Kas ir simetriska un asimetriska slodze?

Normāli funkcionējošā trīsfāžu tīklā līnijas spriegumi (spriegumi starp katru fāzes vadītāju pāri) ir vienādi pēc lieluma un fāzē atšķiras par 120 grādiem. Attiecīgi fāzes spriegumi (spriegumi starp katru fāzes vadītāju un neitrālu vadītāju) ir vienādi pēc lieluma, un tiem ir līdzīgas fāzu atšķirības.

Kā izriet no iepriekšminētā, fāzes leņķi starp šiem spriegumiem ir vienādi viens ar otru. To sauc "Simetriska trīsfāzu sprieguma sistēma".

Ja jūs savienojat simetrisku slodzi ar šādu tīklu, tas ir, trīsfāžu slodzi, kurā katras fāzes strāvas ir vienādas pēc lieluma un fāzes, tad šāda slodze radīs simetrisku straumju sistēmu (ar vienādu fāzes leņķi starp tām). Tas ir iespējams, ja visās trīs slodzes fāzēs ir identiskas reaktīvās un aktīvās pretestības, tas ir, Za = Zb = Zc.

Tāpēc šajos apstākļos fāzes strāvas izrādās vienādas pēc lieluma un fāzes leņķī starp tām. Simetrisku slodžu piemēri: trīsfāzu indukcijas motors, trīs identiskas kvēlspuldzes - katra savā fāzē, simetriski noslogots trīsfāzu transformators utt.

Apsveriet simetriskas trīsfāzu slodzes strāvu vektoru diagrammu. Šeit ir viegli redzēt, ka trīsfāzu strāvu vektoru ģeometriskā summa izzūd. Tas nozīmē, ka ar simetrisku slodzi neitrāla vadītāja strāva būs nulle, un to praktiski nav nepieciešams izmantot.

Ja jūs savienojat asimetrisko slodzi ar šo trīsfāzu tīklu ar simetrisku sprieguma sistēmu, tas ir, slodzi, kurā sarežģītās slodzes pretestības katrā fāzē ir atšķirīgas (Za ≠ Zb ≠ Zc), tad slodze radīs strāvu sistēmu, kas atšķirsies pēc lieluma un virzienā (salīdzinājumā ar pašreizējo diagrammu, kas raksturīga simetriskai slodzei). Šo fāzu strāvu vērtības var atrast saskaņā ar Ohma likumu.

Un tad strāvu ģeometriskā summa neizzūd, kas nozīmē, ka neitrālā vadītājā notiks maiņstrāva, tāpēc šajā gadījumā ir nepieciešams neitrāls vadītājs. Asimetrisko slodžu piemēri: dažādu jaudu kvēlspuldzes trīs fāzēs, asimetriski noslogots trīsfāzu transformators, slodzes ar dažādiem jaudas koeficientiem trīs fāzēs utt.

Neitrālais vads šajā gadījumā nodrošinās fāzes sprieguma simetrijas saglabāšanu, neskatoties uz to, ka slodze ir asimetriska. Tāpēc četru vadu tīkls ļauj iekļaut vienfāzes patērētājus ar dažādu jaudu un pretestības raksturu dažādās fāzēs. Katras noslogotās fāzes ķēde atradīsies zem ģeneratora fāzes sprieguma, neatkarīgi no slodžu starpības starp fāzēm.

Šeit ir asimetriskas slodzes vektoru diagramma. Diagrammā ir viegli redzēt, ka neitrālas stieples klātbūtnes dēļ tajā esošā strāva attēlo katras fāzes strāvas vektoru ģeometrisko summu, savukārt fāzes spriegumi neizjūt izkropļojumus, kas noteikti būtu radušies, ja nebūtu bijis neitrāla stieples ar asimetrisku slodzi.

Ja kāda iemesla dēļ nelīdzsvarotas slodzes padeves laikā neitrālais vads saplīst, tad trīsfāzu tīkla spriegumos un strāvos būs strauji kropļoti, kas var izraisīt negadījumu.

Izkropļojumi notiks šajā gadījumā, jo trīsfāzu avota piegādātās trīs slodzes shēmas kopā ar avota iekšējo pretestību veido trīs dažādas pretestības ķēdes, sprieguma kritumi katrā no tām būs atšķirīgas, un tāpēc trīsfāzu tīkla sprieguma sistēma pārstās būt simetriska.Vairāk par to varat uzzināt šeit:Elektrības tīkla nulles pārtraukuma cēloņi un sekas