Почему при соединении треугольником нельзя осуществлять режим короткого замыкания в фазе приемника

Обновлено: 05.05.2024

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 17 июля 2013 .
Категория: Статьи.

Ошибки при соединении в треугольник

При соединениях иногда допускают ошибки, в результате которых вместо треугольника (рисунок 1, а) получается другое соединение (рисунок 1, в). Его причина – другое направление намотки одной из обмоток или, проще, ошибочное определение ее конца и начала. Пока треугольник еще разомкнут, то есть точки y и z еще не соединены, между ними получается двойное фазное напряжение 2U. Если их соединить, произойдет короткое замыкание.

Рисунок 1. Ошибки при соединениях обмоток трансформаторов в треугольник.

Чтобы избежать этой ошибки, поступают следующим образом. Соединяют два каких-либо конца разных обмоток и измеряют напряжение между свободными концами, принимая необходимые меры предосторожности, например, проводя испытания при значительно пониженном напряжении. Если концы выбраны правильно, то вольтметр V покажет фазное напряжение U (рисунок 1, б). Если же напряжение будет в 1,73 раза больше фазного 1,73U (рисунок 1, г), то у одной из обмоток нужно переменить концы. Затем к одному из свободных концов присоединяют один конец третьей обмотки и снова измеряют напряжение между свободными концами (рисунок 1, д). Оно должно быть равно нулю. Но если третья обмотка "вывернута" (рисунок 1, в), то вольтметр покажет удвоенное фазное напряжение 2U. Тогда у третьей обмотки нужно переменить концы.

Следует здесь же заметить, что при наличии третьих гармоник (смотрите статью "Понятие о магнитном равновесии трансформатора") вольтметр может показать некоторое (меньше, чем двойное фазное) напряжение. В этом случае надо соединить концы через сопротивление R и амперметр А (рисунок 1, е). Если напряжение, показываемое вольтметром, происходит от третьих гармоник, то отклонение стрелки амперметра невелико. Это объясняется тем, что для токов тройной частоты обмотки представляют большое сопротивление. Если же перепутано направление обмотки, амперметр покажет значительный уравнительный ток.

Ошибки при соединении в звезду

Переворачивание одной из обмоток при соединении в звезду вместо звезды (рисунок 2, а) дает "веер" ("елочку"), как показано на рисунке 2, б. Короткого замыкания при этом не будет, но напряжение, близкое к номинальному, сохранится только между фазами a и c. Между фазами a и b, b и c напряжение будет значительно понижено и равно примерно фазному напряжению. В сетях освещения "елочка" вместо звезды приведет к недокалу ламп.

Рисунок 2. Правильное (а) и неправильное (б) соединения вторичных обмоток трансформаторов в звезду.

В сетях, соединенных "елочкой" и питающих электродвигатели (а также при включении обмоток электродвигателя, соединенного "елочкой"), не только уменьшится мощность на валу (что может привести к остановке и сгоранию электродвигателя), но изменится направление его вращения. Почему? Потому что если при правильном соединении обмоток вращающееся магнитное поле имело направление a, b, c (смотрите стрелку на рисунке 2, а), то при соединении "елочкой" оно, а следовательно, и ротор электродвигателя меняют направление на обратное, а именно a, c, b, и, конечно, резко снижается вращающий момент из-за нарушения симметрии.

В трехфазных стержневых трансформаторах важно правильно соединить первичные обмотки, то есть соединить их так, чтобы в каждый данный момент поток в одном стержне был направлен вверх, а в двух других стержнях вниз (рисунок 3, а). Если же одну фазу "вывернуть" (неправильно определены ее конец и начало или намотка выполнена в другом направлении), то потоки Ф_A, Ф_B и Ф_C во всех стержнях будут иметь одинаковое направление (рисунок 3, б). Иными словами, поток одной фазы, направленный навстречу потокам других фаз, будет размагничивать их стержни, что приведет к увеличению намагничивающего тока.

Рисунок 3. Правильное (а) и неправильное (б) соединение в звезду первичных обмоток трехфазного стержневого трансформатора.

