חישוב מעגלים תלת פאזיים
שַׁרשֶׁרֶת זרם חילופין תלת פאזי מורכב מאספקת חשמל תלת פאזי, צרכן תלת פאזי וחוטי קו התקשורת ביניהם.
ספק תלת פאזי סימטרי יכול להיות מיוצג כשלושה ספקים חד פאזיים הפועלים באותו תדר עם אותו מתח ועם זווית פאזה בזמן של 120 מעלות. מקורות אלה יכולים להיות מחוברים לכוכב או לדלתא.
כאשר מחוברים בכוכב, ההתחלה המותנית של הפאזות משמשת לחיבור שלושה מוליכים ליניאריים A, B, C, וקצוות הפאזות מאוחדים בנקודה אחת, הנקראת הנקודה הנייטרלית של מקור הכוח (מחולל תלת פאזי או שנאי). לנקודה זו ניתן לחבר חוט נייטרלי N. דיאגרמת חיבור הכוכבים של מקור הכוח מוצגת באיור 1, א.
אורז. 1. דיאגרמות חיבור של שלבי אספקת החשמל: a - כוכב; ב - משולש
המתח בין קו למוליך נייטרלי נקרא פאזה ובין מוליכים קו נקרא קו (לפרטים נוספים ראו כאן – מתח קו ופאזה).
V צורה משולבת הערכים של הביטויים עבור מתחי הפאזה הם:
מתחי הקו המתאימים כאשר מחוברים לכוכב:
כאן Uf הוא מודול מתח הפאזה של מקור הכוח ו-Ul הוא מודול מתח הקו. במערכת תלת פאזית סימטרית, כאשר שלבי המקור מחוברים לכוכבים, יש קשר בין המתחים הללו:
כאשר השלבים מחוברים במשולש, ספקי הכוח הפאזיים מחוברים בסדרה בלולאה סגורה (איור 1, ב).
שלושה חוטים ליניאריים A, B, C מובאים מנקודות שילוב המקורות זה עם זה, הולכים לעומס. מאיור 1, ב, ניתן לראות שהיציאות של מקורות הפאזה מחוברות לחוטים ליניאריים, ולכן, כאשר שלבי המקור מחוברים במשולש, מתחי הפאזה שווים לליניאריים. במקרה זה, אין חוט ניטרלי.
ניתן לחבר עומס לאספקת תלת פאזי. מבחינת הגודל והטבע, עומס תלת פאזי יכול להיות סימטרי וא-סימטרי.
במקרה של עומס סימטרי, ההתנגדויות המורכבות של שלושת השלבים זהות, ואם ההתנגדויות הללו שונות, אז העומס אינו מאוזן. ניתן לחבר את שלבי העומס זה לזה על ידי כוכב או דלתא (איור 2), ללא קשר לסכימת חיבור המקור.
אורז. 2. טען דיאגרמות חיבור פאזה
חיבור הכוכב יכול להיות עם או בלי חוט ניטרלי (ראה איור 2, א). היעדר חוט ניטרלי מבטל את החיבור הנוקשה של מתח העומס למתח האספקה, ובמקרה של עומס פאזה א-סימטרי, מתחים אלו אינם שווים זה לזה.כדי להבחין ביניהן, הסכמנו להשתמש באותיות גדולות במדדי ייעוד האותיות של מתחי האספקה והזרמים, ובאותיות קטנות בפרמטרים הספציפיים לעומס.
האלגוריתם לניתוח מעגל תלת פאזי תלוי בסכימת חיבור העומס, בפרמטרים הראשוניים ובמטרת החישוב.
שיטת שני הצמתים משמשת לקביעת מתחי הפאזה עם עומס לא מאוזן המחובר לכוכבים ללא מוליך נייטרלי. לפי שיטה זו, החישוב מתחיל בקביעת המתח UN בין הנקודות הנייטרליות של האספקה לעומס, הנקרא מתח סטייה נייטרלי:
כאשר ya, yb, yc - ערכים מותרים של שלבי העומס המתאימים בצורה מורכבת
המתחים על פני השלבים של עומס לא מאוזן נמצאים מהביטויים:
במקרה המיוחד של חוסר איזון עומס, כאשר, בהיעדר מוליך נייטרלי, מתרחש קצר חשמלי באחד משלבי העומס, מתח ההטיה הנייטרלי שווה למתח הפאזה של האספקה של הפאזה שבה הקצר. התרחש.
המתח על הפאזה הסגורה של העומס הוא אפס, ובשני האחרים הוא שווה מספרית למתח הקו. נניח, למשל, שקצר חשמלי מתרחש בשלב B. מתח ההטיה הנייטרלי במקרה זה הוא UN = UB. ואז מתחי הפאזה על העומס:
זרמי פאזה בעומס, הם גם זרמי מוליכים קו לכל סוג של עומס:
במשימות בעת חישוב מעגלים תלת פאזיים, נלקחות בחשבון שלוש אפשרויות לחיבור צרכנים תלת פאזיים עם כוכב: חיבור לחוט ניטרלי בנוכחות צרכנים בשלושה פאזים, חיבור לחוט ניטרלי בהיעדר צרכנים באחד. של השלבים, וחיבור ללא חוט ניטרלי עם תרכובת קצרה באחד משלבי העומס...
בגרסה הראשונה והשנייה, מתחי הפאזה המתאימים של האספקה ממוקמים על שלבי העומס וזרמי הפאזה בעומס נקבעים על ידי הנוסחאות לעיל.
בגרסה השלישית, המתח של שלבי העומס אינו שווה למתח הפאזה של האספקה ונקבע באמצעות התלות
הזרמים בשני שלבים לא מקוצרים נקבעים על פי חוק אוהם, כשבריר מחלוקת מתח הפאזה בעכבה של הפאזה המתאימה. זרם הקצר נקבע באמצעות משוואה המבוססת על החוק הראשון של קירכהוףהידור עבור הנקודה הנייטרלית של העומס.
לדוגמא שלעיל של קצר חשמלי שלב B:
עבור כל סוג של עומס, ההספקים הפעילים והתגובתיים התלת-פאזיים שווים לסכום ההספקים הפעילים והתגובתיים של השלבים הבודדים, בהתאמה. כדי לקבוע עוצמות פאזה אלה, אתה יכול להשתמש בביטוי
כאשר Uf,Azf, הוא המכלול של המתח והמכלול של זרמים מצמודים בשלב העומס; Pf, Qf - כוח פעיל ותגובתי בשלב העומס.
הספק פעיל תלת פאזי: P = Pa + Pb + Pc
הספק תגובתי תלת פאזי: Q = Qa + Qb + Vc
הספק תלת פאזי לכאורה:
כאשר צרכנים מחוברים במשולש, המעגל מקבל את הצורה המוצגת באיור 2, ב. במצב זה, חיבור הפאזה של ספק הכוח המאוזן אינו רלוונטי.
מתחים בין קווי אספקת החשמל מזוהים בשלבי העומס. זרמי הפאזה בעומס נקבעים באמצעות חוק אוהם לקטע של מעגלAzf = Uf /zf, כאשר Uf - מתח פאזה בעומס (המתאים למתח הרשת של מקור הכוח); zf הוא ההתנגדות הכוללת של השלב המתאים של העומס.
זרמים במוליכים ליניאריים נקבעים על ידי זרמי פאזה המבוססים על החוק הראשון של קירכהוף עבור כל צומת (נקודות a, b, c) של המעגל המוצג באיור 2, ב:
