Соединение элементов 3х фазной цепи звездой.

Наиболее распространены 3х фазные 4х проводные сети, с глухо заземленной нейтралью, т.е. нейтральная точка генератора или трансформатора присоединяется к заземлённому устройству.Встречаются 3х проводные сети с изолированной нейтралью у котор. центральная точка генератора или трансформатора не присоединена к заземленному устройству, или присоединена через аппараты с большим сопротивлением. Обычно, такие сети применяются для при повышенной электробезопасности. Рассм. 4х проводную сеть, соединение элементов звездой.

; ; .

Выполняется условие: ,

.

 

Векторная диаграмма - для индуктивной нагрузки (индуктивный характер): -ток в нейтральном проводе. . В случае симметричного приёмника, ток в нейтральном проводе=0, и следовательно он не нужен. 3х фазные цепи при соединение фаз приёмника звездой, соединяются без нейтрального провода наз. 3х проводные. В такую 3х проводную цепь можно включать лишь симметричные приёмники, нап-р: индуктивные электрич. цепи, 3х фазные двигатели, и т.д. Их проводные цепи включают однофазные и не симметричные приёмники между одной из фаз и нейтрального, где фазные напряжения одни и те же, а токи м.б. разные. Важным преимуществом 4х проводной цепи явл. то, что при изменении режима работы 1ой из фаз, режим работы др. не изменяется. Для не симметричного режима ток, в нейтрале будет ≠0, т.к. векторы токоа не будут представлять собой симметричную картину. В 4х проводной цепи может возникнуть напряжение между нейтралами, если произойдет обрыв нейтрального провода. В этом случае напряжение на фазах может значительно превышать номинальное, что может привести к выходу однофазных приборов со строя, включённых в такую сеть. Поэтому в нейтральный провод не включают не выключатели, не предохранители. При соединении приёмников звездой, токи фазные =.

 

Соединение элементов 3х фазной цепи треугольником.

Кроме 4х проводной цепи независимости режима работы отдельных фаз, обеспечивает 3х проводная цепь при соединении фаз приёмника треугольником, однако, необходимо помнить, что в этом случае, на приёмнике подаётся не фазные напряжения, а линейные.

При соединении приёмников звездой, токи фазные были =. При соединении приёмников треугольником, это не выполняется, т.е. фазные токи источника ≠ линейным. Применим I з-н Киргофадля узла а, получим:

 

.

Если подключили симметричный приёмник, а именно: , то очевидно, что сдвиги фаз между током и напряжением в каждой фазе будут =, как и = токи .

; ; . .

 

 

Активная, реактивная полная мощность в трёхфазных приёмников (симметричных).

Для соединения звездой.

Присимметричнойсистеменапряжений (U_a = U_b = U_c = U_Ф) исимметричнойнагрузке (I_a = I_b = I_c = I_Ф; φ_a = φ_b = φ_c = φ) фазныемощностиравны P_a = P_b = P_c = P_Ф = U_Ф I_Ф cos φ; Q_a = Q_b = Q_c = Q_Ф = U_Ф I_Ф sin φ.

Активная мощность симметричного трехфазного приемника

(3.29)

P = 3 P_Ф = 3 U_Ф I_Фcos φ.

Аналогично выражается и реактивная мощность

(3.30)

Q = 3 Q_Ф = 3 U_Ф I_Фsin φ.

Полная мощность

(3.31)

S = 3 S_Ф = 3 U_Ф I_Ф.

Отсюда следует, что в трехфазной цепи при симметричной системе напряжений и симметричной нагрузке достаточно измерить мощность одной фазы и утроить результат.

Для соединения треугольником.

При соединении фаз симметричного приемника звездой U_Ф = U_Л / , I_Ф = I_Л, при соединении треугольником U_Ф = U_Л, I_Ф = I_Л / . Поэтому независимо от схемы соединения фаз приемника активная мощность при симметричной нагрузке определяется одной и той же формулой

(3.38)

P = U_Л I_Лcos φ.