Ошибки при соединении в зигзаг

Все сказанное о соединениях в звезду еще в большей мере относится к соединению в зигзаг – звезду, так как приходится соединять значительно больше выводов. Результат неправильного определения конца и начала одной из обмоток (показано штриховой линией) иллюстрирует рисунок 4, б (сравните с векторной диаграммой на рисунке 4, а). Рисунок 4, в показывает, что в результате неправильного определения концов и начал трех обмоток получены √3 раз меньшие напряжения, чем нормальное. Кроме того, векторная диаграмма повернулась на 90°.

Рисунок 4. Соединение в зигзаг: правильное (а) и неправильные (б и в).

Источник: Каминский Е. А., "Звезда, треугольник, зигзаг" – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

Схема соединения в открытый треугольник подразумевает, что оборудование подключено между сторонами двух фаз. При этом проводится электрический ток с внешней стороны, с вторичных обмоток числа пропорционально этому показателю. Реле и основная нагрузка пускаются между вторичной сетью, что позволяет получить нужный уровень сопротивления.

Данная схема позволяет подключить разу три источника. Обратить внимание следует на то, что подача организуется линейным способом, и нужно избегать прохождения тока от первого к третьему источнику и наоборот.

Разомкнутый же тип подключения применяются в выпрямительному оборудовании. При помощи соединения типа достигают тока тройной частоты, что при работе со звездой или открытым симметричным невозможно. Применяется вариант, когда три трансформатора с одной фазой подключаются к прибору, который увеличивает пропорционально три частоты работы.

При помощи рассматриваемой фигуры получают нулевую последовательность, то есть в нормальном функционале UP будет равно нулю.

Нейтраль первичной обмотки в обязательном порядке заземляется, а для вторичной выбирают параметры не менее чем в 100 Вольт, если заземление. Для изолированной коэффициент берется 100 к 3 В. Коэффициент троиться, следовательно, вторичные обмотки суммируют коэффициент трансформации также в три раза. Следовательно, для описанного выше примера он состоит 6 тысяч к ста к трем. Пик получается от трансформаторных обмоток внешней поверхности, так как подача ведется через вторичку. Обязательно заземление.

Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник

Дата публикации: 17 июля 2013 . Категория: Статьи.

Следует отличать соединение в разомкнутый треугольник (рисунок 1, а) от соединения в открытый треугольник (рисунок 1, б), называемого иногда V-образным. Рассмотрим на нескольких типичных примерах области их применения.

Рисунок 1. Различие между соединениями в разомкнутый (а) и открытый (б) треугольники. Примеры применения соединений в разомкнутый треугольник: утроитель частоты (в) и фильтр напряжения нулевой последовательности (г).

Различие между соединениями

Основное отличие разомкнутого треугольника от открытого состоит в том, что при помощи него возможно получить напряжение нулевой последовательности. В случае же открытого подсоединения значения зажимов вторичек всегда пропорциональны междуфазному.

Но в любом случае для защиты трансформаторов с такой схемой используются автоматы и предохранители. Если происходит обрыв фазы, то происходит короткое замыкание.

Блокировка при помощи автоматов позволит избежать скачка, которое приводит к неисправностям обмотки. Контроль проводится с возможностью измерения.

Разомкнутый треугольник

В каких случаях применяют

Схематичное построение разомкнутого варианта для трансформатора применяется довольно часто на производстве. Дело в том, что благодаря ней можно использовать синхронизацию на силовых тс. Используется для соединения трансформаторов с одной фазой, если нет возможности установить трехфазный. Уберегает механизмы, в том числе и электрические двигатели от подачи на два, если нет напряжения в одной из фаз. Единственно допустимой схемой сборки является в случае, если ротор установлен в расточку статора.

Векторная диаграмма соединения треугольником

Векторная диаграмма — способ изображения переменных напряжений и токов с помощью векторов.

Векторная диаграмма трехфазной системы ЭДС и график ЭДС фаз А, B и С:

Векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС:

Векторная диаграмма напряжений симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Построение диаграммы напряжений симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Векторная диаграмма токов активной несимметричной нагрузки, соединенной звездой:

Построение векторной диаграммы для несимметричной нагрузки при обрыве нейтрального провода:

Несимметричная нагрузка при обрыве нейтрального провода:

Построение диаграммы для несимметричной нагрузки. Звезда без нейтрального провода:

Векторная диаграмма симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Векторные диаграммы напряжений и токов при соединении приемников треугольником:

Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении приемников треугольником:

Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении приемников треугольником (несимметричная нагрузка):

Векторная диаграмма напряжений и токов несимметричной нагрузки, соединенной треугольником:

Особенности включения трехфазных систем треугольником.

