Základy elektrotechniky

Transkript

1 áklady elektrotechniky Přednáška Trojfázová soustava 1

2 Princip vzniku střídavého proudu 3f - soustavy 2

3 TROJFÁOÁ SOSTAA základní obrat ve výrobě a užití elektrické energie nesporné výhody při výrobě, přenosu a přeměně elektrické energie na mechanickou Trojfázová symetrická soustava napětí: tři zdroje harmonického napětí shodné amplitudy shodný kmitočet fázové posunutí 12 o Řešení obvodů: trojfázová soustava napětí... tři zdroje napětí, které napájejí daný obvod 3

4 ákladní pojmy Sdružená trojfázová soustava napětí spojení zdrojů do hvězdy do trojúhelníku vodiče od svorek,,... fázové vodiče vodič od svorky N... střední vodič 4

5 Pro přenos a přeměnu elektrické energie se zásadně používá symetrická (souměrná) sdružená trojfázová soustava napětí: Popis soustavy: analyticky : u u u. sin t 2. sin( t - ) 3 2. sin( t + ) 3 fázorově: - j12 j12 5

6 Časový průběh napětí u, u, u fázorový diagram napětí,, 6

7 apojení zdrojů trojfázového napětí apojení do hvězdy (Y): fázové napětí - napětí mezi fázovým vodičem a středním vodičem,,... obecně f sdružené napětí - napětí mezi fázovými vodiči obecně S fázorový diagram napětí 7

8 Sdružená napětí posunuta o 12 o.,, mají stejnou velikost, jsou vzájemně cos cos 3 3. S 3 f 8

9 apojení do trojúhelníka (): sdružené napětí - napětí mezi fázovými vodiči 9

10 Abychom nemuseli rozlišovat, zda síť je zapojena do Y nebo do, udáváme: síťové napětí - napětí mezi dvěmi fázovými vodiči síťový proud I - proud tekoucí fázovým vodičem Běžně užívaná rozvodná síť nízkého napětí: symetrická sdružená s vyvedeným středním vodičem, označení: 3x4 / 23, 5 Hz - síťové napětí 4 (mezi svorkami,, ) - fázové napětí f 23 (mezi svorkou N a svorkami, nebo ) - kmitočet 5 Hz 1

11 PŘIPOJENÍ ÁTĚŽE K TROJFÁOÉ SOSTAĚ NAPĚTÍ 11

12 ÁTĚŽ SPOJENÁ DO HĚDY Spotřebiče mohou vytvořit a) nesouměrnou zátěž b) souměrnou zátěž Fázové napětí spotřebiče f - napětí na svorkách spotřebiče Fázový proud spotřebiče I f - proud tekoucí spotřebičem 12

13 13 Nesouměrná zátěž zapojená do hvězdy Impedance jednotlivých spotřebičů j j j,, I I j - j - j I Ẑ Û Î ) + j( 12 - j12 - j - j -j12 I I ) - j( 12 j12 j - j j12 pak

14 Podle 1. Kirchhoffova zákona N + + Síťové proudy a fázové proudy spotřebiče jsou shodné, pro velikosti proudů platí f, f, f I (sítě) I f(spotrebice) a pro velikosti napětí f(sítě ) f ( spotrebice) nebo (sítě ) 3. f ( spotrebice) 14

15 Fázorový diagram a) nesouměrná zátěž b) souměrná zátěž c) nesouměrná zátěž odpojený střední vodič Pro nakreslení fázorového diagramu předpokládejme, že spotřebiče, jsou induktivního charakteru a kapacitního charakteru. Ẑ 15

16 Souměrná zátěž zapojená do hvězdy Protože platí j I f šechny proudy mají stejnou velikost a stejný fázový posuv vůči fázovým napětím.,, Proud středním vodičem podle 1. Kirchhoffova zákona: (1+e -j12 j12 I N +e ) Máme-li souměrnou zátěž, neprotéká středním vodičem žádný proud. 16

17 ÁTĚŽ SPOJENÁ DO TROJÚHELNÍK Spotřebiče mohou vytvořit a) nesouměrnou zátěž b) souměrnou zátěž 17

18 Nesouměrná zátěž zapojená do trojúhelníka Impedance jednotlivých spotřebičů j, napětí na fázi spotřebiče f je rovné síťovému napětí Napětí položme do reálné osy. Fázové proudy jednotlivými spotřebiči vypočteme: f f f j -j12 j j12 j - j I j - j, f - j - j - j12 j12 o I I f f j - j( 12 + o j( 12 - ) f ). 18

19 Podle 1. K platí pro síťové proudy - f + f - f + f - f + f 19

20 Fázorový diagram nesouměrná zátěž Pro nakreslení fázorového diagramu předpokládejme, že spotřebiče, jsou induktivního charakteru a kapacitního charakteru. Ẑ 2

21 Souměrná zátěž zapojená do trojúhelníku Protože platí j šechny fázové proudy mají stejnou velikost a stejný fázový posuv vůči fázorům síťových napětí,,. šechny síťové proudy mají stejnou velikost a stejný fázový posuv vůči fázorům síťových napětí Mezi velikostmi síťových proudů I a fázových proudů spotřebičů I f a platí: I f I 3. I f 21