S

S.I.9a. Caracterizare general a circuitelor trifazate de curent alternativ in r.p.s.

b.Conexiunea stea a circuitelor trifazate (notaii:Y-stea,Y0 -stea cu nul accesibil)

a. Caracterizare general a circuitelor trifazate de c.a. in r.p.s.

(n prezent energia electric este aproape n exclusivitate produs, transportat i distribuit la consumatori n sisteme trifazate de curent alternativ sinusoidal, de frecven industrial de 50Hz. Utilizarea circuitelor trifazate prezint o serie de avantaje n raport cu cele monofazate, precum urmtoarele:

1) cantitea de material, costul liniilor de transport ;i pierderile de energie pe reea n exploatare sunt mai mici prin reducerea numrului de conductoare de la 6 ( pentru trei circuite monofazate ) la 3conductoare de linie plus conductorul de nul , de seciune mai mic, n cazul sistemelor trifazate.

De la 6 la 3+1 (RST+N) conductoare = 50% economie material

2) funcionarea motoarelor sincrone i asincrone trifazate ( consumatori importani de energie electric)se bazeaz pe producea cmpuui magnetic nvrtitor realizat cu ajutorul sistemelor trifazate de cureni

3) n condiii egale (aceeai putere, frecven, tensiune etc.) generatoarele, motoarele i transformatoarele trifazate sunt mai uoare, mai ieftine i au un randament superior mainilor i transformatoarelor monofazate; Generatoarele din centrale electrice sunt GENERATOARE SINCRONE TRIFAZATE.

4) exist posibilitatea cuplrii la o reea trifazat att a consumatorilor de energie electric trifazai ct i monofazai;

5) se obin n sistemul trifazat dou tensiuni diferite ca valoare i faz, uf , ul ntre care exist relaia: .

1. Un sistem trifazat de circuite electrice este un ansamblul de trei circuite electrice n care acioneaz trei t.e.m. sinusoidale de aceeai frecven, dar defazate una fa de alta, de regul egal, cu 2(/3 rad. Cele trei circuite care alctuiesc un sistem trifazat poart denumirea de circuite de faz sau simplu, faze.

n circuitele trifazate se stabilesc sisteme trifazate de mrimi (tensiuni, cureni, fluxuri etc.) care sunt formate din trei semnale sinusoidale, de aceeai frecven dar avnd faze iniiale diferite i se pot scrie n RCS de forma:

(1)

2. Sistemul trifazat de mrimi este simetric dac cele trei semnale care-l compun au aceeai amplitudine (valoare efectiv) i sunt defazate ntre ele simetric, cu acelai unghi, egal cu 2(/3 radiani. Prin urmare sistemul trifazat de semnale (1) este simetric dac:

M1 = M2 = M3, iar

(1 - (2 = (2 - (3 = (3 - (1 = 2(/3. (2)

Dac nu este satisfcut una sau ambele condiii precizate mai sus, sistemul trifazat de mrimi este nesimetric.

3.- Un receptor trifazat este alctuit din trei impedane complexe de forma: i este alimentat cu un sistem trifazat de t.e.m. 4.- Receptorul trifazat este echilibrat dac este format din trei impedane complexe identice, ndeplinind condiiile: Z1 = Z2 = Z3 = Z i . (3)

Un astfel de receptor trifazat echilibrat este contituit de exemplu de nfurrile unui motor asincron trifazat etc. Dac cele trei impedane nu sunt identice se spune c receptorul trifazat este dezechilibrat.

