Жлдызшалап асылан ш фазалы тізбекті есептеу.

Ш фазалы электрлік тізбектер

 

Электр тізбегіні кп фазалы жйесідеп жиіліктері бірдей, электр озаушы кштері р трлі фазалардан тратын айнымалы токты бірнеше тізбектеріні жиынын айтады.Кбінесе, практикада электр озаушы кштері (кенеуі) шамалары жаынан те жне фазалары бойынша 2/m – брыша ыысан (мндаы m – фаза саны) кп фазалы симметиялыжйелер олданылады.

Кп фазалы жйені тізбектеріні блігін ысаша айтанда, фазалардеп атайды. Сонымен фаза терминіне тмендегідей екі тсінік сйкес келеді: 1) синусоидалы шамаларды згеріс сатысын анытайтын брыш жне 2) кп фазалы жйені белгілі бір рамы. Бір – біріне осылан кп фазалы жйені электр тізбектерін кп фазалы тізбек деп атайды.

Кп фазалы тізбектердегі электр озаушы кшіні , кернеулерді немесе токтарды фазалы жиынтыын кп фазалы жйелердеп атайды.

азіргі тада барлы кп фазалы жйелерді ішіндегі е ке тараланы щ фазалы жйелер, былайша айтанда, олар бірдей жиілікті жне бірлей амплитудалы, ал фазалары жаынан бір – бірімен салыстыранда, 1200 – а ыысан, ш электр озаушы кшіні жиынтыынан тратын – электр озаушы кшіні ш фазалы симметриялы жйесі болып табылады.

Айнымалы токты ш фазалы жйесін 1891жылы орысты ататы нертапышы инженер М.О.Доливо – Добровольский ашан болатын.Онда ол жйені негізгі туындысы болып табылатын – генераторлады, трансформаторларды,беріліс желілерін жне ш фазалы токты двигательдерін ойлап тапты жне зерттеді.

1891жылы М.О.Доливо – Добровольскийді басшылыымен дние жзінде алаш рет ш фазалы айнымалы токпен электр энергиясын ашытыа беру жмысы іске асырылды. Кенеуі 15,2 кВ, п.э.к. 79 %, уаты 220 кВт (сол уаыт шін рекордты параметрлер еді) электр энергиясы, желісіні зындыы 150 км болатын ашытыа беріледі. азіргі тада, ш фазалы жйелер арылы уаты миллион кВт – тен асатын уаттар мынан астам км ашытытара те жоары пайдалы сер коэффициенттерімен беріледі.

 

Жлдызшалап асылан ш фазалы тізбекті есептеу.

 

В
ш генераторды рбір ормын энергияны ттынушыа жекелеп осуа болады, демек, бл жадайда ш бір – бірінен туелсіз фазалы тізбек алынады (1.1-сурет). Практикада мндай бір – бірімен байланысы жо тізбектер олданылмайды, себебі ш блек тізбектер шін алты сым ткізгіші керек, бл экономикалы жаынан тиімді емес.Генераторды орамдарын жлдызша осуды нтижесінде, генераторды ттынушымен осатын жйедегі байланысы жо алты сымды трт немесе шл сыма дейін азайтуа болады.

 
 
A


C
C
Z
Z
C
В
C
Z
A
X
A

1.1 - сурет

 

Электрлік схемада (1.2-сурет) генераторды орамдарын жлдызшалап осанда, ш орамны бір аттас ысыштарын ( X, Y, Z ) бір нктеге біріктіреді жне оны О рпімен белгілеп, генераторды нлдік нктесідеп атайды. ш фазалы жктемелерді соы штарын жлдызшалап осып, оларды бір 0’- нктесіне біріктіреді, оны жктемені нлдікнемесе бейтарап нктесідеп атайды. Жктемелерді екінші штарын генераторды A, B, C нктелеріне осатын сымдарды желілік сымдеп атайды.

Нлдік сымнемесе бейтарап сым деп генераторды жне жктемені нлдік нктелерін осатын сымды айтады, нлдік сымдаы токты I0 деп атайды. (1.2-сурет) токты о баыты шін 0’ –нктесінен 0 – нктесіне дейінгі баытты аламыз. ш сымды жйеде нлдік сым болмайды (1.2-сурет).

