Рис. 46. Векторная диаграмма трехфазной цепи при соединении симметричной активно-индуктивной нагрузки «треугольником». Векторы линейных и фазных
токов выходят из одной точки
При симметричной нагрузке: |
|
I I IC IЛ ; |
(136) |
|
I I C IC I . |
|
(137) |
Как видно из векторной диаграммы, при симметричной нагрузке
I |
|
2I |
cos30 2I |
3 |
|
|
I |
|
. |
(138) |
||
Л |
3 |
|
||||||||||
2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Таким образом, при соединении «треугольником»: |
|
|
||||||||||
– всегда |
|
|
UЛ U ; |
|
|
|
|
|
|
(139) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
– при симметричной нагрузке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
IЛ |
|
I ; |
|
|
|
|
|
|
(140) |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||
– при несимметричной нагрузке для токов справедливы соотношения
(135).
Иногда при анализе трехфазной цепи с нагрузкой, соединенной «треугольником», используют топографическую векторную диаграмму, которую строят исходя из того, что U UЛ . При этом векторы фазных напряжений, равных линейным напряжениям, изображаются как стороны равностороннего треугольника (рис. 47).
IC
-IBC
ICA φ
UAB
-ICA
UСА IAB
φ IA
φ UBC
IBC
IB -IAB
Рис. 47. Топографическая векторная диаграмма трехфазной цепи при соединении симметричной активно-индуктивной нагрузки «треугольником».
Векторы напряжений образуют равносторонний треугольник
3.5.Мощность в трехфазных цепях
3.5.1.Мощность трехфазной цепи при любом характере нагрузки
Любую схему соединения нагрузки трехфазной цепи можно путем преобразований привести к эквивалентной схеме соединения
«звездой».
Трехфазная электрическая цепь состоит из трех однофазных цепей
(фаз), поэтому мощности трехфазной цепи можно определить суммой мощностей отдельных фаз.
Активная мощность трехфазной цепи
P P P PC , |
|
(141) |
|||||||
где РА, РВ, РС –активные мощности фаз А, В, С соответственно. |
|
||||||||
PА U I cos ; |
|
||||||||
PВ UВIВ cos В; |
|
(142) |
|||||||
|
|||||||||
P |
U |
С |
I |
С |
cos |
С |
, |
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|||
где U , UВ, UС – фазные напряжения; I , IВ, IС – фазные токи;
, В, С – углы сдвига по фазе между соответствующими фазными
напряжениями и фазными токами.
При симметричной нагрузке
P P PC UФIФ cos . |
(143) |
При этом условии с учетом выражений (127), (128), (139), (140) и (141) активная мощность трехфазной цепи
P 3UФIФ cos 3UЛIЛ cos . |
(144) |
|
Аналогичным образом |
определяются реактивная и полная |
|
мощности трехфазной цепи. |
|
|
Реактивная мощность трехфазной цепи |
|
|
Q Q Q QC , |
(145) |
|
где QА, QВ, QС –реактивные мощности фаз А, В, С соответственно.
QА U I sin ; |
|
|||||
QВ U |
ВIВ sin |
В; |
|
(146) |
||
|
||||||
Q U |
I |
С |
sin |
. |
|
|
С |
С |
|
С |
|
|
|
При симметричной нагрузке
Q Q QC UФIФ sin . |
(147) |
При этом условии с учетом выражений (127), (128), (139), (140) и (145) реактивная мощность трехфазной цепи
Q 3UФIФ sin |
3UЛ IЛ sin . |
(148) |
Полная мощность трехфазной цепи
S |
P2 Q2 . |
(149) |
Полная мощность при симметричной нагрузке
S 3UФIФ 3UЛ IЛ . |
(150) |
3.5.2. Измерение активной мощности в трехфазных цепях
Для измерения мощности трехфазной системы
А
В
N
C
* |
* |
|
|
применяют |
различные |
схемы |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
включения |
ваттметров. |
При |
||
|
|
|
симметричной |
нагрузке |
в |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
четырехпроводной |
цепи |
|||
|
|
|
|
|||||
|
Z |
Z |
|
|
|
|
||
|
активную |
мощность |
можно |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
измерить одним |
ваттметром, |
|||
|
|
|
|
включенным |
по |
схеме, |
||
Рис. 48. Измерение активной |
изображенной на рис. 48. |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
мощности одним ваттметром
А |
|
* |
|
* |
W |
|
|
В |
* |
|
|
* |
|
Z |
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
С |
* |
|
|
* |
Z |
Z |
|
|
W |
||
|
|
||
|
|
|
|
N |
|
|
|