|
|
|
Глава 3. Производство, передача, распределение и использование электрической энергии
§ 3.6. Соединение обмоток генератора трехфазного тока
Соединение звездойПри соединении звездой (условное обозначение
Напряжения между каждым из линейных проводов и нейтральным проводом называются фазными напряжениями. Их действующие значения обозначаются соответственно UA, UВ, UС или в °бщем виде UФ. Напряжения между линейными проводами называются линейными напряжениями. Их действующие значения обозначаются соответственно UAB, UBC, UCA или в общем виде Uл. Установим соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении обмоток генератора звездой. Мгновенное значение линейного напряжения uAB между фазами А и В равно разности потенциалов между началами обмоток А и В: uAB = φА - φВ = (φA - φO) - φВ - φO) = uA - uB. (3.6.1) Аналогично uBC = uB - uС. (3.6.2) uCA = uC - uA. (3.6.3) Таким образом, линейные напряжения равны разности соответствующих фазных напряжений. При разомкнутом генераторе фазные напряжения uА, uВ, uС равны по модулю и противоположны по знаку соответствующим ЭДС еА, еВ, еС в его обмотках. Амплитуды фазных напряжений равны амплитуде ЭДС обмоток:
Аналогичные выражения можно получить для uВС и uСА. Отсюда видно, что при соединении обмоток генератора звездой линейные напряжения изменяются по гармоническому закону с той же частотой, что и фазные напряжения, а амплитуда колебаний линейного напряжения больше амплитуды колебаний фазного напряжения в √3 раз. Следовательно, действующее значение линейного напряжения при соединении звездой в √3 раз больше действующего значения фазного напряжения:
К этому же результату можно прийти, если построить векторную диаграмму для действующих значений фазных и линейных напряжений (рис. 3.16) с учетом того, что:
Соединение обмоток генератора треугольникомПри соединении обмоток генератора трехфазного тока треугольником (условное обозначение
При соединении треугольником три обмотки (фазы) генератора образуют замкнутый контур с весьма малым сопротивлением. Но полная ЭДС контура равна нулю:
Поэтому сила тока в обмотках ненагруженного генератора равна нулю. В справедливости равенства (3.6.7) можно убедиться, сложив векторы ЭДС на векторной диаграмме (рис. 3.18).
Опасно неправильное соединение обмоток генератора треугольником, когда, например, конец первой обмотки X соединен с началом второй обмотки В, но конец второй обмотки У соединен с концом третьей обмотки Z и начало третьей обмотки С соединено с началом первой обмотки А. В этом случае результирующая ЭДС не равна нулю (предлагаем вам доказать, что она по модулю равна удвоенному значению фазной ЭДС), что при малом сопротивлении обмоток генератора равносильно короткому замыканию. При соединении обмоток генератора треугольником для получения нужного линейного напряжения каждая фазная обмотка должна быть рассчитана на напряжение, в V3 раз большее, чем в случае соединения обмоток генератора звездой. Это приводит к удорожанию генератора, в связи с чем обмотки генератора обычно соединяются звездой. Соединение треугольником допустимо лишь при одинаковой или почти одинаковой нагрузке фаз. Иначе сила тока в замкнутом контуре обмоток окажется слишком большой, что опасно для генератора.
|
|
|