 
 
Желілік сым

 


ZC
ZB  
ZA
В  
C  
Нлдік сым

a)

 

)

1.2-сурет

 

Нлдік немесе бейтарап сыммен сым желілері арасындаы А , В ,С - кернеулерін фазалы кернеулердеп атайды. Фазалы кернеуді фазалы электр озаушы кшінен айырмашылыы генераторды орамында кернеуді тсу шамасындай болады. Сым желілері арасындаы АВ , ВС , СА – кернеулерін желілік кернеулерднп атайды. Мысалы, АВ – кернеуі А – нктесінен В – нктесіне баытталан ( 1.2, а – сурет).

Желілік сымдар арылы жретін токты А , В жне С деп белгілейді. Токтарды о баыты шін шартты трде генератордан жктемеге дейінгі баыт алынады. Кбіне, желілік токтар модульдері бойынша бірдей болады, сондытан желілік токтарды модулін ж деп белгілейді.

Барлы сымдарды кедергілерін ескермеген жадайда, абылдаыш пен генераторды ш фазаларындаы токтарын оай анытауа болады:

 

А = A / Z A , В = B / Z B , С = C / Z C . (1.1)

 

Ендеше нлдік сымдаы ток мынаан те:

 

0 = А + В + С . (1.2)

 

Барлы фазалар шін кедергілері

 

Z A = Z B = Z C = Z ф = Z Ф ej (1.3)

 

бірдей болатын абылдаышты симметриялы деп атайды.

Симметриялы режим жадайында ток р фазада электр озаушы кшіні осы фазалары бойынша = arctg X/R брышына алып отырады, мндаы R – жне Х – фазаларды активтік жне реактивтік кедергілері (1.3 – сурет).

А – фазасындаы токты бір фазалы тізбектегі ток секілді анытайды, ал симметриялы режимдегі генератор мен жктемені (абылдаышты) бейтарап нктелеріні потенциалдары бірдей болатындытан оларды бір – бірімен осуа болады. Олай болса:

А = A / Z A

тедеуін ескеріп, В- жне С- фазаларындаы токтарды А – тогы арылы рнектейміз:

В = а2 А , С = а А .

Симметриялы режимде бейтарап сымны болуы оан ешандай згеріс жасамайды, себебі ш фазаны токтарыны осындысы нлге те (Жалпы жадайда, фазалы жктемелер біралыпты болмаанда 0 – тогы нлге те болмайды ), яни ток болмайды:

 

0 = А + В + С = (1+а2+а) А= 0 . (1.4)

Сонымен, ш фазалы тізбекті симметриялы режимдегі жмысты есебі бір фазалы тізбекті есебіне сас болады. Бл жадайда сымны кері кедергісі (бейтарап) есепке алынбайды, себебі онда ток та, кернеу де болмайды.

Симметриялы ш фазалы жйеде фазалы кернеулерді серлік мндері бірдей болады:

U A = U B = U C = U Ф .

Енді

A = А , B = В , C = С (1.5)

Екенін ескере отырып, 1.2. а – суретіндегі схемадаы контурлар шін Кирхгофты екінші заын жазамыз. Сонда желілік кернеулер шін мынадай рнектер алынады:

АВ = A- B = А - В = Uжej30 ; (1.6)

ВC = B - C = В - С =Uжe-j90 ; (1.7)

СA = C - A = С - А = Uжej150 ; (1.8)

мндаы Uж – желілік кернеуді серлк мні.

 

 

               
 
 
   
 
   
ВC
   
- А
 

 

 

 

 


1.3 – сурет

1.3 – суретіндегі схемада энергия кзі мен абылдаышты (ттынушыны) жлдызшалап осандаы фазалы жне желілік кернеулерді векторлы диаграммасы келтірілген. 1.6 – тедеуі бойынша АВ – желілік кернеуі схемада А – жне (- В) – векторларыны осындысы трінде аныталан.Желілік кернеуді баса векторлары да осыан сас тсілмен аныталан.

Желілік кернеулерді алгебралы осындылары нлге те болады. Шынында да, (1.6), (1.7) жне (1.8) тедеулеріні о жне сол жатарын осындыласа соны аламыз:

АВ + ВC + СA = А - В + В - С + С - А = 0

(1.5) шарты бейтарап сым болан жадайда ол симметриялы та, симметриялы емес абылдаыштар шін орындалады, ал бейтарап сым болмаан жадайда тек симметриялы жадай шін орындалады. Екі жадайда да фазалы жне желілік кернеуліктер векторыны комплекстік мндері табандарындаы брыштары 300 болатын, ш бірдей те бйірлі шбрышты тзеді. Мны блай болу себебі симметриялы жйеде фазалы кернеулер бір – біріне те, яни U A = U B = U C = U Ф жне желілік кернеулер шамалары жаынан бірдей АВ = ВC = СA = ж .