Z b= Z c , dann können die Ströme in jeder Phase durch die Formeln bestimmt werden

İ a = Ú a / Z A; İ b = Ú b / Z B; İ c = Ú c / Z C.

Nach dem ersten Kirchhoffschen Gesetz ist der Strom im Neutralleiter

İ N = İ a + İ b + İ c = İ A + İ B + İ C .

Phasenspannung – tritt zwischen dem Anfang und dem Ende jeder Phase auf. Auf andere Weise wird es auch als die Spannung zwischen einem von ihnen definiert Phasendrähte und Neutralleiter.

Linear – auch als Interphase oder Zwischenphase definiert – entsteht zwischen zwei Drähten oder identischen Anschlüssen verschiedene Phasen.

Beim Anschluss der Stromquelle mit einem Dreieck (Abb. 3.12) wird das Ende X einer Phase mit dem Anfang B der zweiten Phase verbunden, das Ende Y der zweiten Phase wird mit dem Anfang C der dritten Phase verbunden Das Ende der dritten Phase Z ist mit dem Anfang der ersten Phase A verbunden. Die Anfänge der Phasen A, B und C sind mit drei Drähten an die Empfänger angeschlossen.

Die Verbindung der Quellphasen zu einem geschlossenen Dreieck ist mit einem symmetrischen EMF-System möglich, da

Ė A + Ė B + Ė C = 0.

Wenn die Dreiecksschaltung der Wicklungen falsch ist, d.h. Wenn die Enden oder Anfänge zweier Phasen an einem Punkt verbunden sind, ist die gesamte EMK im Dreieckskreis ungleich Null und es fließt ein großer Strom durch die Wicklungen. Dies ist ein Notbetrieb für Netzteile und daher nicht zulässig.

Die Spannung zwischen dem Ende und dem Anfang einer Phase in einer Dreieckschaltung ist die Spannung zwischen den Leitungsdrähten. Daher ist bei einer Dreiecksverbindung die Netzspannung gleich der Phasenspannung.

Unter Vernachlässigung des Widerstands der linearen Drähte können die linearen Spannungen des Verbrauchers mit den linearen Spannungen der Stromquelle gleichgesetzt werden: U ab \u003d U AB, U bc \u003d U BC, U ca \u003d U CA. Die Phasen Z ab , Z bc , Z ca des Empfängerflusses Phasenströmeİab, İbc und İca. Die bedingte positive Richtung der Phasenspannungen Ú ab , Ú bc und Ú ca stimmt mit der positiven Richtung der Phasenströme überein. Die bedingte positive Richtung der linearen Ströme İ A , İ B und İ C wird von den Stromquellen zum Empfänger geleitet.

Im Gegensatz zur Sternschaltung sind bei der Dreieckschaltung die Phasenströme nicht gleich den linearen. Die Ströme in den Empfängerphasen werden durch die Formeln bestimmt

İ ab = Ú ab / Z ab; İ bc = Ú bc / Z v. Chr.; İ ca = Ú ca / Z ca.

Lineare Ströme können aus Phasenströmen bestimmt werden, indem Gleichungen gemäß dem ersten Kirchhoff-Gesetz für die Knoten a, b und c aufgestellt werden (Abbildung 3.12).

Durch Addition des linken und rechten Teils des Gleichungssystems (3.20) erhalten wir

© A + © B + © C = 0,

diese. Die Summe der linearen Stromkomplexe ist sowohl für symmetrische als auch für unsymmetrische Stromkomplexe gleich Null symmetrische Belastung.

Wenn die Phasen der Wicklung des Generators (oder Transformators) mit einem Stern verbunden werden, sind ihre Enden X, Y Und Z zu einem verschmelzen gemeinsamer Punkt N, Neutralpunkt (oder Neutralpunkt) genannt (Abb. 3.6). Empfängerphase endet ( Z a, Zum Beispiel, Z c) sind ebenfalls an einem Punkt verbunden N. Eine solche Verbindung wird Sternverbindung genannt.


Drähte AA, BB Und CC Die Verbindung der Anfangsphasen des Generators und des Empfängers nennt man linear, den Draht NN Verbindungspunkt N Punktgenerator N Der Empfänger ist neutral.

Ein dreiphasiger Stromkreis mit Neutralleiter ist vieradrig, ohne Neutralleiter ist er dreiadrig.

In Drehstromkreisen wird zwischen Phasen- und Linearspannung unterschieden. Phasenspannung UФ - Spannung zwischen Anfang und Ende der Phase oder zwischen dem linearen Draht und dem Neutralleiter ( U A, U B, U C an der Quelle; U a, Ub, U c beim Empfänger). Wenn der Widerstand der Drähte vernachlässigt werden kann, gilt die Phasenspannung im Empfänger als dieselbe wie in der Quelle. ( U A=U a, U B=Ub, U C=U c). Für bedingt positive Richtungen der Phasenspannungen werden die Richtungen vom Anfang bis zum Ende der Phasen verwendet.

Leitungsspannung ( U L) - Spannung zwischen linearen Drähten oder zwischen gleichnamigen Klemmen verschiedener Phasen ( U AB, U BC, UCA). Bedingt positive Richtungen linearer Spannungen werden von den Punkten, die dem ersten Index entsprechen, zu den Punkten, die dem zweiten Index entsprechen, genommen (Abb. 3.6).

In Analogie zu Phasen- und Linearspannungen sind Phasen- und Leitungsströme:

Phase ( ICH F) sind die Ströme in den Phasen von Generator und Empfängern.

Linear ( ICH L) - Ströme in linearen Drähten.

50. Das Konzept der asymmetrischen Betriebsarten in Dreileiter- und Vierleiterschaltungen. Zweck des Neutralleiters.

Dreileiterschaltung

Im Allgemeinen gilt bei ungleichmäßiger Belastung Z ab ≠ Z bc ≠ Z ca. Es tritt normalerweise beim Essen auf Dreiphasennetz Einphasenempfänger. Zum Beispiel für die Last, Abb. 3.15, Phasenströme, Phasenwinkel und Phasenleistungen werden im Allgemeinen unterschiedlich sein.

Das Vektordiagramm für den Fall, dass in Phase ab eine aktive Last, in Phase bc eine aktiv-induktive Last und in Phase ca eine aktiv-kapazitive Last vorhanden sind, ist in Abb. 1 dargestellt. 3.16, topografisches Diagramm - in Abb. 3.17.

Entsprechend den Ausdrücken werden lineare Stromvektoren konstruiert

İ A = İ ab - İ ca; İ B = İ bc - İ ab; İ C = İ ca - İ bc .

Somit wird bei unsymmetrischer Belastung die Symmetrie der Phasenströme İ ab, İ bc, İ ca verletzt, daher können lineare Ströme İ A, İ B, İ C nur durch Berechnung nach den obigen Gleichungen (3.20) ermittelt werden. oder grafisch aus Vektordiagrammen ermittelt werden (Abb. 3.16, 3.17).

Eine wichtige Funktion Die Verbindung der Phasen des Empfängers mit einem Dreieck besteht darin, dass bei einer Widerstandsänderung einer der Phasen die Funktionsweise der anderen Phasen unverändert bleibt, da die linearen Spannungen des Generators konstant sind. Nur der Strom dieser Phase und die Leitungsströme in den an diese Phase angeschlossenen Leitungsdrähten ändern sich. Daher wird das Dreieckschaltungsschema häufig zum Schalten unsymmetrischer Lasten verwendet.