При соединении трехфазных систем треугольником также используются три гармонических напряжения (4.1), которые были рассмотрены в лекции 15. Однако соединение этих источников выполняется таким образом, что начало одной фазы соединяется с концом другой. На рис. 4.5
а
показано такое включение трех обмоток генератора и соответствующее ему включение источников напряжения .

Векторная диаграмма для, соединения обмоток генератора по схеме треугольника приведена на рис. 4.5, б

. На этой диаграмме полагается, что вектора напряжений генератора имеют значения

т. е. генератор считается симметричным с прямым чередованием фаз.

При соединении нагрузок треугольником фазные напряжения будут равны линейным, а линейные токи равны геометрической разности двух фазных токов, подходящих к вершине треугольника нагрузок, как показано на рис. 4.6. При этом для положительных направлений токов справедливы следующие соотношения, которые устанавливают связь между линейными и фазными токами

Фазные токи рассчитываются по известным линейным напряжениям и проводимостям YAB, YBC, YCA фаз приемников

Если падения напряжений на проводах линий передачи малы, то можно считать, что напряжения генератора равны соответствующим напряжениям приемника, т. е. .

Из уравнений (26.2) также следует, что при любых значениях фазных токов для линейных токов справедливо выражение

Следует отметить, что включение нагрузок по схеме треугольника возможно при любом включении обмоток генератора, как по схеме треугольника, так и по схеме звезды. Однако, при включении генератора по схеме звезды фазные напряжения приемника будут равны линейным напряжениям генератора. При этом нулевая точка генератора не используется.

Рассмотрим некоторые частные режимы работы при включении нагрузок по схеме треугольника. К таким режимам относятся:

□ равномерная нагрузка фаз генератора;

□ неравномерная нагрузка фаз генератора;

□ обрыв одной фазы приемника;

□ обрыв двух фаз приемника;

□ обрыв линейного провода.

Короткое замыкание любой фазы приемника приводит к аварийному режиму, так как при этом замыкается накоротко одна из обмоток генератора, и поэтому недопустимо.

Равномерная нагрузка фаз генератора.

При симметричной системе напряжений генератора, определяемых уравнениями (4.1) и одинаковой нагрузке фаз приемника (YAB = YBC = YCA = Yn) действующие значения токов в фазах равны между собой, поэтому линейные токи связаны с фазными токами соотношением

Токи в фазах приемника определяются по формулам (4.3) и при равенстве проводимостей имеют значения

Векторная диаграмма для равномерной нагрузки фаз генератора приведена на рис. 4.7а

Неравномерная нагрузка фаз генератора.

Неравномерная нагрузка фаз генератора является наиболее распространенным режимом работы трехфазной системы. Неравномерная нагрузка характеризуется различными значениями проводимостей, включенных в приемнике, т. е.
YAB = YBC = YCA
. Действующие значения токов в фазах приемника при неравномерной нагрузке и симметричном генераторе пропорциональны проводимостям нагрузки и определяются по формулам (26.3).

Схема неполного и полного треугольника и особенности работы РЗА по этим схемам.

Схема соединения с 2 ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз (неполный треугольник).

Ксх = Ip = Ia — Ic

— схема применяется для защиты от междуфазных повреждений.

— в нормальном режиме и при 3-х фазном замыкании в обмотке реле протекает ток, который в > Iф.

— защита обладает малой чувствительностью при 2-х фазных КЗ АВ и ВС, следовательно чувствительность в

меньше чем чувствительность защит схем а, б.

Из-за этих недостатков применяется для защиты эл. двигателей.

При КЗ между АС Кч = Кч по схемам полной и неполной звезды Кч =

Схема соединения ТТ в Δ, а обмоток реле в Y (схема полного треугольника).

1. Система электроснабжения, в которой применяется данная схема.

2. Схема замещения с Iкз

Недостаток: Сложна и дорога.

Ток в реле проходит при всех видах КЗ, следовательно защита будет работать во всех случаях. При замыкании на землю схема мало чувствительна. Это связано с тем, что при этих видах КЗ возникает токи 0-й последовательности, не выходящие за пределы Δ ТТ.

В этом случае на Q3 стоит в защите схема полного Δ.

Реле максимального тока РТВ, РТМ. МТЗ с независимой выдержкой времени на переменном оперативном токе с дешунтированием отключающих катушек выключателя.

Реле максимального тока с механической выдержкой времени РТВ, выполненное на электромагнитной системе соленоидного типа (рис. 1), обладает ограниченно зависимой временной характеристикой.

При появлении в катушке реле достаточной силы якорь притягивается к неподвижному полюсу. Усилие через пружину как жесткую связь передается на ударник и толкает его вверх. Движению ударника препятствует часовой механизм, с

которым он связан при помощи тяги. Скорость движения определяется силой тока в реле, что обуславливает зависимую часть характеристики (рис. 2).

По истечении выдержки времени ударник освобождается и, ударяя по рычагу отключающего валика, освобождает механизм выключателя.

Начиная с токов, примерно 3-кратных току срабатывания, развивается усилие, достаточное для сжатия пружины, благодаря чему сердечник втягивается мгновенно. В этом случае скорость движения ударника определяется свойствами пружины и тормозным действием механизма и не зависит от силы тока в реле, что обеспечивает независимую часть характеристики.

Реле максимального тока РТМ

Реле максимального тока мгновенного действия РТМ не имеет часового механизма и отличается от РТВ широкой шкалой уставок токов срабатывания (до 150 А). Есть конструкции реле мгновенного действия, у которых ток срабатывания регулируется плавно изменением начального расстояния от сердечника до неподвижного полюса.

Благодаря простоте схем защит с реле РТМ и РТВ прямого действия эти реле находят применение для защит в системах сельского электроснабжения.

Электромагнитные соленоидные приводы ПС-10, ПС-30 не имеют встроенных катушек реле. Для выполнения защиты с питанием оперативных цепей непосредственно от трансформаторов тока применяют специальную приставку к приводу.

Кроме указанных ранее, используют реле минимального напряжения мгновенного действия РНМ и с выдержкой времени РНВ.

Схемы с дешунтированием электромагнитов отключения выключателя выполняются на электромеханических реле (с зависимой и независимой характеристикой выдержки времени).

Расчет тока срабатывания МТЗ и проверка надежности действия всех элементов схемы после дешунтирования ЭО состоит из четырех этапов. Выбирается первичный и вторичный токи срабатывания токовых реле (IС3 и IСР). Проверка погрешности ТТ производится для МТЗ с независимой характеристикой при токе 1СЗ, а для зависимых — при токе КЗ. Сопротивление обмоток реле времени и промежуточных реле Zp принимается при разомкнутой вторичной цепи ПНТ этих реле. Проверяется надежность работы вспомогательных реле и ЭО после дешунтирования ЭО: где IСЭО ток срабатывания ЭО; I’2 — вторичный ток ТТ после дешунтирования. Минимальное значение коэффициента чувствительности для ЭО должно быть приблизительно на 20% больше кч принимаемого для РЗ. Соответствующий току I’2 первичный ток с учетом погрешности ТТ, определяемой Iнам, равен: (4.19) 3. Проверяется отсутствие возврата реле РТ и РП после дешунтирования ЭО. Для этого вторичный ток I”2 , проходящий по реле после дешунтирования ЭО, удовлетворял условию

(4.20) где IВ03 и 1ср — токи возврата и срабатывания дешунтирующего реле. Соответствующий первичный ток (4.21) Ток намагничивания 1нам может быть найден по экспериментальной характеристике U2 = f(I2) или по кривым погрешностей ТТ. 4. Проверяется надежность работы

контактов реле, дешунтирующих ЭО: (4.22) где 1К тах — максимальный ток КЗ. Если условие (4.22) не выполняется, необходимо определить 12мах с учетом Iнам, т. е. насыщения ТТ . Достоинством схем с дешунтированием является их простота, высокая надежность действия при КЗ. МТЗ с дешунтированием применяются в распределительных сетях 6-10 кВ на присоединениях с выключателями с пружинным приводом (на выключателях с электромагнитными приводами этот принцип неприменим, так как мощность ТТ недостаточна для их отключения). Питания оперативных цепей МТЗ возможно от выпрямительных блоков (БП). БП — устройство, преобразующее с помощью выпрямителя переменное напряжение или ток сети в выпрямленное напряжение. Применяются два вида блоков: с выпрямленным током, получаемым от ТТ; с выпрямленным напряжением, получаемым от ТН или трансформатора собственных нужд (ТСН).

