II Расчет и анализ трехфазных цепей

Общие замечания

Как было отмечено, с принципиальной точки зрения трехфазные цепи – это обычные сложные цепи синусоидального тока, в полной мере подчиняющиеся всем изученным ранее законам, методам и принципам расчета. Естественно, что расчет таких цепей следует проводить символическим методом с использованием комплексных изображений синусоидальных величин и параметров цепи, как и собственно законов и методов расчета (эквивалентных преобразований, контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора и др.).

В связи с этим встречающиеся в ряде случаев утверждения о том, что расчет трехфазных цепей сложнее обычных электрических цепей ошибочно.

Например, следует видеть и понимать, что трехфазная цепь типа «звезда – звезда» с нулевым проводом при наличии в линейных и нулевом проводах сопротивлений , и электрическая цепь рис 15, принципиально – одна и та же электрическая цепь, имеющая два узла, четыре ветви и три ячеечных контура с одним и тем же составом элементов.

Рис. 15.

В то же время трехфазные цепи при расчете оказываются существенно проще обычных сложных цепей в связи с жесткими правилами их компоновки. Эти правила позволили сформировать простые и легко запоминающиеся зависимости между напряжениями и токами характерными только для трехфазных цепей. Эти специфические зависимости в ряде случаев позволяют при расчете трехфазных цепей обходиться без составления и решения систем уравнений, что, как правило, является обязательным для обычных цепей.

Одновременно эти устойчивые зависимости и ограничения, накладываемые на трехфазные цепи, существенно упрощают построение векторных диаграмм, позволяя на их основе прогнозировать поведение цепи в различных режимах ее работы даже без расчета.

Векторные диаграммы являются мощным средством для понимания электромагнитных взаимодействий в трехфазных цепях, для оперативного анализа нестандартных ситуаций в них, являясь важным показателем квалификации инженера-электрика.

Далее рассматриваются конкретные примеры расчета и анализа трехфазных цепей различных конфигураций. При рассмотрении примеров в большинстве случаев будем исходить из наиболее актуальных для электроэнергетических систем случаев, когда на стороне генератора имеет место симметричная система ЭДС.