Bei der Berechnung einer unsymmetrischen Belastung ermitteln Sie zunächst die Werte der Phasenströme İ ab , İ bc , İ ca und die entsprechenden Phasenverschiebungen φ ab , φ bc , φ ca . Anschließend werden die Leitungsströme mit den Gleichungen (3.20) in komplexer Form oder mit Zeigerdiagrammen ermittelt

Vierleiterschaltung

Bei einem symmetrischen Spannungssystem und einer unsymmetrischen Belastung sind die Ströme in den Phasen des Verbrauchers unterschiedlich und werden durch das Ohmsche Gesetz bestimmt, wenn Z a ≠ Z b ≠ Z c und φ a ≠ φ b ≠ φ c

İ a = Ú a / Z A; İ b = Ú b / Z B; İ c = Ú c / Z C.

Der Strom im Neutralleiter © N ist gleich der geometrischen Summe der Phasenströme

İ N = İ a + İ b + İ c .

Die Spannungen betragen U a = U A; U b = U B ; U c \u003d U C, U Ф \u003d U L /, aufgrund des Neutralleiters bei Z N \u003d 0.

Daher gewährleistet der Neutralleiter die Symmetrie der Phasenspannungen des Empfängers bei unsymmetrischer Belastung.

Daher umfasst ein Vierleiternetz beispielsweise einphasige unsymmetrische Lasten. elektrische Lampen weißglühend. Die Funktionsweise jeder Phase der Last, die unter einer konstanten Phasenspannung des Generators steht, hängt nicht von der Funktionsweise anderer Phasen ab

Es wird Null genannt, weil in manchen Fällen der Strom in ihm Null ist, und Neutral, weil es gleichermaßen zu einer der Phasen gehört.

Zweck des Neutralleiters, dass es notwendig ist, die Lastspannungen der Phasen auszugleichen, wenn die Widerstände dieser Phasen unterschiedlich sind, sowie elektrische Geräte in Netzen mit fest geerdetem Neutralleiter zu erden.

Dank an Zweck des Neutralleiters Bei ungleichmäßiger Belastung der Phasen ist die Spannung an jeder Phase der Last nahezu gleich. Eine sternförmig geschaltete Beleuchtungslast erfordert immer einen Neutralleiter, da eine gleichmäßige Belastung der Phasen nicht gewährleistet ist. z

Der Querschnitt des Neutralleiters von Drehstromleitungen, in denen Neutralleiter nicht zur Erdung verwendet werden (spezielle oder umgebaute Beleuchtungsnetze), beträgt etwa die Hälfte des Querschnitts der Phasendrähte.

Wenn zum Beispiel Phasendrähte haben einen Querschnitt von 35 mm2, der Neutralleiter ist 16 mm2 groß.

Querschnitt des Neutralleiters Dreiphasensystem Bei einem neutralen Neutralleiter, bei dem der Neutralleiter zur Erdung verwendet wird, muss der Querschnitt der Phasendrähte mindestens halb so groß sein, in einigen Fällen sogar gleich groß.

Nulldraht Oberleitungen 320/220 V müssen dieselbe Marke und denselben Querschnitt mit Phasendrähten haben:

in Abschnitten aus Stahldrähten sowie Bimetall- und Stahl-Aluminium-Phasendrähten mit einem Querschnitt von 10 mm2;

wenn es nicht möglich ist, die erforderliche Selektivität des Schutzes gegen Erdkurzschlüsse auf andere Weise bereitzustellen (in diesem Fall darf der Querschnitt verwendet werden). Nulldrähte mehr als Phasendrähte).

Da in ein- und zweiphasigen Leitungen ein Strom gleicher Stärke durch die Neutral- und Phasendrähte fließt, wird für diese Leitungen der Querschnitt der Neutral- und Phasendrähte gleich angenommen

51. Ursachen transienter Prozesse in Stromkreisen. Differentialgleichung elektrischer Zustand von Schaltkreisen und Methoden zu ihrer Lösung.

