§ 3. Четырёхпроводная цепь при соединении приёмника звездой
1. Симметричная активная нагрузка (рис. 19)
На схеме (рис. 19, а) показаны положительные направления токов
,
,
и
.
При симметричной нагрузке
и нулевой провод не требуется. Нулевая
точка О’ приёмника совпадает с
нулевой точкой О источника питания.
Векторные
Рис. 19.
диаграммы напряжений и токов такие же, как и для трёхпроводной цепи при симметричной нагрузке.
Несимметричная активная нагрузка
При несимметричной нагрузке
.
Если сопротивление
равно нулю, то
не вызовет падение напряжения
и нулевая точка О’ приёмника, как
и при симметричной нагрузке, совпадает
с нулевой точкой О источника питания.
Приёмник будет работать нормально без
искажения фазных напряжений.
В конце этого параграфа рассмотрен
случай, когда
и нулевая точка О’ приёмника не
совпадает с нулевой точкой О источника
питания.
1) Общий случай (рис. 20, 21),
(сопротивления во всех фазах активные,
в фазе а сопротивление изменяется
от нуля до бесконечности).
Рис.20.
При
(рис. 20) ток
– ток в фазе а при равномерной
нагрузке, то есть когда
).
Рис. 21.
При выбранном положительном направлении
токов (рис. 20, а) согласно первому
закону Кирхгофа
,
откуда
Ток
имеет положительное значение, находится
в фазе с т оком
и на векторной диаграмме (рис. 20, б)
отложен вверх по оси вещественных чисел.
При
(рис. 21) ток
Ток имеет отрицательное значение, находится в противофазе с т оком и на векторной диаграмме (рис. 21, б) отложен вниз по оси вещественных чисел.
Короткое замыкание фазы а (рис. 22).
При коротком замыкании ток в фазе а достигает больших значений и наступает аварийный режим. Перегорает предохранитель фазы а и возникает новый предельный случай разрыва провода фазы а (рис. 23).
Разрыв (отключение) фазы а (рис. 23),
Ток в фазе а после обрыва провода равен нулю; тогда
Рис. 22.
Ток в нулевом проводе равен фазному току
до обрыва провода и противоположен ему
по фазе
Фазные напряжения
и
остаются неизменными по величине, и,
следовательно, приёмники в фазах b
и с работают в нормальных условиях.
Вывернута фаза А источника питания (рис. 24),
Вектор фазного напряжения
источника питания совместим с осью
вещественных чисел; тогда
Фазные токи
Рис. 23.
По первому закону Кирхгофа
.
По сравнению с токами при симметричной нагрузке ( § 3, п. 1) в этом случае, как видно из расчёта и векторной диаграммы (рис. 24, б), токи в фазах b и с остались без изменения, а ток в фазе а, оставаясь по величине таким же, изменился по фазе. Ток в нулевом проводе равен по величине двойному фазному току и противоположен току фазы а при симметричной нагрузке.
Рис. 24.