Файл: Н.М. Козлова Теоретические основы электротехники.pdf

10

ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

З а д а ч а №4

Известно, что обмотки трехфазных генераторов и трансформаторов могут быть соединены по схеме “звезда” или “треугольник”.

При соединении “звездой” для получения системы симметричных линейных напряжений одноименные выводы обмоток должны быть присоединены к одной точке, при схеме “треугольник” соединяются друг с другом разноименные выводы обмоток. Кроме разметки одноименных зажимов обмоток требуется определение порядка чередования фаз. Знание порядка чередования фаз необходимо, в частности, при включении на параллельную работу нескольких источников энергии и при подключении к трехфазным источникам асинхронных и синхронных двигателей, у которых направление вращения ротора зависит от порядка чередования фаз.

Обычно поступающие с завода–изготовителя генераторы и трансформаторы имеют маркировку выводов обмоток, но после ремонтных работ на этом оборудовании, как правило, требуется проверка правильности соединения обмоток и порядка чередования фаз.

Условие

Обмотки симметричного трехфазного генератора подсоединены к выводам клеммной коробки, схематичное изображение которой показано на рис. 4.1.

Для разметки зажимов используется вольтметр. При подключении вольтметра к зажимам 1–2, 3–6 и 4–5 его показания равны 220 В, при присоединении к другим выводам показания вольтметра равны нулю. Затем выводы 1, 3, 4 были соединены между собой, после чего вольтметр, поочередно подключаемый к выводам, показал на зажимах 2–5 380 В, а на зажимах 2–6 и 5–6 – 220 В.

Определить “начала” и “концы” обмоток и нарисовать схему соединения выводов обмоток при соединении обмоток генератора “звездой” и “треугольником”. Определить порядок чередования фаз.

12

Покажем это, определив напряжения на резисторах фазоуказателя при XС=R.

Напряжение между нейтральными точками фазоуказателя и генератора

Таким образом, напряжение на резисторе, подключенном к фазе В составляет 329 В, а на резисторе, подключенном к фазе С –

87,8 В.

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Почему при правильном соединении обмоток трехфазного генератора по схеме “треугольник” отсутствует ток в контуре “треугольника”?

2.Можно ли в схеме фазоуказателя заменить конденсатор резистором, катушкой индуктивности ?

3.Каковы будут значения напряжений на резисторах фазо-

указателя при XС >> R и при XС << R ?

З а д а ч а №5

Важным показателем качества электроэнергии является симметрия линейных напряжений трехфазных систем электроснабжения. Обычно несимметрия напряжений в конце ЛЭП вызывается подключением к сети мощных однофазных нагрузок, например, электрометаллургических агрегатов.

Несимметрия напряжений оказывает значительное влияние на работу некоторых видов потребителей электроэнергии. Так, питание асинхронных двигателей несимметричным напряжением вызывает повышенный нагрев их роторов и сокращение срока службы двигателей. Это вызвано тем, что магнитное поле, создаваемое ста-

13

тором двигателя, обмотки которого питаются несимметричным напряжением, может быть представлено в виде двух, вращающихся в противоположные стороны полей. При этом поле, которое вращается в сторону, противоположную вращению ротора, индуктирует в роторе вихревые токи значительной величины, которые и вызывают повышенный нагрев ротора.

Несимметрия напряжений оценивается величиной коэффициента несимметрии

номинальное значение линейного напряжения в симметричном ре-

жиме; а = e j1200 = − 0,5 + j0,5 3 - оператор поворота.

Согласно ГОСТу коэффициент несимметрии не должен превышать 2%.

Условие

Из-за неправильного соединения обмоток трехфазного трансформатора диаграмма линейных напряжений имеет вид, показанный на рис. 5.1. Определить величину коэффициента kнсм линейных

14

U! BC = 220 e− j600 В; U!CA = 380e j1500 В.

Тогда kнсм равен

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Чем может быть вызвана несимметрия напряжений в системе электроснабжения?

2. Почему при питании асинхронных двигателей несимметричным напряжением происходит повышенный нагрев их роторов?

МЕТОД СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

З а д а ч а №6

Условие

Из-за неправильного подключения обмоток трехфазного трансформатора с фазным напряжением Uф = 220 В, питающего

асинхронный двигатель, система линейных напряжений на зажимах двигателя имеет вид, показанный на рис.5.1. Определить фазные токи двигателя при соединении его обмоток по схеме “звезда”, если сопротивление токам прямой последовательности Z1 = j3 Ом, со-

противление токам обратной последовательности Z 2 = j1 Ом. Како-

вы будут токи при правильном соединении обмоток трансформатора ?

Решение

15

Фазное напряжение обратной последовательности

При правильном соединении обмоток трансформатора фазные напряжения образуют симметричную “звезду”, а фазные токи равны

Векторная диаграмма токов при неправильном и правильном соединении обмоток приведена на рис. 6.1.

+1

IC IA

IA

IC

IB

Рис. 6.1.