Transienten treten bei jedem Moduswechsel auf. Stromkreis: beim Anschließen und Trennen des Stromkreises, bei Laständerungen, beim Eintreten von Notfällen (Kurzschluss, Drahtbruch usw.). Änderungen im Stromkreis können in Form bestimmter Schaltvorgänge dargestellt werden, die allgemein als Schaltvorgänge bezeichnet werden. Physikalisch sind transiente Prozesse Übergangsprozesse vom Energiezustand, der dem Schaltmodus entspricht, in den Energiezustand, der dem Nachschaltmodus entspricht.

Transiente Prozesse sind in der Regel schnell: Ihre Dauer beträgt Zehntel, Hundertstel und manchmal Milliardstel Sekunden. Relativ selten erreicht die Dauer transienter Prozesse Sekunden und mehrere zehn Sekunden. Dennoch ist die Untersuchung transienter Prozesse sehr wichtig, da Sie damit feststellen können, wie das Signal in Form und Amplitude verformt wird, um Spannungsüberschüsse in bestimmten Abschnitten des Stromkreises zu erkennen, die für die Isolierung der Anlage gefährlich sein können Erhöhen Sie die Amplituden von Strömen, die die Stromamplitude um das Zehnfache des stationären periodischen Prozesses überschreiten können, und bestimmen Sie auch die Dauer des Übergangsprozesses. Andererseits die Arbeit vieler elektronische Geräte, insbesondere Geräte Industrieelektronik, basiert auf transienten Prozessen. Beispielsweise hängt in Elektroheizöfen die Qualität des erzeugten Materials von der Art des Übergangsprozesses ab. Zu schnelles Erhitzen kann zu Ausschuss führen, und zu langsames Erhitzen wirkt sich negativ auf die Qualität des Materials aus und führt zu einer Verringerung der Produktivität.

Im Allgemeinen können in einem Stromkreis transiente Vorgänge auftreten, wenn in dem Stromkreis induktive und kapazitive Elemente vorhanden sind, die die Fähigkeit besitzen, magnetische oder magnetische Energie anzusammeln oder abzugeben. elektrisches Feld. Im Moment des Schaltens, wenn der Übergangsprozess beginnt, wird die Energie zwischen den induktiven, kapazitiven Elementen des Stromkreises und den an den Stromkreis angeschlossenen externen Energiequellen umverteilt. Dabei wird ein Teil der Energie unwiderruflich in andere Energiearten umgewandelt (z. B. in Wärmeenergie am aktiven Widerstand).

Nach Beendigung des transienten Prozesses stellt sich ein neuer stationärer Zustand ein, der nur noch durch externe Energiequellen bestimmt wird. Wenn externe Energiequellen abgeschaltet werden, kann es aufgrund der elektrischen Energie zu einem Übergangsprozess kommen Magnetfeld vor Beginn des Übergangsmodus in den induktiven und kapazitiven Elementen der Schaltung angesammelt.

52. Die Gesetze der Kommutierung und ihre Verwendung bei der Bestimmung der Anfangsbedingungen.

Das erste Schaltgesetz besagt, dass der Strom im Zweig mit dem induktiven Element zum ersten Zeitpunkt nach dem Schalten den gleichen Wert hat wie unmittelbar vor dem Schalten und sich dann von diesem Wert an allmählich zu ändern beginnt. Das Gesagte wird üblicherweise als i L (0 -) = i L (0 +) geschrieben, vorausgesetzt, dass die Umschaltung sofort zum Zeitpunkt t = 0 erfolgt.

Das zweite Schaltgesetz besteht darin, dass die Spannung anliegt kapazitives Element Im ersten Moment nach dem Umschalten hat er den gleichen Wert wie unmittelbar vor dem Umschalten und beginnt sich dann ab diesem Wert gleichmäßig zu ändern: U C (0 -) = U C (0 +).

