ÜÇ FAZ NETWORKS

TINACloud-i çağırmaq üçün aşağıdakı nümunəvi sxemləri vurun və ya vurun və İnteraktiv DC rejimini Online onları təhlil etmək üçün seçin.
TINACloud-a nümunələri düzəltmək və öz sxemlərinizi yaratmaq üçün aşağı qiymətə çıxın

İndiyə qədər araşdırdığımız alternativ cərəyan şəbəkələri evlərdə elektrik şəbəkəsi elektrik şəbəkələrini modelləşdirmək üçün geniş istifadə olunur. Bununla birlikdə, sənaye istifadəsi üçün və həmçinin elektrik enerjisi istehsalı üçün a şəbəkə AC generatorlarının təsiri daha effektivdir. Bu, bir faza bucaq fərqi olan bir sıra eyni sinusoidal generatorlardan ibarət polifaz şəbəkələri tərəfindən həyata keçirilir. Ən çox yayılmış polifaz şəbəkələri iki və ya üç fazalı şəbəkələrdir. Burada müzakirəimizi üç fazalı şəbəkələrlə məhdudlaşdıracağıq.

Qeyd edək ki, TINA, Ulduz və Y düymələri altında Xüsusi komponent alətlər çubuğunda üç fazalı şəbəkələrin çəkilməsi üçün xüsusi vasitələr təqdim edir.

Üç fazalı bir şəbəkə üç tək fazalı və ya sadə bir AC dövrə xüsusi bir əlaqə olaraq görülə bilər. Üç fazalı şəbəkələr hər biri eyni amplituda və tezliyə malik olan və bitişik şəbəkələr arasında 120 ° faza fərqi olan üç sadə şəbəkədən ibarətdir. 120V-də voltajın vaxt diaqramı_eff sistem aşağıdakı diaqramda göstərilir.

TINA'nın Phasor Diaqramından istifadə edərək bu voltajları fazlarla da təmsil edə bilərik.

Bir fazalı sistemlərlə müqayisədə üç fazalı şəbəkələr üstündür, çünki həm elektrik stansiyaları, həm də ötürmə xətləri eyni gücün ötürülməsi üçün daha incə keçiricilər tələb edir. Üç gerilimdən birinin həmişə sıfır olmaması səbəbindən, üç fazalı avadanlıq daha yaxşı xüsusiyyətlərə malikdir və üç fazalı mühərriklər heç bir əlavə dövrə olmadan öz-özünə başlayır. Düzəldilmiş gerilimdə dalğalanmanın azalması səbəbindən üç fazalı voltajı DC (rektifikasiya) halına gətirmək daha asandır.

Üç fazalı elektrik şəbəkələrinin tezliyi ABŞ-da 60 Hz, Avropada 50 Hz-dir. Tək fazalı ev şəbəkəsi sadəcə üç fazalı bir şəbəkədən gələn voltajlardan biridir.

Praktikada üç mərhələ iki yoldan birinə bağlıdır.

1) The Wye neytral terminalı yaratmaq üçün hər bir generatorun və ya yükün mənfi terminallarının bağlı olduğu Y-bağlantısı. Bu, üç telli bir sistemlə nəticələnir və ya neytral bir tel təmin olunarsa, dörd telli bir sistem.

V_p1,V_p2,V_p3 jeneratörlerin gerilimləri çağırılır faza gərginlik, V_L1,V_L2,V_L3 hər iki bağlayıcı xətt arasında (lakin neytral tel istisna olmaqla) deyilir xətt voltajlar. Eynilə, mən də_p1,I_p2,I_p3 generatorlar axını çağırılır faza cərəyanlar isə cərəyanlar I_L1,I_L2,I_L3 bağlayıcı xətlərdə (neytral tel istisna olmaqla) deyilir xətt cərəyanlar.

