Трехфазная нагрузка соединена по схеме четырехпроводной звезды.
Трехфазная нагрузка соединена по схеме четырехпроводной звезды. Будут ли меняться линейные токи при обрыве нулевого провода в случае: а) симметричной нагрузки, б) несимметричной нагрузки?
1. а) будут, б) не будут.
2. а) будут, б) будут.
3. а) не будут, б) будут.
4. а) не будут, б) не будут.
3. а) не будут, б) будут.
Павел Ливанов
при схема «звезда» на сколько я знаю, текут тока фазные токи ибо контура для протекания линейных нету.
фазные при симметричной не меняются
а при нессиметричной поменяются конешь ибо буит напряжение смешения
Трехфазные цепи
При изучении электродинамики мы рассматривали только двухпроводные линии электрических цепей постоянного и переменного тока. Однако в силу целого ряда преимуществ на практике получили широкое применение цепи, в которых переменный электрический ток течет одновременно по нескольким проводам, но со сдвинутыми фазами колебаний.
Если в линии электропередачи действуют одновременно три переменных э. д. с, колебания которых сдвинуты друг по отношению к другу по фазе на угол 120°, то такую линию электропередачи называют трехфазной, а электрический ток — трехфазным.
Для получения трехфазного тока в синхронном генераторе размещают три обмотки 1, 2 и 3, плоскости которых повернуты друг по отношению к другу на угол 120°. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в обмотках при вращении ротора индуцируются переменные э. д. с. с одинаковыми частотами, но с фазами, сдвинутыми друг по отношению к другу на угол 120°.
В электротехнике термин фаза имеет два значения: понятие, характеризующее стадию периодического процесса, и наименование однофазных цепей, образующих многофазную систему.
В трехфазных системах токи (напряжения) фаз сдвинуты на одну треть периода, т.е. на 120°.
При вращении магнита в обмотках индуктируются ЭДС, сдвинутые во времени на 120°.
Ниже приведены выражения для ЭДС фаз А, В, С и их векторная диаграмма:
Соединение фаз звездой
Рассмотрим схему соединения звездой
— фазные напряжения (напряжения между началом и концом соответствующей фазы);
— фазные токи — токи в фазах приемника;
— линейные напряжения (напряжения между началами двух соседних фаз);
— линейные токи — токи в линиях.
Для схемы соединения звездой очевидно равенство фазных и линейных токов. Независимо от характера нагрузки:
Из векторной диаграммы при равномерной (симметричной) нагрузке следует:
При неравномерной (несимметричной) нагрузке
Между точками 0 и 01 возникает напряжение несимметрии.
При симметричной нагрузке
При несимметричной нагрузке напряжения фаз приемника неодинаковы по величине и по фазе.
Для обеспечения симметричной системы напряжений во всех фазах и независимой работы отдельных приемников используется схема звезда с нулевым проводом или четырехпроводная система.
Поскольку узлы соединены нулевым проводом, напряжение между ними равно нулю. При несимметричной нагрузке фазные и линейные напряжения остаются постоянными.
Четырехпроводная система позволяет получать одновременно два напряжения — фазное и линейное, например, 220 и 380 В.
Для определения начала и конца обмотки поступают следующим образом. Начало одной из обмоток совершенно произвольно обозначают А, конец — X. Затем к ней присоединяют вторую обмотку, и если при этом напряжение увеличилось, значит, обмотки соединены концами, а начала свободны. Начало второй обмотки обозначают В, конец — Y. Таким же образом находят начало С и конец Z третьей обмотки.
Одним из существенных преимуществ четырехпроводной линии электропередачи и соединения обмоток генератора звездой является возможность получения в линии двух разных напряжений одновременно: фазных и линейных.
При строго симметричной нагрузке суммарный ток в общем проводе четырехпроводной линии равен нулю.
Таким образом, при симметричной нагрузке можно было бы обойтись без нулевого провода в линии, так как ток по нему не течет. Однако создать абсолютно симметричную нагрузку практически невозможно и ток обычно в нулевом проводе всегда есть, но он значительно меньше тока в фазах.