Daher ist das Vorhandensein eines Zweigs, der eine Induktivität enthält, in einem unter Spannung eingeschalteten Stromkreis gleichbedeutend mit einer Unterbrechung des Stromkreises an dieser Stelle im Moment des Umschaltens, da i L (0 -) = i L (0 +). Das Vorhandensein eines Zweigs mit entladenem Kondensator im stromführenden Stromkreis kommt an dieser Stelle im Moment des Schaltens einem Kurzschluss gleich, da U C (0 -) = U C (0 +).

Allerdings sind in einem Stromkreis Spannungsstöße an Induktivitäten und Ströme an Kapazitäten möglich.

In Stromkreisen mit Widerstandselementen wird die Energie des elektromagnetischen Feldes nicht gespeichert, wodurch in ihnen keine transienten Prozesse auftreten, d.h. In solchen Schaltkreisen stellen sich stationäre Modi sofort und abrupt ein.

In Wirklichkeit hat jedes Schaltungselement einen Widerstand r, eine Induktivität L und eine Kapazität C, d. h. in echten Elektrogeräten gibt es solche Hitzeverlust, aufgrund des Stromdurchgangs und des Vorhandenseins des Widerstands r sowie magnetischer und elektrischer Felder.

Transiente Prozesse in realen elektrischen Geräten können durch die Wahl geeigneter Parameter von Schaltungselementen sowie durch den Einsatz spezieller Geräte beschleunigt oder verlangsamt werden.

53. Beschreibung des Lade- und Entladevorgangs eines in Reihe mit einem Widerstand geschalteten Kondensators. Der einfachste Sägezahnspannungsgenerator.

