Вопрос 24

При соединении фазных обмоток источника трехфазного тока (например, генератора) по схеме «звезда с нулевым проводом» концы его трех обмоток соединяют в общий узел 0, который называется нулевой точкой, или нейтралью источника (рис. 206). Приемники электрической энергии объединяют в три группы Z_A, Z_B и Z_c (фазы нагрузки), концы которых также соединяют в общий узел 0′ (нулевая точка, или нейтраль нагрузки). Обмотки источника соединяют с фазами нагрузки четырьмя проводами. Провода 1, 2 и 3, присоединенные к началам фазных обмоток (А, В, С), называют линейными. Провод 4, соединяющий нулевые точки 0 и 0′, называют нулевым, или нейтральным. Напряжения u_А, u_в и u_с между началами и концами обмоток отдельных фаз источника или фаз нагрузки Z_A, Z_B и Z_c называют фазными. Они равны также напряжениям между каждым из линейных проводов и нулевым проводом. При отсутствии потери напряжения в обмотках источника (при холостом ходе) фазные напряжения равны соответствующим э. д. с. в этих обмотках. Фазными токами i_A, i_B, i_c называют токи, протекающие по обмоткам источника или фазам нагрузки Z_A, Z_B и Z_c. Напряжения u_AB, u_BC, u_CA между линейными проводами и токи, проходящие по этим проводам, называют линейными.

Примем условно за положительное направление токов i_A, i_B и i_c в фазах источника — от конца соответствующей фазы к ее началу,

206

в фазах нагрузки — от начала к концу, а в линейных проводах — от источника к приемнику. Будем считать положительными напряжения u_А, u_B и u_C в фазах источника и нагрузки, если они направлены от начала фаз к концам, а линейные напряжения u_АВ, u_BC, u_СА — если они направлены от предыдущей фазы к последующей.

Из рис. 206 следует, что в схеме «звезда» линейные токи равны фазным, т. е. I_л = I_ф, так как при переходе от фазы источника или нагрузки к линейному проводу нет каких-либо ответвлений. Мгновенные значения напряжений согласно второму закону Кирхгофа:

В опрос 25

Симметричными называют приемники, комплексы сопротивлений фаз которых равны между собой:

Если это условие не выполняется, то приемники называются несимметричными, при этом нагрузка может быть равномерной, если или однородной, если .

Рис. 3.8. Схема четырехпроводной трехфазной цепи.

Исходя из схемы рис. 3.8. и пренебрегая сопротивлениями линейных и нейтрального проводов, можно утверждать, что фазные напряжения приемника будут равны фазным напряжениям источника: ; ; .

Тогда токи в каждой фазе симметричной нагрузки ( ):

(3.9.)

А ток в нейтральном проводе:

При соединении фаз приемника фазные и линейные токи равны между собой:

При симметричной нагрузке токи в фазах равны по величине и сдвинуты по фазе на один и тот же угол относительно соответствующих фазных напряжений (рис. 3.9).

При симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе отсутствует ( ) и необходимость в этом проводе отпадает. Четырехпроводная цепь без нейтрального провода становится трехпроводной.

Рассмотрим теперь вопрос, каковы будут линейные напряжения (рис.3.8.).Линейное напряжение, например, между фазами А и В может быть записано так (см. формулу 3.8): Используя оператор “a”, это выражение будет представлено таким образом: .

Переходя от комплексного представления к модульному можно записать:

Таким образом, если четырехпроводная система напряжений симметрична, то при соединении звездой линейное напряжение в раза больше фазного напряжения и опережает его на угол

Для определения токов при симметричной нагрузке достаточно определить ток только в одной фазе. Зачастую в инженерной практике симметричная цепь изображается в виде однолинейной схемы. В трехпроводную цепь при соединении нагрузки включают только симметричные трехфазные приемники (двигатели, электрические печи и др.).