5.- Regimul de funcionare al circuitelor trifazate este simetric dac toate semnalele (t.e.m., cureni, tensiuni, fluxuri) formeaz sisteme trifazate simetrice de mrimi. In caz contrar, regimul circuitelor respective este nesimetric. Regimul simetric de funcionare este posibil numai n situaia particular n care receptorul trifazat este echilibrat i sistemul trifazat al t.e.m. de alimentare este simetric

Expresiile a trei t.e.m. induse, care formeaz un sistem trifazat simetric i v.e.c. asociate n complex simplificat sunt de forma:

EMBED Equation.2 (4)

Variaia n timp a t.e.m. care compun sistemul trifazat simetric de semnale (4) este prezentat n fig. 1, iar f.c.p. asociai n planul coplex fig.2. Att din fig.1, ct i din fig. 2, se observ c suma valorilor instantanee (imaginilor complexe sau fazorilor) ale mrimilor care compun un sistem trifazat simetric este egal cu zero, respectiv:

.(5)

Fig. 1

Fig. 2

Dac se utilizeaz operatorul de rotaie:

,(6)

sistemele trifazate simetrice, direct, respectiv invers, de t.e.m. pot fi exprimate sub formele mai simple:

(7)

Operatorul complex

satisface relaiile:

, unde k = 1, 2, ...,n.

(8)

Conexiunile circuitelor trifazate - Generaliti

Fie un generator trifazat care produce sistemul trifazat de t.e.m.

i un receptor trifazat caracterizat prin impedanele complexe

.

Transportul energiei electrice de la generator la receptor se poate efectua utiliznd ase conductoare (Fig.3); circuitul trifazat astfel obinut, coninnd trei circuite monofazate independente, se numete neconectat i este neeconomic. Reducerea numrului conductoarelor liniei de transport, de la ase la trei, R,S,T (sau patru, R,S,T+N : 3 conductoare de linie (faz de transport), R,S,T plus un conductor de nul, N de seciune mai mic), este posibil prin conectarea circuitelor trifazate n stea sau triunghi.

Fig. 3

(nfurrile generatoarelor (transformatoarelor), respectiv impedanele receptoarelor pot fi conectate att n stea, ct i n triunghi, conexiunea receptorului (modul de legare a celor trei impedane) fiind independent de conexiunea generatorului (modul de legare a celor trei nfurri de faz).

Conexiunile circuitelor trifazate sunt caracterizate prin dou categorii de mrimi, de faz i de linie, definite astfel:

1. - tensiunea de faz (uf) constituie

- tensiunea de la bornele unei nfurri a generatorului/transformatorului, sau - de la bornele unei impedane a receptorului, sau

- ntre un conductor de faz i conductorul de nul ale reelei trifazate;

- curentul de faz (if) reprezint

- curentul care parcurge o nfurare de faz a generatorului/transformatorului,

- sau o impedan de faz a receptorului;

- tensiunea de linie (ul), denumit i tensiune compus, constituie

- tensiunea dintre dou borne de acces ale generatorului sau

- ale receptorului, sau,

- ntre dou conductoare de faz ale reelei trifazate de transport;

- curentul de linie (il) este curentul care parcurge conductoarele de faz, R,S,T, ale reelei trifazate de transport, dintre generator/transformator i receptor.S.I.9 b. Conexiunea n stea ( notaii:Y- stea, Y0 - stea cu nul accesibil )

(nfurrile unui generator (transformator) trifazat se conecteaz n stea (Fig. 1) legnd sfriturile lor X,Y,Z ntr-un punct comun, numit neutrul generatorului (O), iar nceputurile nfurrilor, A,B,C - la cele 3 conductoare ale reelei de transport, R, S, T (de impedane

), spre receptor. n mod similar, se conecteaz n stea i impedanele

ale unui receptor trifazat, punctul comun constituind neutrul receptorului (O'). Conductorul de legtur ntre punctele neutre O, O' se numete conductor de nul (neutru), avnd impedana

i fiind parcurs de curentul de nul,

.

Fig. 1

Utiliznd reprezentarea analitic n complex simplificat, se folosesc urmtoarele notaii:

- tensiunile de faz - la bornele generatorului :

,

- la bornele receptorului :

, iar

- pe reea : ;

- tensiunile de linie - la generator :

,

- la receptor :

, iar

- pe reea : .

- curenii de faz - ai generatorului :

,

- ai receptorului :

, iar

- curenii de linie :

.

- curentul de nul :

- impedanele conductoarelor de faz ale reelei :

EMBED Equation.2 .