  • Frage 4. Durch Ändern welcher Parameter des Stromkreises (siehe Abb. 1) kann eine Spannungsresonanz erreicht werden?
  • Frage 5. Mit welchen Instrumenten und auf welcher Grundlage kann man das Auftreten von Spannungsresonanzen in einem Stromkreis beurteilen?
  • Frage 6: Analysieren Sie die erstellten Vektordiagramme vor und nach der Spannungsresonanz und erklären Sie, in welchem ​​Fall die Eingangsspannung dem Strom vorauseilt und in welchem ​​Fall sie dem Strom nacheilt.
  • Frage7. Analysieren Sie anhand des Ersatzschaltbilds des untersuchten Schaltkreises, wozu die Änderung des aktiven Widerstands des Stromkreises bei Spannungsresonanz führt.
  • Frage8. Bleibt die Spannungsresonanz erhalten, wenn nur die Netzspannung geändert wird?
  • Frage9. Erklären Sie den Verlauf der in dieser Arbeit erhaltenen Kurven.
  • Frage 10. Welche Gefahr besteht für elektrische Geräte durch Spannungsresonanz? Wo wird Spannungsresonanz eingesetzt?
  • Frage 2. Wie werden elektrische Empfänger durch einen „Stern“ verbunden?
  • Frage 3. Welche Gleichungen drücken die Momentanwerte von Phasenspannungen und -strömen bei symmetrischer Last aus?
  • Frage 4. Wie groß ist das Verhältnis von Linear- und Phasenspannung bei symmetrischer Last?
  • Frage 5. Welche Funktionsweise eines Drehstromkreises wird als asymmetrisch bezeichnet?
  • Frage 6. Wofür wird der Neutralleiter verwendet?
  • Frage 7. Welche Gleichungen beschreiben den elektrischen Zustand des Stromkreises unter einer asymmetrischen Last?
  • Frage 8. Wie erstellt man kombinierte Vektordiagramme von Spannungen und Strömen für die untersuchten Modi eines Dreiphasenstromkreises?
  • Frage 9. Wozu führt ein Bruch im Neutralleiter bei unsymmetrischer Belastung?
  • Frage 10. Wie ändert sich die Spannung, wenn in Vierleiter- und Dreileiternetzen eine Phase unterbrochen wird?
  • Frage 11. A) Wie ändert sich die Spannung, wenn in einem Dreileiternetz eine Phase kurzgeschlossen wird?
  • Frage 12
  • Kontrollfragen
  • Frage 1: Wo und zu welchem ​​Zweck werden Spulen mit Stahlkern eingesetzt?
  • Frage 2. Zu welchem ​​Zweck bestehen die Magnetkreise elektrischer Geräte aus ferromagnetischen Materialien?
  • Frage 3. Erklären Sie die Art der Änderung der Induktivität und Impedanz einer Spule mit einem Kern durch einen durch sie fließenden Nichtstrom.
  • Frage 4. Wie können Energieverluste aufgrund von Hysterese und Wirbelströmen reduziert werden?
  • Frage 5. Zeichnen und erklären Sie das Ersatzschaltbild einer Spule mit Kern.
  • Frage 6. Wie werden die Parameter des Ersatzschaltbildes bestimmt und hängen sie von der Eingangsspannung ab?
  • Frage 7. Erklären Sie die Natur von Abhängigkeiten;;;.
  • Frage 1. Das Gerät und das Funktionsprinzip des Transformators.
  • Frage 2. Schreiben und erklären Sie die EMK-Formeln und die Gleichungen der elektrischen und magnetischen Zustände des Transformators
  • Frage 3. Was ist das „Transformationsverhältnis“?
  • Frage 4. Zeichnen und erklären Sie das Ersatzschaltbild eines belasteten Transformators.
  • Frage 5: Wie werden Leerlauf- und Kurzschlussprüfungen durchgeführt?
  • Frage 6: Erklären Sie die Ursachen und die Art der Spannungsänderung der Sekundärwicklung bei Lastwechsel.
  • Frage 7: Wie wird der Wirkungsgrad von Leistungstransformatoren ermittelt?
  • Kontrollfragen
  • Frage 1. Erklären Sie das Gerät und das Funktionsprinzip eines Drehstrom-Asynchronmotors mit Käfigläufer. Antwort 1 Der Motor besteht aus einem stationären Stator und einem rotierenden Rotor.
  • Frage 2. Welche Vor- und Nachteile hat ein Drehstrom-Asynchronmotor mit Käfigläufer?
  • Frage 3. Beschreiben Sie das Magnetfeld eines Induktionsmotors.
  • Frage 4. Wie kann man den Motor umkehren?
  • Frage 5. Was ist der ideale Leerlaufmodus im Motor?
  • Frage 6. Warum ist der Leerlaufstrom eines Asynchronmotors größer als der Leerlaufstrom eines Drehstromtransformators gleicher Leistung?
  • Frage 7. Wie groß ist der Schlupf im Nenn-, kritischen, Startmodus und im Leerlauf?
  • Frage 8. Zeigen Sie anhand der mechanischen Eigenschaften die Hauptbetriebsarten eines Asynchronmotors an.
  • Frage 9. Nennen und erläutern Sie die wichtigsten Möglichkeiten zur Steuerung der Drehzahl eines Induktionsmotors.
  • Frage 10: Was sind die Merkmale des Startmodus des Induktionsmotors?
  • Frage 11. Listen und vergleichen Sie verschiedene Möglichkeiten, einen Induktionsmotor mit Käfigläufer zu starten.
  • Frage 12: Erklären Sie die Leistungsmerkmale eines Induktionsmotors.
  • Frage 13: Wo werden Käfigläufermotoren eingesetzt?
  • Frage 1. Erklären Sie das Gerät und das Funktionsprinzip des Parallelerregermotors.
  • Frage 1. Wie werden Gleichstrommotoren nach der Erregungsart klassifiziert?
  • Frage 3. Wie entsteht das elektromagnetische Drehmoment des Motors?
  • Frage 4. Was ist Ankerreaktion und Gleichstrommaschinenschaltung?
  • Frage 5. Erklären Sie den Vorgang des Startens des Motors.
  • Frage 6. Welche Möglichkeiten gibt es, die Drehzahl des Parallelerregungsmotors zu regulieren, und welche Vor- und Nachteile haben diese jeweils?
  • Frage 7. Erklären Sie den Prozess der motorischen Selbstregulierung.
  • Frage 8. Wie wird der Motor umgedreht?
  • Frage 9 Erklären Sie die Eigenschaften des Motors: Leerlaufeigenschaften, Betriebseigenschaften, mechanische und Einstelleigenschaften.
  • Frage 10. Bewerten Sie den Motor und geben Sie die Vor- und Nachteile des Parallelerregungsmotors an.
  • Frage 6. Wofür wird der Neutralleiter verwendet?

