Несвязанная трехфазная система электрических цепей

Н а схемах замещения обмотки трехфазного генератора обозна­чают следующим образом, и условно принимают направле­ние ЭДС от конца к началу обмотки положительным.

Если каждую обмотку трехфазного генератора соединить своим приемником, образуются три независимые цепи, каждая со своим током. Одна такая цепь с ее элементами в практике называется фазой.

В несвязанной трехфазной системе генератор с приемником энергии соединяется шестью проводами. Большое число соедини­тельных проводов — основной недостаток несвязанных систем, ко­торые поэтому и не применяются. Сокращение числа соединитель­ных проводов достигается в связанных системах, где обмотки гене­ратора, как и отдельные фазы приемника, электрически связаны ме­жду собой и образуют трехфазные цепи.

Трехфазная цепь называется симметричной, если комплек­сы сопротивлений всех ее фаз одинаковы.

Соединение звездой при симметричной нагрузке

Т акую систему легко полу­чить из несвязанной системы.Концы обмоток источника X, Y, Zсоединяются в общую точкуN, называемую нулевой точкой, или нейтралью. Провода, со­единяющие начала А, В и С обмоток источника с приемником (линейные провода), сохраняются: три провода, присоединенных к концам обмоток, заменяются одним. Благодаря этому в приемнике также образуется нулевая точкаN'(нейтраль). Нулевые точки ис­точника энергии и приемника могут быть связаны проводом, кото­рый называется нулевым, или нейтральным. В этом случае получается связанная четырехпроводная трехфазная систе­ма электрических цепей.

Фазные и линейные напряжения

Р азность потенциалов между линейными зажимами и нейтралью называется фазным напряжением и обозначаются

Фазные напряжения источника есть напряжения между начала­ми и концами фаз, они отличаются от ЭДС на величину падения на­пряжения в обмотках. Если сопротивлением обмоток можно пре­небречь, то фазные напряжения источника равны соответствую­щим ЭДС. В симметричной системе они изображаются, так же как и ЭДС, тремя равными по величине векторами, сдвинутыми по фазе на 120° .

Разность потенциалов между каждой парой линейных проводов называется линейным напряжением (U_AB, U_BC, U_CA).

Е сли принять потенциал нулевой точки N источника энергии равным нулю, то потенциалы его линейных зажимов: Тогда:

Переходя к действующим значениям, напишем выражения в комплексной форме:

Из векторной диаграммы видно, что при симметричной системе фазных напряжений система линейных напряжений тоже симмет­рична: U_AB, U_BC, U_CAравны по величине и сдвинуты относительнодруг друга на 120°. Векторную диаграмму удобно выполнить топографической, то­гда каждой точке цепи соответствует определенная точка на диа­грамме.

Вектор, проведенный между двумя точками топографической диаграммы, выражает по величине и фазе напря­жение между одноименными точками цепи.

Линейные и фазные токи

В трехфазных цепях различают фазные и линейные токи.

Токи в фазах источника и приемника называют фазными I_A, I_B, I_C. Токи в линейных про­водах называют линейными.

При соединении звездой в точках перехода из источника в ли­нию и из линии в приемник нет разветвлений, поэтому фазные и линейные токи одинаковы между собой в каждой фазе