Čo je symetrické a asymetrické zaťaženie?

V normálne fungujúcej trojfázovej sieti sú siet'ové napätia (napätia medzi každým párom fázových vodičov) rovnaké vo veľkosti a líšia sa vo fáze o 120 stupňov. Fázové napätie (napätie medzi každým fázovým vodičom a neutrálnym vodičom) je preto rovnaké a má podobné fázové rozdiely.

Ako vyplýva z vyššie uvedeného, ​​fázové uhly medzi týmito napätiami sú rovnaké. Tomu sa hovorí „Symetrický trojfázový systém napätia“.

Ak k takejto sieti pripojíte symetrické zaťaženie, to znamená trojfázové zaťaženie, pri ktorom sú prúdy každej fázy rovnaké, pokiaľ ide o veľkosť a fázu, potom takéto zaťaženie vytvorí symetrický systém prúdov (s rovnakým fázovým uhlom medzi nimi). Toto je možné za predpokladu, že vo všetkých troch fázach záťaže sú rovnaké reaktívne a aktívne odpory, to znamená, Za = Zb = Zc.

Fázové prúdy sa preto za týchto podmienok javia rovnaké vo veľkosti a vo fázovom uhle medzi nimi. Príklady symetrického zaťaženia: trojfázový indukčný motor, tri rovnaké žiarovky - každá vo svojej vlastnej fáze, symetricky zaťažený trojfázový transformátor atď.

Zoberme si vektorový diagram prúdov symetrického trojfázového zaťaženia. Je ľahké vidieť, že geometrický súčet vektorov trojfázových prúdov zmizne. To znamená, že pri symetrickom zaťažení bude prúd neutrálneho vodiča nula a prakticky ho nie je potrebné používať.

Ak k tejto trojfázovej sieti pripojíte asymetrickú záťaž so symetrickým napäťovým systémom, tj záťažou, pri ktorej sú zložité odpory záťaže v každej fáze odlišné (Za ≠ Zb ≠ Zc), záťaž vytvorí systém prúdov, ktoré sa budú líšiť veľkosťou a veľkosťou. v smere (v porovnaní s aktuálnym diagramom charakteristickým pre symetrické zaťaženie). Hodnoty týchto fázových prúdov možno nájsť podľa Ohmovho zákona.

A potom geometrický súčet prúdov nezmizne, čo znamená, že v neutrálnom vodiči nastane striedavý prúd, takže v tomto prípade je potrebný neutrálny vodič. Príklady asymetrického zaťaženia: žiarovky rôznej kapacity v troch fázach, asymetricky zaťažené trojfázové transformátory, zaťaženia s rôznymi účinníkmi v troch fázach atď.

Neutrálny vodič v tomto prípade zabezpečí zachovanie symetrie fázového napätia napriek skutočnosti, že záťaž je asymetrická. Z tohto dôvodu umožňuje štvorvodičová sieť zahrnúť jednofázových spotrebiteľov s rôznymi kapacitami a povahu impedancie do rôznych fáz. Okruh každej nabitej fázy bude pod fázovým napätím generátora, bez ohľadu na rozdiel v zaťažení medzi fázami.

Tu je vektorový diagram asymetrického zaťaženia. Na diagrame je ľahko vidieť, že v dôsledku prítomnosti neutrálneho vodiča predstavuje prúd v ňom geometrický súčet prúdových vektorov každej fázy, zatiaľ čo fázové napätie nedochádza k zdeformovaniu, ku ktorému by určite došlo, keby neexistoval žiadny neutrálny vodič s asymetrickou záťažou.

Ak z nejakého dôvodu dôjde k prerušeniu neutrálneho vodiča počas napájania nevyváženého zaťaženia, dôjde k prudkému skresleniu napätia a prúdov trojfázovej siete, čo môže viesť k nehode.

K skresleniu dôjde v tomto prípade, pretože tri záťažové obvody dodávané z trojfázového zdroja spolu s vnútorným odporom zdroja tvoria tri obvody s rôznou impedanciou, úbytok napätia na každom z nich bude odlišný a napäťový systém trojfázovej siete prestane byť symetrický.Viac informácií nájdete tu:Príčiny a následky nulového prerušenia vodiča v sieti

Comments

[#1 Nicholas]

Je takmer nemožné vytvoriť rovnaké fázové zaťaženie. Podľa experimentálnych údajov, dokonca aj v káblových sieťach v Moskve a Petrohrade, kde sú vstupy do veľkých obytných budov spravidla trojfázové, fázové zaťaženie sa líši o 20 - 25% alebo viac, najmä v domoch s elektrickými sporákmi.

Nevyvážené záťaže spôsobujú neutrálne predpätie a ďalšie odchýlky napätia v jednotlivých fázach siete v rôznych (pozitívnych a negatívnych) smeroch. Majúc na pamäti, že všetky regulátory napätia spravidla ovplyvňujú všetky tri fázy elektrickej siete, aby sa zabezpečilo, že odchýlky napätia od napájacích prijímačov neprekračujú povolené limity, je potrebné sa zamerať buď na zodpovedajúcim spôsobom zvýšenú záťaž alebo na zodpovedajúcu redukciu povolených strát napätia. ,

Rozsah asymetrie sa zisťuje početnými a zdĺhavými meraniami v rôznych bodoch siete a po matematickom spracovaní sa do výpočtových vzorcov zavedú korekčné faktory, ktoré potom umožňujú výpočet strát napätia, ako v prípade siete s rovnomerným fázovým zaťažením.

Áno, as asymetrickým zaťažením sa fázové odchýlky napätia skladajú z dvoch komponentov - odchýlok zodpovedajúcich rovnomerne zaťaženému sieťovému režimu a odchýlok určených asymetrickým zaťažením.