    Antwort6 . Der Neutralleiter dient zum Ausgleich der Phasenspannungen an den Lastklemmen. A= A; B = B; C= C. In diesem Fall bleiben die Spannungsabfälle an der Last gleich den Phasenspannungen des Generators. Wenn der Innenwiderstand des Generators vernachlässigbar ist (gleich Null), bleiben die Spannungen an der Last gleich den Phasenspannungen des Generators, konstant und hängen nicht von der Last ab. ( Der Strom ändert sich, aber die Spannung an der Last ändert sich nicht.).

    Frage 7. Welche Gleichungen beschreiben den elektrischen Zustand des Stromkreises unter einer asymmetrischen Last?

    Antwort7 . Bei asymmetrischer Belastung der Phasen und fehlendem Neutralleiter kommt es zu Phasenkomplexen der Spannung an der Last ,,hängen mit den entsprechenden komplexen Quellenspannungen Ů A , Ů V, Ů C durch die Kirchhoff-Gleichungen zusammen:


    ;

    ;

    ;

    Wo

    - komplexe Spannung zwischen neutralen Punkten von Last und Quelle ( Netzwerke).


    wird als neutrale Vorspannung bezeichnet.

    Die neutrale Vorspannung wird mit der 2-Knoten-Methode berechnet:


    wo: Ė - komplexe EMF, sind die Leitungskomplexe der Lastphasen.

    Die Lastphasenströme werden nach dem Ohmschen Gesetz ermittelt:

    İ a = A / Z a = ( A-

    )/Z A;

    İ b = B/ Z b = ( B-

    )/Z B;

    İ a = C/ Z c = ( C-

    )/Z C.

    Frage 8. Wie erstellt man kombinierte Vektordiagramme von Spannungen und Strömen für die untersuchten Modi eines Dreiphasenstromkreises?

    Antwort8 .

    Wir beginnen mit der Konstruktion von Vektordiagrammen mit linearen Spannungsvektoren, die vom Netzwerk vorgegeben werden und unabhängig von den Bedingungen des Experiments sind. Dies ist ein gleichseitiges Dreieck, das aus Netzspannungsvektoren gebildet wird. Die Länge des Vektors entspricht der Netzspannung und die Winkel zwischen den Vektoren entsprechen der Phasenverschiebung zwischen den Spannungsvektoren.

    Konstruktion eines Vektordiagramms für den Fall einer gleichmäßigen Belastung .(symmetrischer Modus).

    1. Wählen Sie die komplexe Ebene (+1,j). Wir richten die reale Achse +1 vertikal nach oben, die imaginäre - entlang der -X-Achse. (Drehung +90°).

    2. Wählen Sie die Spannungsskala aus, zum Beispiel 1 cm→20 V. Vektor U a (auf einer Skala) wird entlang der reellen Achse +1 aufgetragen. Das Ende des Vektors wird durch einen kleinen Buchstaben gekennzeichnet A.

    3.Vektor U b und U c (maßstabsgetreu) bei +120° bzw. –120° zeichnen. Die Enden der Vektoren werden mit Kleinbuchstaben gekennzeichnet B Und C bzw.

