Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам » Что такое симметричная и несимметричная нагрузка
Количество просмотров: 62522
Комментарии к статье: 3


Что такое симметричная и несимметричная нагрузка


В нормально функционирующей трехфазной сети линейные напряжения (напряжения между каждой парой фазных проводников) равны друг другу по величине и различаются между собой по фазе на 120 градусов. Соответственно и фазные напряжения (напряжения между каждым фазным проводником и нейтральным проводником) равны между собой по величине и имеют аналогичные различия по фазе.

Как следует из вышесказанного, углы сдвига фаз между данными напряжениями равны между собой. Это и называется «симметричная трехфазная система напряжений».

Если к такой сети подключить симметричную нагрузку, то есть такую трехфазную нагрузку, при которой токи каждой из фаз будут равны по величине и по фазе, то такая нагрузка создаст симметричную систему токов (с одинаковыми углами сдвига фаз между ними). Это возможно при условии, когда во всех трех фазах нагрузки имеются одинаковые реактивные и активные сопротивления, то есть Za = Zb = Zc.

Поэтому и фазные токи оказываются в данных условиях равными по величине и по углу сдвига фаз между ними. Примеры симметричных нагрузок: трехфазный асинхронный двигатель, три одинаковые лампы накаливания — каждая на своей фазе, симметрично нагруженный трехфазный трансформатор и т.д.

Трехфазный счетчик электроэнергии

Рассмотрим векторную диаграмму токов симметричной трехфазной нагрузки. Здесь легко увидеть, что геометрическая сумма векторов трех фазных токов обращается в ноль. Это значит, что при симметричной нагрузке ток нейтрального проводника будет равен нулю, и практически надобность в его использовании отпадает.

Если же к этой трехфазной сети с симметричной системой напряжений подключить несимметричную нагрузку, то есть такую нагрузку, при которой комплексные сопротивления нагрузки в каждой фазе различны (Za ≠ Zb ≠ Zc), то нагрузка создаст систему токов, которые будут различаться между собой по величине и по направлению (по сравнению с диаграммой токов, характерной для симметричной нагрузки). Значения этих фазных токов можно найти по закону Ома.

Векторная диаграмма для симметричной нагрузки

И тогда геометрическая сумма токов не обратится в ноль, а значит и в нейтральном проводнике будет иметь место переменный ток, поэтому нейтральный проводник в данном случае необходим. Примеры несимметричных нагрузок: лампы накаливания разной мощности в трех фазах, несимметрично нагруженный трехфазный трансформатор, нагрузки с разными коэффициентами мощности в трех фазах и т. д.

Нейтральный провод в данном случае обеспечит сохранение симметрии фазных напряжений несмотря на то, что нагрузка несимметрична. Вот почему четырехпроводная сеть допускает включение однофазных потребителей различной мощности и характера импеданса в разные фазы. Цепь каждой нагруженной фазы будет находится под фазным напряжением генератора независимо от разницы нагрузок между фазами.

Векторная диаграмма несимметричной нагрузки

Здесь изображена векторная диаграмма несимметричной нагрузки. На диаграмме легко видеть, что за счет наличия нулевого провода, ток в нем представляет собой геометрическую сумму векторов токов каждой из фаз, при этом фазные напряжения не испытывают перекоса, который непременно бы возник если бы нулевого провода при несимметричной нагрузке не было.

Если по какой-нибудь причине нейтральный провод оборвется во время питания несимметричной нагрузки, то возникнет резкий перекос напряжений и токов трехфазной сети, который может привести к аварии.

Перекос случится в этом случае потому, что три цепи нагрузки, питаемые трехфазным источником, вместе со внутренним сопротивлением источника, образуют три цепи разного импеданса, падение напряжения на каждой из которых будет разным и система напряжений трехфазной сети перестанет поэтому быть симметричной. Подробнее об этом смотрите здесь: Причины и последствия обрыва нулевого провода в электросети

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Трёхфазная система электроснабжения
  • Почему греется нулевой провод
  • Защита домашней электропроводки от обрыва нуля
  • Обрыв общего нулевого провода в подъездном электрощите: опасность перенапря ...
  • Мероприятия, уменьшающие возможность повреждения обмоток трехфазных двигате ...
  • Почему выключатель размыкает фазу, а не ноль?
  • Как выбрать сечение кабеля - советы проектировщика
  • Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?
  • Регулятор напряжения для плавного регулирования мощности на нагрузке
  • 380 из 220, или как инвертор для создает из однофазного трехфазный ток
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

    FAQ, Основы электричества, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Николай |

    Создать одинаковую нагрузку фаз практически невозможно. По опытным данным даже в кабельных сетях Москвы и Санкт-Петербурга, где вводы в крупные жилые здания выполняются, как правило, трехфазными, нагрузки по фазам отличаются на 20—25% и более, особенно в домах с электроплитами.

    Несимметричные нагрузки вызывают смещение нейтрали и дополнительные отклонения напряжения в отдельных фазах сети в разных (положительном и отрицательном) направлениях. Имея в виду, что все средства регулирования напряжения, как правило, воздействуют на все три фазы электрической сети, для того, чтобы отклонения напряжения у электроприемников не выходили за допустимые пределы, приходится ориентироваться либо на соответственно повышенные нагрузки, либо на соответственно сниженные допустимые потери напряжения.

    Величина асимметрии выявляется многочисленными и длительными измерениями в различных пунктах сети, и после математической обработки в расчетные формулы вводятся поправочные коэффициенты, позволяющие затем вести расчеты потерь напряжения, как для сети с равномерной нагрузкой фаз.

    Да, и при несимметричной нагрузке фазные отклонения напряжения состоят из двух составляющих — отклонений, соответствующих режиму равномерно нагруженной сети, и отклонений, определяемых несимметричными нагрузками.

      Комментарии:

    #2 написал: Сергей |

    Симметричная нагрузка - это тип электрической нагрузки, при котором все фазы нагружены одинаково. Это означает, что все три фазы имеют одинаковый ток и напряжение, а угол между напряжением и током составляет 120 градусов. Симметричная нагрузка обычно встречается в промышленных установках, где все оборудование работает на трехфазном токе.

    Несимметричная нагрузка - это нагрузка, при которой токи и напряжения на разных фазах не равны. Это может происходить из-за различных причин, таких как наличие однофазных нагрузок, неравномерное распределение нагрузок по фазам, повреждение изоляции или неправильная коммутация. Несимметричная нагрузка может привести к нежелательным явлениям, таким как перегрев кабелей, потеря мощности и снижение эффективности работы системы электроснабжения.

      Комментарии:

    #3 написал: Valter |

    Симметричная нагрузка в электрической системе - это тип нагрузки, при котором все три фазы нагружены одинаково, имеют одинаковый ток и напряжение, угол между напряжением и ток составляет 120 градусов. При симметричной структуре фазные токи в разных фазах одинаковы, а линейные токи будут в √3 раза больше. Симметричная нагрузка обычно соответствует равномерным распределениям нагрузки по фазам. Несимметричная нагрузка, напротив, возникает, когда не выполняются условия симметричной нагрузки, то есть когда фазы нагружены неравномерно, имеют разные токи и напряжения, что может привести к резкому перекосу напряжений и токовфазной сети. Несимметрия может быть вызвана неоднородностью или другими факторами.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.