Преимущества использования четырехпроводной линии и роль при этом нулевого провода выясняются из следующего простого эксперимента. Соединим звездой три лампы накаливания Л1, Л2, Л3, а в нулевой и один из фазных проводов включим амперметры. Если все лампы совершенно одинаковы (симметричная нагрузка), то амперметр покажет отсутствие тока в нулевом проводе, а все лампы при его включении и отключении не изменят своего накала.
Теперь заменим лампу Л1 другой, например лампой меньшей мощности, т. е. создадим в цепи несимметричную нагрузку. Окажется, что без нулевого провода лампа Л1 горит с перекалом, а две другие — с недокалом. Если же нулевой провод включить, то все три лампы будут потреблять номинальный для них ток и светиться нормальным для каждой из них накалом, но зато в нулевом проводе потечет электрический ток. Однако, как показывает опыт, сила тока в нулевом проводе всегда меньше, чем в фазных проводах. Это позволяет уменьшить сечение нулевого провода по сравнению с фазными.
Таким образом, в четырехпроводной линии трехфазного тока силы токов через нагрузки, включенные звездой, при постоянных напряжениях регулируются автоматически, что создает благоприятные условия для работы электрических цепей при неизбежных на практике несимметричных нагрузках.
Соединение нагрузки треугольником
Рассмотрим схему соединения треугольником.
Из схемы очевидно:
Для схемы соединения треугольником:
Векторная диаграмма токов
Связь между линейными и фазными токами:
В обмотках, соединенных треугольником, при строго синусоидальных э. д. с. и при отсутствии нагрузки (или при симметричной нагрузке) суммарная э. д. с. равна нулю и ток в них отсутствует. Однако если форма э. д. с. в обмотках отклоняется от синусоидальной или генератор нагружен несимметрично, то суммарная э. д. с. уже не равна нулю и по обмоткам течет ток, что крайне нежелательно.
Для симметричной трехфазной системы справедливы соотношения:
в схеме звездой
в схеме треугольником
Используя метод преобразования, всегда можно перейти от схемы соединения звездой к схеме соединения треугольником и наоборот. Преобразование будет эквивалентным, если режим работы остальной части электрической цепи не изменится, то есть токи, притекающие к узловым точкам, в той и другой схеме будут одинаковыми, а потенциалы соответствующих узлов будут равны. Эти два условия сводятся к тому, что сопротивления или проводимости между двумя узловыми точками должны быть равны.
Значения сопротивлений, согласно обозначениям на рисунке, при переходе от «звезды» к «треугольнику» и от «треугольника» к «звезде»
Пример расчета с преобразованием звезды в треугольник
Необходимо найти все токи I-?
Преобразовываем имеющуюся звезду в треугольник получим
Немного преобразуем (перерисуем) схему в другой более понятный вид
Произведем расчет сопротивлений при параллельном соединении
Схема примет вид
Отсюда эквивалентное сопротивление:
Проверим полученный результат с помощью баланса мощности, когда Ри источника мощности равна Рп мощности потребителя:
Переходим к первоначальной схеме
Проверим узел О по 1-му закону Кирхгофа
По балансу мощности цепи
Мощность трехфазной системы
В общем случае мощность трехфазного приемника равна сумме мощностей всех фаз:
Для симметричной системы:
Принимая: и учитывая сдвиг фаз токов и напряжений во времени на угол 120°, запишем:
Получили значение мощности, не зависящее от времени и постоянное на всем его протяжении. Система, в которой мощность не зависит от времени, называется уравновешенной.
Докажем справедливость данного утверждения.
, отсюда 
Подставим значение тока фазы В в уравнение для мощности и после ряда перестановок получим
где первое слагаемое — это показания первого ваттметра, а второе — показания второго. В случае, если угол между напряжением и током равен 0 (активная нагрузка), будем иметь одинаковые показания двух ваттметров.
Мощность равна сумме показания приборов независимо от характера нагрузки , так как:
а) при индуктивной нагрузке
б) при емкостной нагрузке
При симметричной нагрузке справедливы соотношения:
для схемы звездой
для схемы треугольником
Мощность при симметричной нагрузке:
Измерение мощности в трехфазной сети
Метод двух ваттметров для измерения мощности однородной трехфазной нагрузки представлен на рисунке. Для данной схемы независимо от соединения нагрузки можем записать:
По показаниям ваттметров при равномерной нагрузке можно определить угол нагрузки:
При симметричной нагрузке (модули и фазы сопротивлений нагрузки равны между собой) измерение мощности можно производить одним ваттметром, включенным на соответствующие фазное напряжение и фазный ток,
При несимметричной нагрузке требуется измерение тремя ваттметрами, включаемыми в каждую фазу.