    4. Der Punkt, der dem Koordinatenursprung entspricht, wird mit einem kleinen Buchstaben gekennzeichnet N. Dies ist der Neutralpunkt des Empfängers.

    5. Wir bilden Vektoren linearer Spannungen. Dazu verbinden wir die Enden der Phasenvektoren. Holen Sie sich Vektoren U A b= U A B, U vc = U Chr., U ca = U C A. Beachten Sie, dass die Netzspannungen des Empfängers gleich den Netzspannungen des Generators sind.

    Punkt N An Vektordiagramm, entsprechend dem Sternpunkt des Generators, liegt in der Mitte des Dreiecks der linearen Spannungen. In diesem Fall ist der Generator neutral N fällt mit dem Neutralleiter des Empfängers zusammen N. Im Allgemeinen ein Punkt N, der dem Neutralpunkt der Last entspricht, wird mit der Serifenmethode ermittelt. Die Stromvektoren werden in Bezug auf die entsprechenden Phasenspannungsvektoren aufgetragen, wobei die Phasenverschiebung zwischen ihnen berücksichtigt wird.

    Nachfolgend finden Sie Vektordiagramme für verschiedene Betriebsarten.

    (Abb. 8).

    Modus 2 Phasenausfall A (Abb. 9):

    Bei Ausfall der Phase A und gleicher Belastung der anderen beiden Phasen der Sternpunkt des Empfängers N bewegt sich in die Mitte der Netzspannung Ů BC . Z b und Z c wird in Reihe geschaltet und an die Netzspannung angeschlossen Chr. Spannungsabfall zwischen den Punkten A und N wird zunehmen, und die Phasenspannungen b und c wird gleich der Hälfte des Linearen Chr.


    Modus 3 Kurzschluss der Phase A (Abb. 9).

    Wenn Phase A geschlossen ist und die beiden anderen Phasen gleich belastet sind (d. h. wenn der Lastanfang von Phase A mit dem Nullpunkt der Last verbunden ist), wandert der Punkt n zum Punkt A. Die Phasenspannung Ů a wird Null, der Strom İ a steigt und die Phasenspannungen steigen b und c wird gleich linear.

    (Abb. 10).

    Widerstand, Z ein ≠ Z b≠ Z c, Empfängerphasenspannungen ein ≠ b≠ c tritt zwischen den Punkten N und n eine neutrale Vorspannung auf.

    4.1 Zunächst bilden wir ein Dreieck linearer Spannungen.

    4.2. Mit der Serifenmethode (Kompass oder Lineal) legen wir von jedem Scheitelpunkt die entsprechenden Vektoren der Phasenspannungen des Empfängers beiseite. Der Schnittpunkt der Bögen ergibt den Neutralpunkt des Empfängers N. Neutralpunkt des Generators N Lassen Sie es an seinem ursprünglichen Platz.

    4.3 Den Punkt verbinden N Und N. Dies ist der neutrale Vorspannungsvektor U nN (maßstabsgetreu).

    4.4 Wir bilden die Vektoren der Phasenlastströme. Wenn es sich bei der Last um Glühbirnen handelt, die als aktive Widerstände dargestellt werden können, gibt es keine Phasenverschiebung zwischen der Phasenspannung und dem Phasenstrom der Last. Daher verschieben wir die aktuellen Vektoren (auf einer Skala) entlang entsprechenden Phasenspannungsvektoren.

    ***) Im allgemeinen Fall ist es notwendig, die Phasenverschiebungen zwischen dem Strom und der entsprechenden Phasenspannung nach dem Ohmschen Gesetz in komplexer Form zu bestimmen und den Stromvektor mit einem Winkelmesser zu bilden.

    Modus 5. Ungleichmäßige Belastung mit Neutralleiter (Abb. 11).

    Bei Vorhandensein eines Neutralleiters entsprechen die Phasenspannungen des Empfängers den Phasenspannungen der Quelle A= A; B = B; C= C: