Kas yra simetrinė ir asimetrinė apkrova?

Įprastai veikiančiame trifaziame tinkle linijinė įtampa (įtampa tarp kiekvienos fazių laidininkų poros) yra lygi dydžiu ir skiriasi faze 120 laipsnių. Atitinkamai fazių įtampa (įtampa tarp kiekvieno fazės laidininko ir neutralaus laidininko) yra lygi dydžiu ir turi panašius fazių skirtumus.

Kaip išdėstyta aukščiau, fazių kampai tarp šių įtampų yra lygūs vienas kitam. Tai vadinama "Simetrinė trifazė įtampos sistema".

Jei prie tokio tinklo prijungsite simetrišką apkrovą, tai yra, trifazę apkrovą, kurioje kiekvienos fazės srovės yra lygios dydžiu ir faze, tada tokia apkrova sukurs simetrišką srovių sistemą (su tuo pačiu fazės kampu tarp jų). Tai įmanoma, jei visose trijose apkrovos fazėse yra vienodas reaktyvusis ir aktyvusis pasipriešinimas, tai yra, Za = Zb = Zc.

Todėl fazinės srovės tokiomis sąlygomis gali būti lygios dydžiu ir fazės kampu tarp jų. Simetriškų apkrovų pavyzdžiai: trifazis indukcinis variklis, trys vienodos kaitrinės lempos - kiekviena savo fazėje, simetriškai pakrautas trifazis transformatorius ir kt.

Apsvarstykite simetriškos trifazės apkrovos srovių vektorinę diagramą. Čia nesunku pastebėti, kad trifazių srovių vektorių geometrinė suma išnyks. Tai reiškia, kad esant simetriškai apkrovai, neutralaus laidininko srovė bus lygi nuliui, ir jo praktiškai nereikia naudoti.

Jei prie šio trifazio tinklo prijungsite asimetrinę apkrovą su simetrine įtampos sistema, tai yra apkrova, kurios skirtingi apkrovos atsparumai kiekvienoje fazėje yra skirtingi (Za ≠ Zb ≠ Zc), tada apkrova sukurs srovių sistemą, kuri skirsis dydžiu ir kryptimi (palyginti su simetriškos apkrovos dabartine schema). Šių fazių srovių reikšmes galima rasti pagal Ohmo įstatymą.

Ir tada geometrinė srovių suma nepasisuks į nulį, o tai reiškia, kad neutraliame laidininke įvyks kintama srovė, todėl neutralus laidininkas šiuo atveju yra būtinas. Asimetrinių apkrovų pavyzdžiai: skirtingos talpos kaitinamosios lempos trijose fazėse, asimetriškai pakrautas trifazis transformatorius, apkrovos su skirtingais galios koeficientais trijose fazėse ir kt.

Neutralus laidas tokiu atveju užtikrins fazės įtampos simetrijos išsaugojimą, nepaisant to, kad apkrova yra asimetriška. Štai kodėl keturių laidų tinklas leidžia įtraukti skirtingų fazių vienfazius vartotojus ir varžos pobūdį skirtingose ​​fazėse. Kiekvienos pakrautos fazės grandinė bus generatoriaus fazės įtampa nepriklausomai nuo apkrovų skirtumų tarp fazių.

Čia yra asimetrinės apkrovos vektorinė schema. Diagramoje nesunku pastebėti, kad dėl neutralios vielos buvimo joje esanti srovė žymi kiekvienos fazės srovės vektorių geometrinę sumą, tuo tarpu fazių įtampa nepatiria iškraipymų, kurie tikrai būtų atsiradę, jei nebūtų buvę neutralaus laido su asimetrine apkrova.

Jei dėl kažkokių priežasčių neutralus laidas nutrūksta tiekiant nesubalansuotą apkrovą, tada smarkiai iškrypsta trifazio tinklo įtampa ir srovės, o tai gali sukelti avariją.

Iškraipymas įvyks tokiu atveju, nes iš trijų fazių šaltinio tiekiamos trys apkrovos grandinės kartu su vidine šaltinio varža sudaro tris skirtingos varžos grandines, kurių įtampos kritimas kiekvienoje bus skirtingas, todėl trifazio tinklo įtampos sistema nustos būti simetriška.Sužinokite daugiau apie tai čia:Nutraukto nulinio tinklo laido priežastys ir pasekmės