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

При помощи рассматриваемой фигуры получают нулевую последовательность, то есть в нормальном функционале UP будет равно нулю.

Обратно же возникает риск не для прибора, а для обслуживавшего его персонала. На производстве строго запрещено устанавливать защитную или коммутационную технику между приборами такого типа.

Общие сведения

Трансформаторами напряжения, как правило, называют разновидность трансформаторов, которые предназначены не для передачи мощности, а для гальванического разделения высоковольтной стороны от низковольтной.

Это очень удобно для унификации приборов управления. Если делать измерительные приборы и приборы управления, а это в основном реле, на высокое напряжение, то они, во-первых, будут очень большими, а во-вторых, очень опасными в обслуживании.

Коэффициент трансформации указан на самом трансформаторе и может выглядеть как Кu = 6000/100, либо просто 35000/100. Разделив одно число на другое, получим в первом случае этот коэффициент 60, во втором 350.

Различие между соединениями

Схема полной звезды ТТ

В схеме полной звезды (рис. 1, а) в реле проходят вторичные токи измерительных трансформаторов, поэтому коэффициент схемы kcx=1.

Защита может срабатывать при любом виде КЗ. Эта схема применяется обычно в сетях с глухозаземленной нейтралью, в которых могут возникать не только междуфазные, но и однофазные КЗ, сопровождающиеся протеканием тока в одной фазе. В сетях с изолированной (компенсированной) нейтралью (6-35 кВ) схема, как правило, не применяется, так как в этих сетях могут возникать лишь междуфазные КЗ, для фиксации которых достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах. Схема относительно дорогая, так как требует трех ТТ и трех реле тока.

В каких случаях применяют

Особенности схем подключения нагрузок к тиристорному регулятору

Наиболее часто на практике используется четыре схемы подключения нагрузок к тиристорному регулятору: звезда, треугольник, звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник.

Схемы подключения звезда и треугольник приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 Подключение нагрузки к трехфазному тиристорному регулятору по схемам звезда и треугольник

Основное достоинство этих двух схем – простота и минимальное количество силового провода, за счет чего они и получили наиболее широкое распространение. При соединении нагрузки звездой максимальное напряжение на нагрузочном сопротивлении равно фазному напряжению Uф, а при соединении треугольником – линейному Uл. Соответственно, звездой соединяют нагрузку, рассчитанную на напряжение 220 В, а треугольником – 380 В.

Кривая тока, протекающего по фазному проводу изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 Кривая тока в фазах при соединении звездой или треугольником, активная нагрузка

Однако у простоты схемы есть обратная сторона медали – напряжения на нагрузочных сопротивлениях распределяются поровну только при условии строго равенства фазных напряжения (Uа = Ub = Uс) и равенства сопротивлений нагрузок (Ra = Rb = Rc или Rab = Rbc = Rca). Как правило, на практике это условие почти никогда не выполняется и возникает небаланс напряжений: на разных сопротивления нагрузки при полностью включенных тиристорах устанавливаются неравные напряжения, например, на одном сопротивлении 210 В, на другом 215 В, на третьем 230 В.

Довольно часто бывает, что в одной из фаз постоянно выгорает ТЭН неизвестно от чего. Обычно это является следствием выше описанного явления.

В схемах подключения звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник (рисунок 3) это явление проявляется гораздо меньшей степени.

Рисунок 3 Подключение нагрузок по схемам звезда с рабочей нейтралью и разомкнутый треугольник

При подключении нагрузки по схеме звезда с нулем максимальное напряжение на нагрузочном сопротивлении равно фазному напряжению сети, при этом ток каждой фазы определяется лишь напряжением фазы и сопротивлением нагрузочного резистора, включенного в эту фазу, и не зависит напряжений других фаз и от сопротивлений остальных нагрузочных сопротивлений, то есть Ia = Ua / Ra, Ib = Ub / Rb, Ic = Uc / Rc.

Еще один плюс этой схемы – это меньший уровень излучаемых электромагнитных помех.