Дополнительно по теме
- Понятие о многофазных источниках питания и о многофазных цепях
- Соединение звездой и многоугольником
- Симметричный режим трехфазной цепи
- Свойства трехфазных цепей
- Расчет симметричных режимов
- Расчет несимметричных режимов
- Напряжение на фазах приемника
- Эквивалентные схемы трехфазных линий
- Измерение мощности в 3-ф цепях
- Вращающееся магнитное поле
- Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
Помогите с тестом (Трехфазный ток)
Вопрос номер ОДИН:
Нагрузка соединена по схеме четырехпроводной цепи. Будут ли меняться фазные напряжения на нагрузке при обрыве нулевого провода: 1) симметричной нагрузки 2) несимметричной нагрузки?
1) да 2) нет
1) да 2) да
1) нет 2) нет
1) нет 2)да
Вопрос номер ДВА:
При соединении симметричной трёхфазной нагрузки «звездой» с нейтральным проводом нулевого сопротивления .
линейные и фазные напряжения равны
линейные напряжения опережают соответствующие фазные на угол 30 градусов
линейные токи в 2 раза больше фазных
линейные токи в 2 раза меньше фазных
линейные и фазные напряжения совпадают по фазе
Вопрос номер три:
При соединении трёхфазной нагрузки по схеме «звезда» при наличии нейтрального провода с нулевым сопротивлением .
фазные токи становятся одинаковыми по модулю
фазные токи оказываются сдвинутыми на угол 120 градусов независимо от нагрузки
активные мощности во всех фазах оказываются одинаковыми
напряжения на фазах нагрузки не зависит от величины и характера сопротивлений фаз
полные мощности во всех фазах оказываются одинаковыми
Вопрос номер четыре:
Угол сдвига между тремя синусоидальными ЭДС, образующими трехфазную симметричную систему составляет:
150 градусов
120 градусов
240 градусов
90 градусов
(тут по-моему должно быть 120 градусов)
Вопрос номер пять:
Чему равен ток в нулевом проводе в симметричной трёхфазной цепи при соединении нагрузки в звезду?
Номинальному току одной фазы
Нулю
Сумме номинальных токов двух фаз
Сумме номинальных токов трёх фаз
Вопрос номер шесть:
В трехфазную сеть с линейным напряжением 380 В включают трехфазный двигатель, каждая из обмоток которого рассчитана на220 В. Как следует соединить обмотки двигателя? Можно треугольником, можно звездой
Двигатель нельзя включать в эту сеть
Звездой
Треугольником
Вопрос номер Семь:
Линейный ток равен 2,2 А .Рассчитать фазный ток, если симметричная нагрузка соединена звездой. 2,2 А
1,27 А
3,8 А
2,5 Авопрос номер восемь:
В трехфазной цепи линейное напряжение 220 В, линейный ток 2А, активная мощность 380 Вт. Найти коэффициент мощности.
вопрос номер девять:
В симметричной трехфазной цепи линейный ток 2,2 А. Рассчитать фазный ток, если нагрузка соединена треугольником. 2,2 А
1,27 А
3,8 А
2,5 А
вопрос номер десять:
Может ли ток в нулевом проводе четырехпроводной цепи, соединенной звездой быть равным нулю? Может
Не может
Всегда равен нулю
Никогда не равен нулю
Дополнен 9 лет назад
Лучший ответ
Вопрос номер ОДИН 1) нет 2)да
Вопрос номер ДВА: линейные напряжения опережают соответствующие фазные на угол 30 градусов
Вопрос номер три: напряжения на фазах нагрузки не зависит от величины и характера сопротивлений фаз
Вопрос номер четыре: 120 градусов
Вопрос номер пять: Нулю
Вопрос номер шесть: Звездой
Вопрос номер Семь: 2,2 А
вопрос номер восемь: 1
вопрос номер девять: 1,27 А
вопрос номер десять: Может
Giorgio MПрофи (752) 9 лет назад
спасибо большое. хорошего Вам дня!
