Файл: Лебедев, Н. Н. Электротехника и электрооборудование учеб. пособие [для монтаж. и строит. спец. техникумов].pdf

н о е н а п р я ж е н и е действует между любыми двумя линейными проводами (см. рис. 5.3, б и е). Оно обозначается через и л . Ф а з н ы й т о к течет по фазе генератора или нагрузки, линейный ток—по л и- н е й н о м у проводу.

Существуют определенные соотношения между фазными и линей­

величины напряжения в сетях трехфазного тока до 1000 В линейные — 220, 380 и 660 В; фазные — 127, 220 и 380 В. Кроме того, установлены малые напряжения однофазного тока: 12, 24 и 36В (в основном для переносных ламп и электроинструмента). В качестве примера практи­ ческого применения схемы звезда с нулевым проводом на рис. 5.5 дана схема подачи электрической энергии для освещения жилых квартир (жилого дома). На схеме рисунка видно, что по лестничной клетке дома прокладывается четырехпроводиая линия с линейным напряжением

380 В и фазным 220 В, (220 • 1,73 = 380). Дом имеет 3 этажа,

лампы в каждой из квартир включаются на фазное напряжение 220 б. Именно такая схема (с напряжениями 380/220 В) рекомендована Правилами устройства электроустановок для электроснабжения жилых домов во всех новых городах и районах новой застройки.

Как видно из схемы, предохранители в квартирах ставятся и на линейном, и на нулевом проводе, а на магистрали (провода А, В, С, О) — только в линейных проводах. Это объясняется тем, что наличие

79

предохранителей на нулевом проводе магистрали при перегорании пре­ дохранителя может привести к перегоранию одной части ламп в доме и к плохому свечению другой части ламп. Допустим , что в осветитель­ ной установке, выполненной по схеме рис. 5.5, включены в квартире № 1 одна лампа и в квартире № 2 три лампы, а в квартире № 3 лампы были выключены. Соответствующим расчетом можно показать, что при отключении нулевого магистрального провода лампы в квартире № 2 будут находиться под напряжением 95 В, т. е. будут едва светиться,

А В С О

ф ф фгш

будет гореть с большим перенакалом и через короткий промежуток вре­ мени перегорит.

Кроме рассмотренных схем, в трехфазной системе может быть также осуществлена схема соединения в «треугольник». Для этого конец каж­

Приемники электрической энергии могут быть включены в трех­ фазную сеть как при соединении в звезду, так и в треугольник незави­ симо от того, как соединены обмотки генератора.

во

§ 5.3. Мощность и работа трехфазного тока

Активная мощность трехфазного тока равна сумме мощностей всех трех фаз, а именно:

Отсюда при равномерной нагрузке фаз активная мощность трехфазной системы

где Рф — активная мощность одной фазы, кВт; £/ф — фазное напряжение, В; /ф — ток фазный, А;

costp — косинус угла сдвига фаз мажду фазным напряжением и фаз­ ным током.

Пользуясь соотношениями (5.1) и (5.2), можно выразить в формуле (5.4) произведение и ф1ф через линейные значения напряжения и тока. После несложных преобразований можно убедиться, что для любого соединения трехфазной системы, как в звезду, так и в треуголь­ ник, оказывается справедливым равенство:

Отсюда формула (5.4) может быть переписана в следующем 8иде:

Р = 3 - y f Ua / л cos ф = / 3 и яЧл cos ф = 1,73 U„ /л cos ф.

В таком преобразованном виде формула широко применяется для оп­ ределения активной мощности, развиваемой трехфазным током при равномерной нагрузке фаз. При этом индексы «л» в ней обычно не пи­ шут: под буквенными обозначениями U и / подразумевают в данном случае линейные значения напряжения и тока. Таким образом, фор­ мула окончательно принимает вид:

Соответственно реактивная и полная мощности трехфазной системы определяются соотношениями:

где U и / — линейные напряжения и ток. Формулы (5.7) и (5.8) от­ носятся к системе с равномерной нагрузкой фаз.

Связь между активной, реактивной и полной мощностями трехфаз­ ной системы остается той же, что и для цепей однофазного тока:

81

Расход активной энергии в цепи трехфазного тока (кВт • ч), равный работе тока за данное время, определяется так же, как в цепях одно­ фазного тока, а именно:

§ 5.4. Потери энергии и напряжения в трехфазной линии

При передаче энергии переменным током (так же, как и при постоян­ ном токе) потери энергии в проводах линии в соответствии с законом

Потери напряжения в проводах при переменном токе определяются сложнее, чем при постоянном токе. Как известно, падение напряжения в одном проводе линии постоянного тока равно произведению /г, а потери напряжения в линии равны сумме падений напряжения в двух проводах, т. е. составляют 21г.

При переменном токе падение напряжения в одном проводе линии зависит от активного и реактивного его сопротивления. Падение напря­ жения в активном сопротивлении равно IRnp, а в реактивном — Л*/. ,

где /?пр и xL — активное и реактивное сопротивления провода. Обе

эти величины складываются геометрически так, что падение напряже­ ния в одном проводе линии переменного тока составляет:

Потеря же напряжения в линии переменного тока, т. е. арифмети­ ческая разница между напряжением в начале и в конце линии, зави­ сит не только от сопротивления проводов, но и от коэффициента мощ­ ности cos ф, при котором происходит передача энергии по линии (ины­ ми словами, зависит от коэффициента мощности потребителей энергии, которых питает данная линия ). Чем меньше cos ф, тем больше потери напряжения. Векторные диаграммы линии переменного тока, по ко­ торым графически определяют потери напряжения при различных

82