Все выше сказанное также верно и для схемы разомкнутого треугольника, с той лишь разницей, что максимальное напряжение на нагрузочных сопротивлениях равно линейному, а ток нагрузки определяется линейным напряжением Iab = Uab / Rab, Ibc = Ubc / Rbc, Ica = Uca / Rca.

Недостатков у схемы звезда с нейтралью два. Первый – это необходимость подключения нулевого провода, что на практике иногда бывает затруднительно. Например, у нагревательного аппарата может быть сделано три вывода для подключения фазных проводов, а общая точка звезды – внутри аппарата и недоступна для подключения. В этом случае реализовать подключение по схемы звезды с нейтралью невозможно.

Второй недостаток – это протекание тока через нейтраль при фазо-импульсном управлении даже при полностью равных сопротивлениях нагрузки и фазных напряжениях, что проиллюстрировано на рисунке 4: в верхней его части изображены кривые токов, протекающие по фазам А, В и С, а внизу – ток в нулевом проводе.

Рисунок 4 Протекание тока через нулевой проводник

При этом величина тока в нулевом проводе может быть в 1,5-2 раза больше чем ток в фазах. Это приводит к необходимости прокладки нулевого проводника увеличенным сечением, что, разумеется, увеличивает и стоимость кабельных линий. Незнание или недооценка же этого явления приводит к постепенному выходу из строя нейтрального провода.

Это иногда вызывает удивление: казалось бы, напряжения фаз равные, сопротивления фаз равные, откуда ток в нуле?! Но объясняется это явление просто. Дело в том, что при фазо-импульсном управлении тиристорами форма тока становится не синусоидальной и поэтому не происходит полной компенсации токов в нулевом проводе, как при питании трехфазной нагрузки синусоидальным током.

Отсюда вывод – чтобы ток в нулевом проводе был минимальный необходимо использовать управление пропуском периодов. В этом случае токи фаз будут синусоидальны, а значит ток в нейтрали будет определятся лишь небалансом напряжений фаз и сопротивлений. Практически, это приводит к тому, что ток в нуле становится не больше 10% от тока фазы.

Напоследок, рассмотрим схему соединения разомкнутый треугольник. У схемы есть замечательное свойство – тиристоры при таком соединении коммутируют не фазные токи, а линейные, которые меньше в 1,73 раза. Например, если ток фазы составляет 650 А, то токи в линейных проводах составляют Iл = 650 / 1,73 = 380 А. По сравнению со схемой соединения обычным треугольником, это дает возможность приобретать тиристорный регулятор на меньший номинальный ток, который соответственно дешевле и меньше в габаритах. Это показано на рисунке 5. В верхней части рисунка нагрузка соединена треугольником, при этом через тиристоры протекают токи 650 А, а значит необходимо приобретение тиристорного регулятора номинальным током не менее 700-800 А. А в нижней части нагрузка соединена разомкнутым треугольником, при этом по фазам протекает такой же ток 650 А, но поскольку тиристоры коммутируют ток 380 А, то достаточно иметь тиристорный регулятор с номинальным током 400-500 А, что в 1,5-2 раза дешевле.

Рисунок 5 Сравнение схем треугольник и разомкнутый треугольник

Схема неполной звезды ТТ с реле в обратном проводе

В схеме неполной звезды с реле в обратном проводе (рис. 1, в) через реле 3КА, включенное в обратный провод, проходит сумма вторичных токов фаз А и С или (при междуфазных КЗ) ток фазы В с обратным знаком [Л1, с.42]:

Схема обладает достоинством схемы неполной звезды (использование двух ТТ) и имеет такую же чувствительность при двухфазных КЗ за трансформатором У/Д-11, как и схема полной звезды. Коэффициент схемы kcx = 1.

Схема неполной звезды с реле в обратном проводе или без него нашла широкое распространение в токовых защитах линий напряжением до 35 кВ включительно (т.е. в сетях с изолированной нейтралью).

При коротких замыканиях в фазах нагрузки или между линейными проводами токи резко возрастают и происходит аварийное отключение установки защитой.

Обрывы фаз или линейных проводов при соединении нагрузки в треугольник не приводят к перегрузкам по токам или напряжениям, как это иногда случается при соединении нагрузки в звезду.