где U_Л и I_Л – линейное напряжение и ток; cos φ – фазный.

Обычно индексы "л" и "ф" не указывают и формула принимает вид

(3.39)

P = U I cos φ.

Соответственно реактивная мощность

(3.40)

Q = U I sin φ.

и полная мощность

(3.41)

S = U I.

При этом надо помнить, что угол φ является углом сдвига фаз между фазными напряжением и током, и, что при неизмененном линейном напряжении, переключая приемник со звезды в треугольник его мощность увеличивается в три раза:

Δ P = Υ 3P.

 

Электрические аппараты

Электрическими аппаратами (ЭА) называются электротехнические устройства для управления потоками энергии и информации, режимами работы, контроля и защиты технических систем и их компонентов.

 

Электрические аппараты в зависимости от элементной базы и принципа действия разделяются на три группы:

электромеханические

Основным признаком электромеханических аппаратов является наличие в них подвижных частей. У многих типов электромеханических аппаратов одной из подвижных частей является контактная система, осуществляющая коммутацию электрической цепи.

статические

Статические аппараты выполняются на основе электронных компонентов диодов, тиристоров, транзисторов и др.), а также управляемых электромагнитных устройств (магнитных усилителей, дросселей насыщения и др.). Аппараты этого вида, как правило, относятся к силовым электронным устройствам, так как обычно используется для управления потоками электрической энергии, а не информации.

гибридные

Представляют собой комбинацию электромеханических и статических аппаратов.

 

Основные виды электрических аппаратов

Классификация электрических аппаратов может быть проведена по разным признакам, например:

по напряжению: низкого (до 1000 В) и высокого от единиц до тысяч киловольт напряжения;

значению тока: слаботочные (до 5 А) и сильноточные (от 5 А до сотен килоампер);

роду тока: постоянного и переменного;

частоте источника питания: с нормальной (до 50 Гц) и повышенной (от 400 Гц до 10 кГц) частотой;

роду выполняемых функций: коммутирующие, регулирующие, контролирующие, измеряющие, ограничивающие по току или напряжению, стабилизирующие;

исполнению коммутирующего органа: контактные и бесконтактные (статические), гибридные, синхронные, бездуговые.

 

Электрические аппараты высокого напряжения (АВН)

По функциональному признаку АВН делятся на следующие виды:

коммутационные аппараты (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители);

измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения, делители напряжения);

ограничивающие аппараты (предохранители, реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений);

компенсирующие аппараты (управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы);

комплектные распределительные устройства.

 

Электрические аппараты управления и распределительных устройств низкого напряжения

Аппараты управления предназначены для управления режимом работы электрооборудования и подразделяются на следующие виды:

контакторы;

пускатели;

контроллеры;

электрические реле управления;

командоаппараты;

рубильники;

электромагниты управления;

электроуправляемые муфты.

 

Аппараты распределительных устройств предназначены для защиты электрооборудования в различных аварийных режимах (токи перегрузки и короткого замыкания, недопустимое снижение напряжения, токи утечки на землю при повреждении изоляции, обратные токи и т. п.). Эти аппараты подразделяются на автоматические выключатели и низковольтные предохранители.

 

Конструктивно законченные электротехнические компоненты: электрические разъёмы (розетка, вилка), пускорегулирующие аппараты светотехники, генераторы импульсов спец. формы, блоки контроля параметров сетевого напряжения и др.

Электрические аппараты автоматики

Для реализации электрических аппаратов автоматики используются разнообразные физические принципы. По назначению они классифицируются следующим образом:

первичные преобразователи (датчики);

распределители (коммутаторы);

сумматоры, логические элементы, регулирующие органы;

исполнительные аппараты (электрические реле автоматики, электрогидровентили, электрогидрокраны, электроклапаны, магнитные опоры и подвесы, задвижки, толкатели и др.);

электричекие реле автоматики (герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы) и др.).

релейные аппараты с механическим управлением (входом) и электрическим выходом (кнопки, ключи, клавиатуры, тумблеры, микровыключатели).