Илья Высший разум (374410) Лучшее спасибо — выбор лучшего ответа. Думаю. лучше меня вряд ли кто ответит. Посмотрим.. . ЗЫ а у меня ночь на дворе)
Методическая разработка урока по электротехнике «Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда».
Представленная методическая разработка учебного занятия для студентов специальности 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий предполагает продолжение работы по построению оптимальной модели обучения, которую отличает разумное сочетание педагогического управления с собственной инициативой, самостоятельностью и активностью студента. Данная модель играет важную роль в подготовке квалифицированных специалистов в области строительства, в формировании их профессиональных, личностных и социальных компетенций.
Методическая цель: Методика использования интерактивных технологий как фактор формирования профессиональных компетенций будущих специалистов.
Тип занятия: Урок применения знаний и умений.
Вид занятия: Лабораторная работа.
Технологии обучения: работа в группах и в парах
Формы организации учебной деятельности: работа в группах и в парах.
Методы и приемы обучения: выполнение лабораторной работы, тестирование.
Цели занятия:
1. Образовательные:
· Закрепление теоретических сведений о трехфазных системах
· Формирование навыков исследовательской работы;
· Подтверждение теоретических сведений о трехфазной системе, соединении потребителей по схеме звезда.
2. Воспитательные:
· Воспитание чувства товарищества, взаимовыручки, навыков общения в коллективе;
· Воспитание уверенности в собственных силах;
· Воспитание интереса к избранной профессии .
3. Развивающие:
· Развитие навыков групповой самоорганизации и сотрудничества;
· Развитие творческой активности;
· Развитие логического мышления (на основе усвоения студентами причинно-следственных связей, сравнительного анализа), способностей четко формулировать свои мысли.
· Развитие коммуникативных навыков.
Результаты обучения:
· выполнять расчеты электрических цепей;
· пользоваться приборами и снимать их показания;
· выполнять измерения параметров цепей постоянного и переменного тока.
· основы теории электрических и магнитных полей;
· методы расчета цепей постоянного и переменного тока;
· методы измерения электрических, неэлектрических и магнитных величин;
· схемы включения приборов для измерения тока, напряжения, энергии, частоты, сопротивления изоляции, мощности.
Междисциплинарные связи:
Обеспечение занятия:
Технические средства обучения :
· Лабораторный стенд « ЭЦ и ОЭ»;
· Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы №7 «Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда».
· Бланк выполнения лабораторной работы №7 «Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда».
1. Фуфаева Л. И. Электротехника. — М.:Академия, 2013. – 382с.
2. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Учебная лабораторная установка «Электрические цепи и основы электроники»: НПП «Учебная техника — Профи», 2013. -74 с.
Дополнительная
3. И.О. Мартынова «Электротехника» Учебник. Кнорус. Москва. 2015 г
[Электронный ресурс]. www. http//eleczon. Ru.
Ход занятия
I ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП
I .1 Приветствие.
I .2 Проверка готовности группы к занятию.
II АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ И МОТИВАЦИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Преподаватель: (Слайд 1) На прошлом уроке мы закончили теоретическую часть темы: «Трехфазные цепи переменного тока» раздела «Электрические цепи переменного тока», а теперь переходим к реализации его практической части. В стандартах нового поколения особое внимание уделяется формированию общих и профессиональных компетенций. Т.к. вы обучаетесь по специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий», то это обязывает вас быть компетентными в области электротехники, чтобы обеспечить надежную бесперебойную работу электрооборудования. Предположите, какова тема нашего сегодняшнего урока?( Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда)
Преподаватель: (Слайд 2) Итак, тема сегодняшнего урока обозначена. На предыдущих уроках мы изучали подобные темы и логика проектирования учебных задач вам должна быть знакома. Попробуйте сформулировать цели и задачи, которые мы с вами должны решить на данном занятии. Т.е. как вы думаете, что нам сегодня предстоит освоить, изучить, определить, доказать?
Преподаватель: (Слайд 3) Итак, цель урока:
1. Ознакомится с трехфазными системами, измерением фазных и линейных токов и напряжений;
2. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного потребителей;
3. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе;
4. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
Преподаватель: (Слайд 4) Задачи урока :
1. Собрать электрические схемы опытов;
2. Заполнить таблицы с результатами опытов и измерений;
3. Построить векторные диаграммы для всех проведенных опытов;
4. Сделать вывод о роли нейтрального провода в трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме звезда.
