Nevyvážený režim   vznikajú pri nerovnakých odporoch (v ob- lasti aj v prírode) nákladu. V mestských elektrických sietí   Obzvlášť nebezpečné je rozbitie nulový vodič   s nerovnosťou odporov vo fázach.

Na obr. 1 je v zjednodušenej forme znázornený obvod na napájanie elektrických prijímačov s prierezom 0,4 kV. Linka je pripojená k sekundárne vinutie výkonový transformátor   T, pripojené v Y.

Obr. 1. Zjednodušený schéma napájania elektrických prijímačov linky 0,4 kV s drveným nulovým vodičom

Predpokladajme, že celkové vodivosti záťaže vo fázach prijímačov nie sú navzájom rovné:

Celkové vodivosti vo fázach sú vypočítané ako súčet vodivých prietokov naprieč všetkými úsekmi vedenia,

kde Y HB 1, Y HB 2, ... sú celkové vodivosti zaťažení H1, H2, ... vo fáze B.

Pre jednoduchosť predpokladáme, že všetky vodivosti vo fázach majú rovnaký charakter, to znamená cos φ = cos φ v = cos φ s = cos φ. Potom, ak je neutrálny vodič odpojený, napätie na jeho koncoch je

kde Ú A, Ú B, Ú C sú vektory fázových napätí zdroja energie.

Vektorový diagram   Napätie jedného z prípadov, keď je neutrálny vodič rozbitý, je znázornené na obr. 2.

Obr. 2. Vektorový diagram napätia pri zlomení nulového vodiča

V sieťach s napätím 0,4 kV sa často vyskytuje prípad skrat   fáza a nulové vodiče   Poistka nefunguje, ale neutrálny vodič spája napríklad v mieste pripojenia na neutrál transformátora (obrázok 3, a).

Obr. 3. Otvorte obvod v prípade skratu

Vektorový diagram napätí v tomto prípade má tvar znázornený na obr. 3b. Napriek tomu, že hviezda fázových napätí transformátora je symetrická, napätie v prijímačoch sa výrazne líši od normálneho napätia. V danom prípade sa na prijímače pripojené k fáze A nepoužíva žiadne napätie, pretože drôt tejto fázy je pripojený k neutrálnemu vodiču a fázy B a C sú pod lineárnym napätím 0,4 kV. Je zrejmé, že jednofázové prijímače týchto fáz budú poškodené, pretože v porovnaní s normálnym režimom sa ich napätia zvýšili o √3 ≈ 1,73 krát.

Je potrebné zdôrazniť, že vyváženie zaťažení vylučuje vzhľad neprijateľných napätí v jednofázových prijímačoch, keď je nulový vodič zlomený bez skratu fázových a nulových vodičov. Avšak v prípade skratu fázového a nulového vodiča, ak poistka zlyhá a poistka zlyhá, nie je možné vylúčiť poškodenie jednofázových prijímačov, namiesto toho posledného z ktoréhokoľvek miesta neutrálneho vodiča.

teda správnou voľbou   poistky (a automaty) znižujú pravdepodobnosť poškodenia jednofázových prijímačov v prípade nulového prerušenia drôtu.

Ak odpor fázy nie je rovnaký z   A ≠ z   B ≠ z   C fázových prúdov   budú tiež navzájom nerovné ja   A ≠ ja   B ≠ ja   C.

Napätia vo fázach sú distribuované priamo v závislosti od fázových odporov (čím väčší je odpor, tým väčší je pokles napätia).

Bod O môže obsadiť akúkoľvek pozíciu v trojuholníku ABC (Obrázok 3.9),

U   A ≠ U   B ≠ U   C ie. existuje fázová skosenie.

Obr. 3.9. Topografický vektorový diagram pre asymetrický režim

pri pripájaní spotrebičov k hviezdi

3.3.3. Zlomenie jedného lineárneho (fázového) vodiča v trojvodičovom trojfázovom obvode

Keď je odpojený jeden vodič, napríklad vodič A (obrázok 3.10, a), obvod sa zmení na jednofázový vodič so sériovým pripojením prijímačov. Ak Z   B = Z   C, potom U   B = U   C = 0,5 U   BC (obrázok 3.10, b). Bod O sa pohybuje nadol a rozdeľuje vektor U   Slnko na dvoch rovnakých častiach. Ak zmeráte napätie medzi neutrálom prijímača a riadkom A, bude to 1,5 U   F.

