BL2.ru

Трёхфазная цепь: звезда и треугольник

Задайте напряжение источника и сопротивления фаз Za, Zb, Zc из R, XL, XC — получите смещение нейтрали, фазные и линейные токи, ток нулевого провода, мощности P, Q, S по фазам и суммарно, а также схему, топографическую и векторную диаграммы. Нагрузка может быть несимметричной, фазу можно оборвать или закоротить.

Сопротивления фаз Z = R + j(XL − XC); для треугольника — ветви AB, BC, CA
R, Ом XL, Ом XC, ОмСостояние
ZA
ZB
ZC
Источник — прямая последовательность ABC (Ub отстаёт от Ua на 120°). Rn, Xn — сопротивление нулевого провода; пусто — идеальный провод. Короткое замыкание моделируется сопротивлением 1 мОм.
Рассчитать

Звезда и треугольник

При соединении звездой линейный ток равен фазному, а линейное напряжение в √3 раз больше фазного: Uл = √3·Uф. При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному, а линейный ток — разность фазных токов соседних ветвей, при симметрии Iл = √3·Iф.

Смещение нейтрали

Если нулевого провода нет, а нагрузка несимметрична, потенциал нулевой точки приёмника смещается: U(N'n) = (Ya·Ea + Yb·Eb + Yc·Ec) / (Ya + Yb + Yc), где Y = 1/Z. Напряжения на фазах перестают быть равными, одни перегружаются, другие недогружены. Нулевой провод с малым сопротивлением фиксирует нейтраль, но по нему течёт ток In = Ia + Ib + Ic.

Обрыв и короткое замыкание

Обрыв фазы звезды без нуля оставляет две другие последовательно на линейное напряжение. Короткое замыкание фазы звезды без нуля поднимает напряжение на остальных фазах до линейного. В треугольнике обрыв ветви не меняет токи остальных ветвей.

Мощность

Для каждой фазы S = U·I* = P + jQ, суммарная мощность — сумма по фазам. Для симметричной нагрузки P = √3·Uл·Iл·cos φ. Для несимметричной нагрузки общего cos φ как отношения P/S пользуются с оговоркой: он не равен косинусу угла ни одной из фаз.

Топографическая диаграмма

Каждой точке цепи соответствует точка на комплексной плоскости. Разность потенциалов между двумя точками — вектор между ними. Поэтому на диаграмме видны линейные напряжения (стороны треугольника ABC), фазные напряжения нагрузки (от N' к вершинам) и смещение нейтрали (отрезок n–N').

Частые вопросы

Как рассчитать несимметричную трёхфазную нагрузку?
Найдите комплексные сопротивления фаз, проводимости Y = 1/Z и смещение нейтрали, затем токи Ik = Yk·(Ek − Un). Калькулятор делает это автоматически и показывает шаги.
Чему равен ток в нулевом проводе?
Геометрической сумме линейных токов: In = Ia + Ib + Ic. При симметричной нагрузке он равен нулю.
Что будет при обрыве фазы?
В звезде с нулевым проводом остальные фазы не меняются, а в нуле течёт ток оборванной фазы со знаком минус. В звезде без нуля две оставшиеся фазы оказываются последовательно под линейным напряжением.
Как перевести линейное напряжение в фазное?
Uф = Uл / √3. Например, 380 В линейных — это 220 В фазных.
Как задать ёмкостную нагрузку?
Введите XC (в омах) — результирующее реактивное сопротивление фазы равно XL − XC; отрицательное означает ёмкостный характер.