Y-bağlantısında, faza və xətt cərəyanları açıq şəkildə eynidır, ancaq xətt voltajları faz voltajlarından daha böyükdür. Balanslaşdırılmış vəziyyətdə:

Bunu bir phasor diagramı ilə göstərək:

V hesablayaq_L yuxarıdakı fasor diaqramı üçün trigonometriyanın kosin qayda ilə istifadə edin:

İndi kompleks pik dəyərlərindən istifadə edərək eyni miqdarı hesablayaq:

V_p1 = 169.7 e^{j 0 °} = 169.7

V_p2 = 169.7 e^{j 120 °} = -84.85 + j146.96

V_L = V_p2 - V_p1 = -254.55 + j146.96 ⁼ 293.9 və ^{j150 °}

TINA Tərcüməçi ilə eyni nəticə:

Xəttin gərginliyinə bənzər kompleks pik dəyərləri

V_L21 = 293.9 e^{j 150 °} V,
V_L23 = 293.9 e^{j 270 °} V,
V_L13 = 293.9 e^{j 30 °} V.

Kompleks təsirli dəyərlər:

V_L21eff = 207.85 e^{j 150 °} V,
V_L23eff = 207.85 e^{j 270 °} V,
V_L13eff = 207.85 e^{j 30 °} V.

Nəhayət, bir dövrə üçün TINA istifadə edərək eyni nəticələrə baxaq

120 V_eff ; V_P1 = V_P2 = V_P3 = 169.7 V və Z₁= Z₂ =Z₃ = 1 ohms

2) The delta or D-bağlantısı üç fazadan üçü bir-birinə qapalı bir döngə şəklində birləşdirməklə əldə edilir. Bu yalnız üç telli sistemlər üçün istifadə olunur.

Y əlaqəsindən fərqli olaraq, içində D -Fazanın və xəttin voltajları açıq şəkildə eynidır, lakin xət cərəyanları faz cərəyanlarından daha böyükdür. Balanslaşdırılmış vəziyyətdə:

120 V ilə bir şəbəkə üçün TINA ilə bunu göstərək_eff Z = 10 ohms.

Nəticə:

Jeneratörün və ya yükün D və ya Y ilə birləşdirilə biləcəyi üçün dörd mümkün əlaqə mövcuddur: YY, Y- D, DY və D- D. Fərqli fazaların yük maneələri bərabər olduqda, üç fazalı şəbəkə edir taraz.

Bəzi daha vacib təriflər və faktlar:

Arasındakı faza fərqi faza gərginlik və ya yaxın və ən yaxın xətt gərginlik və cərəyan (əgər onlar eyni deyilsə) 30 °.

Yük olsa taraz (yəni bütün yüklər eyni empedansa malikdir), hər fazanın voltajları və cərəyanları bərabərdir. Bundan əlavə, Y-bağlantısında, neytral bir tel olsa belə, neytral cərəyan yoxdur.

Yük olsa balanssız, faz voltajları və cərəyanları fərqlidir Ayrıca, heç bir neytral tel olmayan Y-Y əlaqəsində ümumi qovşaqlar (ulduz nöqtələri) eyni potensialda deyildir. Bu vəziyyətdə potensial V node üçün həll edə bilərik₀ (yüklərin ümumi nodu) bir node tənliyini istifadə edərək. V hesablanır₀ yükün fazalı gərginliklərini, neytral teldə olan cərəyanları və s. həll etməyə imkan verir. Y bağlı olan generatorlar həmişə neytral tel birləşdirir.

Balanslaşdırılmış üç fazalı sistemdəki güc P-dir_T = 3 V_pI_p cos J ​​= V_LI_L cos J.

burada J - gərginlik və yükün cərəyanı arasındakı faza bucağı.

Balanslaşdırılmış üç fazalı sistemdəki ümumi görünən güc: S_T = V_LI_L

Balanslaşdırılmış üç fazalı sistemdəki ümumi reaktiv güc: Q_T = V_L I_L sin J.

Məsələn 1

Üç fazalı balanslaşdırılmış Y-bağlı bir generatorun faz gərginliklərinin rms dəyəri 220 V-dir; tezliyi 50 Hz-dir.

a / Yükün faz cərəyanlarının vaxt funksiyasını tapın!

b / Yükün bütün orta və reaktiv güclərini hesablayın!