Obr. 3.10. Schéma ( a) a topografický vektorový diagram so zlomeným drôtom ( b)

3.3.4. Skrat jednej fázy v trojvodičovom trojfázovom okruhu

Ak je jedna z fáz, napríklad fáza A, skratovaná, potenciál bodu A sa rovná potenciálu bodu O, napätie fázy A je nulové U   A = 0, teda prúd fázy A je tiež nula: ja   A = 0 (obrázok 3.11, a). Fázy B a C sú napojené na sieťové napätie U   B = U   AB a U   C = U   CA.

Obr. 3.11. Schéma ( a) a topografický vektorový diagram ( b) so skratom fázy A

3.4. Trojvodičový trojfázový obvod pri pripájaní spotrebičov k trojuholníku

Ak spojíte začiatok jednej fázy s koncom druhého, dostanete spojenie v trojuholníku (Obrázok 3.12, a). Ako je zrejmé z diagramu, sieťové napätie sa rovná fázovému napätiu U   l = U   Φ a lineárne a fázové prúdy sa líšia

  čas

  , lineárny prúd sa rovná rozdielu dvojfázových prúdov:

Vektorový diagram (obrázok 3.12, b) ukazuje tri vektory lineárnych napätí

, ktoré sa nachádzajú v uhle 120 ° vzájomne voči sebe a vektory fázových a lineárnych prúdov. Hviezda fázových prúdov je pred hviezdou lineárnych prúdov v uhle 30 °, ale zaostáva za hviezdou fázových (lineárnych) napätí v uhle

Obr. 3.12. Schéma pripojenia spotrebiteľov v trojuholníku (a) a vektorový diagram reťazca (b)

Výpočet schémy trojuholníka je založený na Ohmovom zákone:

;

;

.

Úhly fázového posunu sa určujú zo známych vzorcov:

;

;

.

3.4.1. Symetrický režim prevádzky trojvodičového trojfázového obvodu

Vektorový diagram symetrického režimu prevádzky je znázornený na obr. 3.12, b.

Fázové odpory sú navzájom rovné z   AB = z   BC = z CA   v dôsledku toho sú fázové prúdy rovnaké ja   AB = ja   BC = ja   Káblov a prúdov ja   A = ja   B = ja   C.

3.4.2. Asymetrický režim prevádzky trojvodičového trojfázového obvodu

Odpor spotrebiteľských fáz nie je navzájom rovnaký z   AB ≠ z   BC ≠ z   CA preto nie sú rovnocenné s fázou ja   AB ≠ ja   BC ≠ ja   CA a lineárne ja   A ≠ ja   B ≠ ja   C prúdy.

Vektorový diagram je znázornený na obr. 3.13.

Obr. 3.13. Vektorový diagram režimu asymetrického zaťaženia pri pripájaní spotrebičov k trojuholníku

3.4.3. Zlomenie jedného lineárneho vodiča v trojvodičovom trojfázovom obvode

Pri odpojení jedného vedenia, napríklad drôtu A (obr. 3.14), sa obvod zmení na jednofázový vodič s predpísaným pripojením prijímačov. Prevádzkový režim prijímača Z   BC zostáva nezmenené. odpor Z   CA a Z   AB sú zapojené do série, ja   CA = ja   AB. Ak z   CA = z   AB, potom

.

Obrázok 3.14. Zlomenie lineárneho vodiča A v trojvodičovom trojfázovom okruhu pri pripojení spotrebičov v trojuholníku

3.4.4. Zlomenie jednej fázy v trojvodičovom trojfázovom obvode

Ak je jedna fáza, napríklad fáza AB (Obrázok 3.15) odpojená, prúd v ňom bude nulový ja   AB = 0, av ostatných dvoch fázach napätia n sa nemenia prúdy.