Преподаватель: Итак, мы с вами работаем в условиях научно – исследовательской лаборатории. Созданы три творческие группы.
Преподаватель: А теперь внимание, конкретизирую — правила работы сегодня на уроке:
а) информационный обзор.
б) выполнение лабораторной работы
в) обработка полученных данных.
(Слайд 5) А сейчас давайте повторим требования техники безопасности. Назовите, пожайлуста правило, которое вы определили как наиболее значимое? Отвечают. Я согласна с вами, но должна обратить ваше внимание на то, чтобы вы на мои провакационные вопросы отвечали правильно. Нет у нас менее или более важных требований. Соблюдение всех правил является обязательным условием
Переходим к первому этапу исследований. –«Информационному обзору». Вы получили задание : выполнить проектную работу. Каждая исследовательская творческая группа представит презентацию своего проекта, выполненного с учетом выданных рекомендаций. Если у кого возникнут вопросы , можете задать их выступающим. Послушаем презентацию первой группы – «Трехфазные системы», второй – «Соединение фаз генератора и приемника звездой», третьей – «Симметричная и несимметричная нагрузка потребителей».
5. Мне бы хотелось убедиться, что вы готовы к выполнению лабораторной работы № 7. Итак приступаем к тестированию 1 – я группа : 2 и 3 решают задачи, которые у вас имеются на столе в раздаточном материале.
Допуск к лабораторной работе №7:
1. Какое соединение называется звездой?
1) концы фаз соединяются в одну общую точку N ;
2) коней первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей фазы и конец третьей фазы с началом первой.
2. Каково соотношение между фазными и линейным токами 3-х фазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
1) U Ф = ;
3. Каково соотношение между фазными и линейным напряжениями 3-х фазного источника питания при соединении его обмоток по схеме звезда?
1) I Ф = ;
4. Чему равен ток в нулевом проводе в симметричной трехфазной цепи при соединении нагрузки в звезду?
1) номинальному току одной фазы;
2) сумме номинальных токов 2х фаз;
4) сумме номинальных токов 3х фаз;
5. Почему обрыв нейтрального провода четырехпроходной системы является аварийным режимом?
1) на всех фазах энергии напряжение падает
2) на всех фазах энергии напряжение возрастает
3) возникает короткое замыкание;
4) на одних фазах энергии напряжение падает, на других фазах энергии напряжение увеличивается
6. Линейный ток равен 2,2 А .Рассчитать фазный ток, если симметричная нагрузка соединена звездой.
7. Угол сдвига между тремя синусоидальными ЭДС, образующими трехфазную симметричную систему составляет:
8. Может ли ток в нулевом проводе четырехпроводной цепи, соединенной звездой быть равным нулю?
3) всегда равен нулю
4) никогда не равен нулю
9. Нагрузка соединена по схеме четырехпроводной цепи. Будут ли меняться фазные напряжения на нагрузке при обрыве нулевого провода при симметричной нагрузки?
10. Нагрузка соединена по схеме четырехпроводной цепи. Будут ли меняться фазные напряжения на нагрузке при обрыве нулевого провода при несимметричной нагрузки?
Преподаватель: А теперь главный этап нашей работы – экспериментальное исследование — лабораторная работа №7
Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей по схеме «звезда»
1. Цель работы:
Ознакомиться с трехфазными системами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и несимметричного трехфазного потребителя. Выяснить роль нейтрального провода в четырехпроводной трехфазной системе. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов.
Перечень минимодулей
Резистор 2 Вт 100 Ом
Резистор 2 Вт 120 Ом
Резистор 2 Вт 150 Ом
2. Порядок выполнения работы:
2.1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультиметров, набор минимодулей).
2.2. Включить модуль питания стенда (выключатель QF ). Установить на одном из мультиметров режим измерения переменного напряжения. Включить источник постоянного и трехфазного напряжений и измерить линейные и фазные напряжения трехфазного источника на холостом ходу. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить источники трехфазного и постоянного напряжений.
Измерено на клеммах источника питания