При обрыве одной фазы нагрузки(рис. 8.5.1) ток этой фазы становится равным нулю, а в оставшихся двух фазах ток не меняется. Два линейных тока уменьшаются враз, т. е. становятся равными фазному току, а третий остаётся неизменным.

При обрыве линейного провода(например, В) фазные сопротивленияR_ABиR_BCоказываются соединёнными последовательно и включёнными параллельно с сопротивлениемR_CAна напряжениеU_CA(рис. 8.5.2). Цепь фактически становится однофазной.

Рис. 8.5.2

При одновременном обрыве линейного провода и одной фазынагрузки цепь также становится однофазной (рис. 8.5.3 и 8.5.4).

8.5.2. Экспериментальная часть Задание

Экспериментально исследовать аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в треугольник.

Порядок выполнения работы

Соберите цепь цепь согласно схеме (рис.8.5.5) с сопротивлениями фаз R_A_В=R_B_С=R_C_А=1кОм и измерьте линейные и фазные токи в симметричном режиме.

Проделайте измерения фазных и линейных токов (отличных от нуля) во всех режимах, указанных в табл. 8.5.1. (Измерения токов можно производить одним – двумя амперметрами, переключая их из одной фазы в другую, либо виртуальными приборами).

По экспериментальным данным постройте векторные диаграммы для каждого аварийного случая в выбранном масштабе.

Ответьте на контрольные вопросы.

Симметричный режим, R_ф=1 кОм

Обрыв фазы АВ нагрузки

Обрыв линейного провода А

Обрыв фазы АВ

Обрыв фазы АВ и линии А

Векторные диаграммы

Обрыв фазы АВ нагрузки

2. Обрыв линейного провода А

3.Обрыв фазы АВ и линии С 4. Обрыв фазы АВ и линии А

Вопрос: Как вычислить мощность несимметричной трёхфазной нагрузки?

Вопрос: Как (во сколько раз) увеличиваются или уменьшаются фазные и линейные токи в каждом из рассмотренных аварийных режимов?

9. Расчёт и экспериментальное исследование цепи при несинусоидальном приложенном напряжении

(для компьютерного варианта стенда)

9.1. Общие сведения

Несинусоидальное периодическое напряжение, приложенное к электрической цепи, можно разложить в ряд Фурье:

Расчёт цепи проводят с использованием принципа наложения в следующей последовательности:

рассчитывают цепь при постоянном приложенном напряжении U₀;

рассчитывают цепь (обычно комплексным методом) при синусоидальном приложенном напряжении с амплитудой U₁_m частоты и частотой (k=1)

повторяют расчёт при k= 2, 3, 4, …, учитывая, что индуктивные сопротивления увеличиваются с ростом частоты (), а ёмкостные уменьшаются ();

переходят к мгновенным значениям и суммируют постоянную и синусоидальные составляющие тока (напряжения) в каждой ветви;

определяют действующие значения токов и напряжений, а также мощности по формулам:

где U_k,I_k– действующие значения синусоидальных составляющих.

Чем больше гармоник взято для расчёта, тем выше точность полученных результатов. На рис. 9.1 приведен в качестве примера экспериментальный график тока в

цепи с последовательным соединением R, L, иC при двуполярном прямоугольном приложенном напряжении. На этот график наложены в том же масштабе два расчётных графика: один сделан с учётом только первой и третьей гармоник, а в другом учтены 5 гармоник - с первой по одиннадцатую.

В приложении приведена MathCAD-программа расчёта этих графиков с комментариями.

Читайте также:

Почему при соединении треугольником нельзя осуществлять режим короткого замыкания в фазе приемника

Ошибки при соединении в треугольник

Ошибки при соединении в звезду

Ошибки при соединении в зигзаг

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник

Различие между соединениями

Разомкнутый треугольник

В каких случаях применяют

Векторная диаграмма соединения треугольником

Схема неполного и полного треугольника и особенности работы РЗА по этим схемам.

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

Общие сведения

Различие между соединениями

Схема полной звезды ТТ

В каких случаях применяют

О­со­бен­ности схем под­клю­че­ния наг­ру­зок к ти­рис­торно­му ре­гу­ля­то­ру

Схема неполной звезды ТТ с реле в обратном проводе

8.5.2. Экспериментальная часть Задание

Порядок выполнения работы

Векторные диаграммы

Особенности схем подключения нагрузок к тиристорному регулятору