Obr. 3.15. Zlyhanie fázy AB v trojvodičovom trojfázovom okruhu pri pripájaní spotrebičov k trojuholníku

3.5. Sila trojfázového okruhu

Sila trojfázového obvodu sa skladá z právomocí jednotlivých fáz. Výkon každej fázy sa určuje analogicky s jednofázovými striedavými obvodmi (pozri 2.12). Takže napríklad výkon aktívnej fázy bez ohľadu na to, ako je spotrebič pripojený k hviezde alebo trojuholníku, je určený nasledujúcim vzorcom:

P   Φ = U   F ja   Φ · cos φ   F.

Aktívny výkon trojfázového okruhu:

P= P   A + P   B + P   S.

Reaktívny výkon jednej fázy:

Q   Φ = U   F ja   Φ · sin φ   F

a celý reťazec:

Q = Q   A + Q   B + Q   C.

Celkový výkon trojfázového okruhu:

.

Ak sú fázové sily rovnaké, potom

P = 3 P   Ф = 3 U   F ja   Φ · sin φ   F

Q = 3 Q   Ф = 3 U   F ja   Φ · sin φ   F.

Vzhľadom na vzťahy pre hviezdu:

   a ja   l = ja   F

a pre trojuholník

U   Φ = U   L a

,

pre symetrický trojfázový obvod môžeme napísať:

kde: U   - sieťové napätie; ja   - lineárny prúd;

φ   - uhol strihu medzi napätím a fázovým prúdom.

Jeden z najbežnejších prípadov asymetrického režimu trojfázového obvodu sa získa spojením fáz asymetrického prijímača s hviezdou bez neutrálny drôt   alebo s neutrálnym vodičom, ktorého komplexný odpor musí byť zohľadnený pri výpočte (obrázok 4, a).

Obvod znázornený na obrázku 4a má obvod dva neutrálne body: symetrický generátor N a asymetrický prijímač n - dva uzly obvodu. Na výpočet prevádzkového režimu používame vzorec intersticiálneho napätia. Vo vypočítanom trojfázovom systéme sa volá komplexná hodnota napätia medzi neutrálnymi bodmi prijímača a generátora napätie s neutrálnym skreslením, Toto napätie

. (11)

Berúc do úvahy

(12)

Obrázok 4

kde   - koeficient fázy, -

prepíšeme (11) vo formulári

. (13)

Fázové napätie prijímača je určené druhým zákonom Kirchhoffa:

(14)

Podľa Ohmovho zákona sú fázové prúdy a prúd v neutrálnom drôte rovnaké

Rozdelenie napätí medzi fázami asymetrického prijímača, ktorého fázy sú spojené hviezdou, je znázornené v potenciálnom diagrame (obrázok 4, c).

Pri konštrukcii potenciálneho diagramu sa nulový potenciál zvolí v neutrálnom bode N generátora, ktorý slúži ako referenčný bod. Z pôvodu sú vytvorené tri vektory fáza emf   generátor,. Konce týchto vektorov určujú zložité hodnoty potenciálov lineárnych drôtov a následne lineárnych napätí , ,   , So symetrickým prijímačom nie je žiadny neutrálny posun, tj neutrálny bod prijímača. Preto v diagrame sa potenciál neutrálneho bodu prijímača zhoduje s neutrálnym bodom generátora. na nevyvážený prijímač   posun neutrálu nie je nulový. Preto je potenciál neutrálneho bodu prijímača posunutý vzhľadom na potenciál neutrálneho bodu generátora, t.j. Zo stredu trojuholníka lineárnych napätí.

Zoberme si najjednoduchší prípad prijímača s odporom aktívnej fázy r a a r b = r c = r v neprítomnosti neutrálneho drôtu (obrázok 4, b). Fázová vodivosť b   a c   rovnaké: g b = g c = g = 1 / r, a vodivosť g a = 1 / ra fázy a   sa pohybuje od 0 do ∞. Za predpokladu, že g a / g = m, definujeme posun neutrality:

. (16)

Keď sa vodivosť ga pohybuje od nuly do nekonečna, faktor s EMF zostáva skutočnou hodnotou. V dôsledku toho sa predpätie napätia neutrálnej kondenzuje vo fáze s EMF pre m\u003e 1 a pre m< 1 их фазы отличаются на π (рис. 4,в). В частности, при размыкании фазы a, tj g a = 0 alebo r a → ∞ a m = 0, posunutie neutrálnej

V tomto prípade, fázové napätie   prijímač

(18)

Pre g a → ∞ alebo r a = 0, t.j. keď sú body a a n skratované, , .

