Kolmefaasiliste ahelate ühendusskeemid elektrivõrkudes

Kolmefaasiliste võrkude eelised, mis tagavad nende laia leviku, on ilmsed:

• energia edastatakse kolme juhtme kaudu pikkade vahemaade tagant säästlikumalt kui siis, kui faase oleks vähem;

• sünkroongeneraatorid, asünkroonmootorid, kolmefaasilised trafod — lihtne valmistada, ökonoomne ja töökindel;

• Lõpuks on kolmefaasilisel vahelduvvoolusüsteemil võime pakkuda (ja võtta) pidevat hetkevõimsust sinusoidse voolu perioodi jooksul, kui kolmefaasilise generaatori koormus on kõigis faasides sama.

Vaatame, millised põhilised kolmefaasilised ahelad eksisteerivad elektrivõrkudes.

Kolmefaasilise vahelduvvoolugeneraatori mähiseid saab üldjuhul ühendada erinevatel viisidel koormustega. Seega oleks kõige ökonoomsem viis ühendada generaatori iga faasiga otse eraldi koormus, pikendades iga koormuse jaoks kaks juhet. Kuid selle lähenemisviisi korral on ühendamiseks vaja kuut juhtmest.

See on materjalikulu mõttes väga raiskav ja ebamugav.Materjali kokkuhoiu saavutamiseks ühendatakse kolmefaasilise generaatori mähised lihtsalt "tähe" või "kolmnurga" ahelasse. Selle juhtmestiku lahendusega saadakse maksimaalselt 4 ("nullpunktiga täht" või "kolmnurk") või minimaalselt 3.

Kolmefaasiline generaator on diagrammidel kujutatud kolme mähise kujul, mis asuvad üksteise suhtes 120 ° nurga all. Kui generaatori mähiste ühendamine toimub vastavalt "tähe" skeemile, siis on mähiste sama nimega klemmid ühendatud ühes punktis (generaatori nn nullpunkt). ). Nullpunkt on tähistatud tähega «O» ning mähiste vabad klemmid (faasiklemmid) on tähistatud tähtedega «A», «B» ja «C».

Kui generaatori mähised on omavahel ühendatud "kolmnurga" skeemi järgi, siis esimese mähise ots on ühendatud teise mähise algusega, teise mähise lõpp - kolmanda algusega, kolmanda lõpp - esimese alguseni - kolmnurk on suletud. Geomeetriliselt on EMF-i summa sellises kolmnurgas null. Ja kui koormus pole üldse ühendatud klemmidega «A», «B» ja «C», ei liigu vool läbi generaatori mähiste.

Selle tulemusena saame viis põhiskeemi kolmefaasilise generaatori ühendamiseks kolmefaasilise koormusega (vt jooniseid). Ainult kolmel neist joonistest näete tähega ühendatud kolmefaasilist koormust, kus koormuse kolm otsa on ühendatud ühes punktis. Seda punkti koormustähe keskel nimetatakse "koormuse nullpunktiks" ja see on tähistatud "O"-ga.

Koormuse ja generaatori nullpunkte ühendavat juhti nimetatakse sellistes ahelates neutraaljuhiks. Nulljuhtme vool on tähistatud kui "Io".Voolu positiivse suuna jaoks võetakse tavaliselt suund koormusest generaatorisse, see tähendab punktist «O» punkti «O».

Juhtmeid, mis ühendavad generaatori klemmide punkte "A", "B" ja "C" koormusega, nimetatakse liinijuhtmeteks ja ahelaid vastavalt: täht-täht nulljuhtmega, täht-täht, täht-kolm, kolmnurk- delta, delta-täht - ainult viis põhiskeemi kolmefaasiliste ahelate ühendamiseks elektrivõrkudes.

Lineaarjuhtide kaudu voolavaid voolusid nimetatakse lineaarseteks vooludeks ja tähistatakse Ia, Ib, Ic. Liinivoolu positiivse suuna jaoks võetakse tavaliselt suund generaatorist koormusele. Liinivoolude mooduli väärtused tähendavad Il reeglina ilma lisaindeksiteta, kuna sageli juhtub, et kõik liinivoolud vooluringi suurus on võrdsed. Kahe lineaarjuhi vaheline pinge on lineaarpinge, mida tähistatakse Uab, Ubc, Uca või, kui me räägime moodulist, kirjutavad nad lihtsalt Ul.

Iga generaatori mähist nimetatakse generaatorifaasiks ja iga kolmefaasilise koormuse kolme osa nimetatakse koormusfaasiks. Generaatori faaside ja vastavalt ka koormuste voolusid nimetatakse faasivooludeks, mida tähistatakse kui. Generaatori faaside ja koormusfaaside sisepingeid nimetatakse faasipingeteks, neid tähistatakse Uf.

Kui generaatori mähised on ühendatud «tähega», siis on liinipinged absoluutväärtuselt 3 korda (1,73 korda) kõrgemad kui faasipinged. Selle põhjuseks on asjaolu, et liinipinged muutuvad geomeetriliselt võrdkülgsete kolmnurkade alusteks, mille teravnurk on 30°, kus jalad on faasipinged.Pange tähele, et madalate kolmefaasiliste pingete jada: 127, 220, 380, 660 - saadakse lihtsalt eelmise väärtuse korrutamisel 1,73-ga.

Kui generaatori mähised on ühendatud "tähega", siis ilmselt võrdub liini vool faasivooluga. Aga mis juhtub pingetega, kui generaatori mähised on kolmnurgaga ühendatud? Sel juhul võrdub võrgupinge iga faasi ja koormuse iga osa faasipingega: Ul = Uf. Kui koormus on tähega ühendatud, võrdub liini vool faasivooluga: Il = Kui.

Kui koormus on ühendatud vastavalt "delta" skeemile, valige voolude positiivse suuna jaoks delta möödaviigu päripäeva. Määramine tehakse vastavate indeksite järgi: millisest punktist vool voolab ja millisesse punkti see voolab, näiteks Iab on voolu tähistus punktist "A" punkti "B".

Kui kolmefaasiline koormus on ühendatud deltaga, ei ole liinivoolud ja faasivoolud üksteisega võrdsed. Seejärel tuvastatakse liinivoolud faasivoolude abil Kirchhoffi esimese seaduse järgi: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.