Həm generator, həm də yük balanslıdır, buna görə yalnız bir fazı hesablamalıyıq və faz açılarını dəyişdirərək digər gerilimləri və ya cərəyanları əldə edə bilərik. Yuxarıdakı sxematik olaraq neytral tel çəkmədik, əksinə hər iki tərəfə 'torpaq' təyin etdik. Bu neytral tel kimi xidmət edə bilər; lakin dövrə balanslı olduğundan neytral telə ehtiyac yoxdur.

Yük Y ilə bağlıdır, buna görə faz cərəyanları cərəyan cərəyanlarına bərabərdir: pik dəyərlər:

I_P1 = V_P/ (R + j w L) = 311 / (100 + j314 * 0.3) = 311 / (100 + j94.2) = 1.65-j1.55 = 2.26 e^{-J43.3 °} A

V_P1 = 311 V

I_P2 = I_P1 e ^{j 120 °} = 2.26 e^{j76.7 °} A

I_P3 = I_P2 e ^{j 120 °} = 2.26 e^{-J163.3 °} A

i_P1 = 2.26 cos ( w ×t - 44.3 °) A

i_P2 = 2.26 cos ( w × t + 76.7 °) A

Güclər bərabərdir: P.₁ = P₂ = P₃ = = 2.26²* 100 / 2 = 256.1 W

Bu, əl ilə hesablanan nəticələr və TINA-nın tərcüməçisi ilə eynidir.

Məsələn 2

Üç fazalı balanslaşdırılmış Y-bağlı bir generator, bərabər impedanslarla deltaya bağlı üç qütblü yüklə yüklənir. f = 50 Hz.

Yükün fazalı voltajlarının vaxt funksiyalarını tapın,

b / yükün cərəyan axınları,

c / xətt cərəyanları!

Yükün fazalı gərginliyi generatorun xətti gərginliyinə bərabərdir:

V_L =

Yükün faz cərəyanları: I₁ = V_L/R₁+V_Lj w C = 1.228 + j1.337 = 1.815 e^{j 47.46 °} A

I₂ = I₁ * e^{-J120 °} = 1.815 e^{-J72.54 °} A = 0.543 - j1.73 A

I₃ = I₁ * e^{j120 °} = 1.815 e^{j167.46 °} = -1.772 + j0.394

İstiqamətlərə baxaraq: Mən_a = I₁ - Mən₃ = 3 + j0.933 A = 3.14 e^{j17.26 °} A.

Əl və TINA-nın Tərcüməçisi tərəfindən hesablanmış nəticələrə görə.

Nəhayət, balanssız bir yük ilə bir nümunə:

Məsələn 3

Üç fazalı balanslı bir faz voltajının rms dəyəri

Y-bağlı generator 220 V-dir; tezliyi 50 Hz-dir.

a / V gərginliyinin fazasını tapın₀ !

b / Faz cərəyanlarının amplitüdlərini və başlanğıc faza açılarını tapın!

İndi yük asimmetrikdir və neytral telimiz yoxdur, buna görə neytral nöqtələr arasında potensial fərq gözləmək olar. Düyün potensialı V üçün bir tənlikdən istifadə edin₀:

deməli V₀ = 192.71 + j39.54 V = 196.7 e^{j11.6 °} V

və mən₁ = (V₁-V₀) * j w C = 0.125 e^{j71.5 °} A; Mən₂ = (V₂-V₀) * j w C = 0.465 e^{-J48.43 °}

və mən₃ = (V₃-V₀) / R = 0.417 e^{j 146.6 °} A

v₀(t) = 196.7 cos ( w × t + 11.6 °) V;

i₁(t) = 0.125 cos ( w × t + 71.5 ° A);

i₂(t) = 0.465 cos ( w × t - 48.4 °) A;

Və nəhayət, TINA tərəfindən hesablanmış nəticələr digər texnikaların hesabladığı nəticələrə uyğundur.