Potenciál neutrálneho bodu prijímača môže byť posunutý mimo trojuholníka napájaním, keď je fáza vedenie prijímača, do hviezdy bez nulového vodiča sú rôzne povahy.

Pripojenie prijímačov v trojuholníku

Ako je zrejmé zo schémy znázornenej na obr. 1, a, každá fáza prijímača, keď je spojená trojuholníkom, je pripojená k dvom lineárnym vodičom. Preto bez ohľadu na hodnotu a povahu odporu prijímača sa každé napätie fázy rovná zodpovedajúcemu lineárnemu napätiu:

Ak neberiete do úvahy odpor sieťových vodičov, napätie prijímača sa môže považovať za rovnocenné sieťovému napätiu zdroja.

Aplikujúc prvý Kirchhoffov zákon na uzly bodov a, b, c určujeme vzťahy medzi lineárnymi a fázovými prúdmi:

Použitím získaných vzťahov a vektorom fázového prúdu nie je ťažké vytvoriť vektory lineárnych prúdov.

Pokiaľ ide o akúkoľvek fázu, všetky vzorce získané pre jednofázové obvody, Napríklad,

. (3)

Je zrejmé, že symetrické zaťaženie

(4)

Vektorový diagram fázových a lineárnych napätí ako aj fázových prúdov pre symetrické aktívne indukčné zaťaženie je znázornený na obr. 1, b. Na tom istom mieste sú v súlade s výrazmi (2) konštruované lineárne prúdové vektory. Z získaných výrazov a vektorového diagramu vyplýva, že symetrické zaťaženie symetrických systémov fázových a lineárnych prúdov existuje.

Vektory lineárnych prúdov často znázorňujú pripojovacie vektory zodpovedajúcich fázových prúdov, ako je znázornené na obr. 1, c.

Na základe vektorového diagramu

. (5)

Určiť kapacitu trojfázový prijímač   So symetrickým zaťažením je možné použiť vzorce získané pre hviezdicové spojenie.

Obrázok 1

Rovnako ako v zapojení do hviezdy, v prípade jednofázové prijímača Delta spojenie sa delia do troch približne rovnakých-pásme výkonu. Každá skupina je pripojená k dvom vodičmi, medzi ktorými je napätie, pri ktorom sa vodná fáza z ďalších dvoch napájacích napätí (obr. 2) v každej skupine prijímačov zapojených paralelne.

Obrázok 2

Fázové prúdy, uhly fázového posunu medzi fázovými napätiami a prúdmi, ako aj fázové sily možno určiť podľa vzorca (3). na asymetrické zaťaženie   fázové prúdy, uhly fázového uhla a fázové sily budú vo všeobecnosti odlišné.

Vektorový diagram pre prípad, keď je vo fáze - aktívny - induktívny a vo fáze sa - aktívny-kapacitný (obrázok 3, a) je znázornený na obr. 3, b. Konštrukcia vektorov lineárneho prúdu sa uskutočňuje v súlade s bodom (2).

Ak chcete určiť právomoci všetkých fáz, mali by ste použiť vzorce

Ak sú okrem fázových prúdov potrebné aj lineárne prúdy, problém by sa mal vyriešiť v komplexná forma, Na ten istý účel môžeme použiť vektorový diagram.

Pri riešení problému v komplexnej forme je najprv potrebné vyjadriť v zložitom tvare fázové napätie, ako aj celkovú fázovú odolnosť. Potom je ľahké určiť fázové prúdy podľa Ohmovho zákona.

Obrázok 3

Lineárne prúdy   sú určené fázou pomocou výrazov (2).

Na stanovenie fázových síl možno použiť aj integrovanú metódu. Napríklad fázový výkon ab   sú rovnaké