1. Indiferent de regimul simetric sau nesimetric al circuitului receptor trifazat, ntre mrimile sale de faz i de linie exist urmtoarele relaii.

- Curenii de faz

coincid cu curenii de linie

, ,

ntruct punctele A, B, C, 1, 2 i 3 reprezint continuiti, nefiind noduri de ramificaie n circuitul considerat:

,

,

;

(1)

-Tensiunile de linie i cele de faz la receptor sunt legate prin relaii ce rezult prin aplicarea teoremei a II-a a lui Kirchhoff circuitelor 12O'1, 23O'2, respectiv 31O'3:

(2)

2. (n regim simetric (receptorul este echilibrat, avnd impedanele identice:

(

(

=

, Z1 = Z2 = Z3 , (Z1 = (Z2 = (Z3 i este alimentat cu un sistem trifazat simetric de tensiuni de faz,

), mrimile de faz i de linie (tensiuni i cureni) formeaz sisteme simetrice, cu valori efective egale i se pot scrie relaiile:

(3)

- (ntre valorile efective ale curenilor de linie i de faz exist relaia evident:

.(4)

- Relaia ntre valorile efective ale tensiunilor de linie i de faz se obine imediat din diagrama fazorial (Fig.2) corespunztoare ecuaiilor de tensiuni (2); pentru regim simetric, rezult relaia geometric,, care, innd cont de (3), devine:

.

(5)

Fig. 2

Prin urmare, la conexiunea (n stea a circuitelor trifazate, n regim simetric, valoarea efectiv a tensiunii de linie este de

ori mai mare dect valoarea efectiv a tensiunii de faz, iar curentul de linie este egal cu cel de faz.

n regim simetric, conductorul de nul poate lipsi deoarece, aplicnd teorema I-a a lui Kirchhoff n nodul O', rezult c suma curenilor este nul:

(6)

Dac regimul este nesimetric, din cauza receptoarelor dezechilibrate, valoarea curentului de nul este semnificativ:

I0 ( 0. (7)

In acest caz transportul energiei electrice se realizeaz prin patru conductoare: trei conductoare de faz/linie, R,S,T (dimensionate n funcie de valorile efective ale curenilor de linie) i un conductor de nul, N (dimensionat pentru valoarea efectiv a curentului I0, mai mic dect cea a curentului de linie).

Tensiunea nominal a unei reele trifazate, prin definiie, este tensiunea sa de linie i are valori standardizate. Pentru alimentarea cu joas tensiune (JT) aceste valori sunt de 220V, 380V i 660V. Aadar cele dou valori de tensiune disponibile la o reea trifazat, Ul/Uf, vor fi: 220V/127V, 380V/220V, respectiv 660V/380V.

_946707776.unknown

_1392456829.unknown

_1444979280.unknown

_1445317273.unknown

_1476773301.unknown

_1476773319.unknown

_1476773324.unknown

_1476131235.unknown

_1476638603.unknown

_1445316131.unknown

_1425961118.unknown

_1432449623.unknown

_1444896236.unknown

_1425961163.unknown

_1392633911.unknown

_946725916.unknown

_1392455165.unknown

_1392456753.unknown

_1330410733.unknown

_1330410846.unknown

_1330410888.unknown

_1330410844.unknown

_946725970.unknown

_1098092639.unknown

_946708035.unknown

_946708438.unknown

_946725867.unknown

_946708067.unknown

_946708087.unknown

_946708050.unknown

_946707896.unknown

_946708019.unknown

_946707844.unknown

_946707152.unknown

_946707471.unknown

_946707652.unknown

_946707717.unknown

_946707568.unknown

_946707389.unknown

_946707450.unknown

_946707293.unknown

_932637580.unknown

_935321717.unknown

_946707101.unknown

_932637635.unknown

_932638178.unknown

_925120032.unknown

_925120538.unknown

_925121245.unknown

_925121428.unknown

_932636639.unknown

_925121396.unknown

_925120719.unknown

_925120155.unknown

_925119370.unknown

_925120021.unknown

_925118780.unknown