8.7 Короткое замыкание фазы приёмника

Короткое замыкание фазы приёмника является частым случаем неравномерной нагрузки фаз генератора.

Короткое замыкание одной из фаз приёмника при отсутствии нулевого провода аварии не вызывает, так как линейные напряжения сети воспринимаются двумя другими фазами. Так, например, при коротком замыкании фазы А напряжение в ней уменьшается до нуля, а напряжение двух других фаз становится равным линейным напряжениям, т.е. увеличиваются. Соответственно во столько же раз увеличиваются и значения тока этих фаз. При этом фазный ток увеличивается в три раза против нормального режима.

Комплексные значения напряжений в фазах приёмника в соответствии с выражением (8.2) равны:

(8.14)

Фазы напряжения на неповреждённых фазах стали линейными. Токи в фазах возрастут в раз.

8.8 Обрыв линейного провода

Если в трехфазной системе с нулевым проводом произойдёт обрыв одного линейного провода, то это вызовет исчезновение тока и напряжения в этой фазе. Напряжения на фазах не изменятся. Сила тока в нулевом проводе при обрыве фазы А ( ) будет равна .

Векторная диаграмма для этого случая изображена на рис.8.10,д.

При обрыве линейного провода в трехфазной системе без нулевого провода неповреждённые фазы оказываются соединёнными последовательно и подключенными к одному линейному напряжению. Так, например, при обрыве фазы А, неповреждённые фазы В и С распределяются пропорционально их сопротивлениям.

Векторная диаграмма для этого случая представлена на рис.8.10,е.

8.9 Соединение генератора и нагрузки треугольником

Соединение, выполненное треугольником, представляет собой такое включение фаз генератора или приёмника, при котором начало одной фазы соединяется с концом другой и т.д.

При соединении треугольником фазные напряжения равны линейным, а линейные токи равны геометрической разности двух фазных токов, подходящих к вершине треугольника.

Поэтому для положительных направлений сил тока, указанных на рис.8.11. справедливо:

рис.8.11.

; ; (8.15)

(8.16)

*При расчёте трехфазных электрических цепей принято использовать комплексную форму записи уравнений.

Фазные токи рассматриваются по известным линейным напряжениям и проводимостям фаз приёмника:

; ; (8.17)

8.10. Рассмотрим различные режимы работы трехфазной системы при соединении генератора и приёмника треугольником

рис.8.12.

Равномерная нагрузка фаз генератора.

При симметричной системе ЭДС генератора и равномерной нагрузке фаз ( ) действующие значения сил тока в фазах равны между собой, поэтому линейные токи в фазах равны между собой с фазными токами соотношением .

Векторная диаграмма напряжений и сил тока для этого случая на рис.8.12,а.

Неравномерная нагрузка фаз генератора.

При симметричной системе ЭДС генератора и неравномерной нагрузке фаз ( ) действующие значения сил тока в фазах пропорциональны их проводимостям в соответствии с выражением (8.17).

Векторная диаграмма напряжений и тока для этого случая приведена на рис.8.12,б.

Обрыв одной фазы приёмника.

При обрыве одной фазы приёмника сила тока в ней будет равна нулю. Силы тока двух других фаз не изменятся, также как и фазные напряжения. В линейном проводе, не связанном с оборванной фазой, сила тока не изменится. Линейные токи двух фаз станут равными фазным. В случае обрыва фазы ( ) получим:

; ;

Векторная диаграмма напряжений и тока для этого случая приведена на рис.8.12,в.

Обрыв двух фаз приёмника.

При обрыве двух фаз приёмника сила тока в них будет равна нулю. Сила тока в неповреждённой фазе не изменится. Сила тока в линейном проводе, подходящем к оборванным фазам, будет равна нулю, а величины тока в других линейных проводах будут равны фазным. Так, например, при обрыве фаз и ( ) получим:

; ;

Векторная диаграмма напряжений и сил токов в этом случае приведена на рис.8.12,г.

Обрыв линейного провода.

При обрыве одного линейного провода трехфазная система превращается в однофазную. Напряжение и сила тока в фазе, связанной с оборванным линейным проводом, равны нулю. Две другие фазы оказываются соединёнными последовательно и подключенными параллельно к первой фазе. Так, например, при обрыве линейного провода А фазы и , включённые последовательно, оказываются подключенными параллельно к фазе ВС, напряжение которой равно .

Векторная диаграмма напряжений и токов для этого случая показана на рис.8.12,д.

Выводы

1. Постоянство мгновенных значений мощности создаёт благоприятные условия для работы генераторов и двигателей с точки зрения их механической нагрузки, так как отсутствуют пульсации вращающего момента.

2. Передача энергии на дальние расстояния трехфазным током экономически более выгодна, чем переменным током с иным числом.

3. Элементы системы – трехфазный АД и трехфазный трансформатор – весьма просты в производстве, экономичны и надёжны в работе.