Соотношение между фазными и линейными напряжениями. Номинальные напряжения

Напряжение фаз нагрузки отличны от значения ЭДС генератора из-за падения напряжения на линии от генератора к потребителю. Длина этих линий может составлять несколько метров, а может и пару сотен метров, также возможна длина и в тысячи километров. Вопросы о падении напряжений на линиях электрических передач ЛЭП, снабжающих потребителей энергией электрической от электрических станций будут рассматриваться чуть позже, в последующих статьях. Для упрощения расчетов указанным значением падений напряжений можно пренебречь.

Соединение звездой

При принятых допущениях для соединенных источников звездой:

Схема соединения фаз звездой

применив второй закон Кирхгофа получим:

Напряжение при соединении источника звездой

Из выражения (1) можно сделать вывод, что при симметричной системе ЭДС генератора его фазные напряжения также симметричны, и, соответственно, их векторная диаграмма:

Векторная диаграмма фазных напряжений при соединении источника звездой

не будет отличатся от векторной диаграммы ЭДС:

Указание осей мнимых и действительных величин

Исходя из уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для контуров (схема соединения в звезда указана выше):

уравнения для контуров по второму закону Кирхгофа при соединении в звезду

Исходя из этих уравнений можно составить следующие уравнения, которые связывают линейные и фазные напряжения:

Соотношение между фазными и линейными напряжения

Использовав выражение (2) при наличии векторов фазных напряжений можно построить векторы линейных напряжений Uab, Ubc, Uca.

Исследовав векторную диаграмму при соединении звездой можно сделать вывод, что линейные напряжения будут равны и, как и фазные, сдвинуты друг относительно друга на угол 1200 или 2π/3. Векторы линейных напряжений чаще всего показывают как соединенные фазные направления:

Векторы линейных напряжений чаще всего показывают как соединенные фазные направления

Из этого следует:

Линейное напряжение

Соответственно такие же соотношение и между остальными фазными и линейными значениями:

Соотношение между фазным и линейным напряжением

Соединение треугольником

Выражения (1) будут правильны и при соединении в треугольник источника. Из формул (2) следует равенство фазных и линейных напряжений при соединении треугольником, и это можно представить в таком виде:

Соотношение между фазным и линейным напряжением при соединении треугольником

Или можно записать как Uл = Uф.

Векторная диаграмма при соединении треугольником для линейных и фазных напряжений:

Векторная диаграмма при соединении треугольником для линейных и фазных напряжений

Номинальные напряжения

Из выше перечисленного можно сделать такие выводы как – трехфазная сеть имеет два напряжения, а именно фазные и линейные. При соединении звездой линейные напряжения 1больше фазных, а при соединении треугольником равны. Этот фактор необходимо учитывать при подключении нагрузки, чтоб не произошло аварийных ситуаций и выхода оборудования из строя.

Линейные напряжения тоже сдвинуты друг относительно друга на угол 1200 или 2π/3.

Номинальные напряжения – напряжения, на которые рассчитываются потребители электроэнергии, и которые соответствуют их нормальной работе.

Наиболее распространенными напряжениями в сетях до 1000 В являются 380В, 220В, 127В. 380 В и 220 В наиболее распространены в промышленности, а 220 В и 127 В в бытовых электросетях. Также при четырехпроводной электросети (соединения звезда с нулевым проводом) существует возможность получения фазного напряжения, которые при линейном 380 В будут равны 2, а при линейном 220 В будут равны 3. Такое соединение дает плюс в виде возможности при наличии четырехпроводной сети производить подключение как трехфазных потребителей 380 В, так и однофазных с номиналом в 220 В.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *