З’єднання обмоток трифазного генератора зіркою

Рис. 62

На електричній схемі обмотки статора трифазного генератора розташовують під кутом 120⁰.

При з’єднанні обмоток зіркою їх кінці x, y, z з’єднують в одну точку , яка називається нейтраллю генератора та позначається буквою N. Від точки N до споживачів енергії прокладають нейтральний або нульовий провід. До споживачів також прокладають лінійні провода, які з’єднують з початками обмоток А, В, С. Така система називається зірка з нейтральним проводом .

На схемі вказані додатні напрямки фазних та лінійних напруг.

Фазна напруга - це напруга між лінійним та нейтральним проводом або між початком та кінцем обмотки генератора.

Позначають u_A, u_B, u_C, u_Ф

Фазні напруги відрізняються від ЕРС на внутрішнє падіння напруги в обмотках. Якщо опір обмоток та струми малі тоді внутрішнє падіння напруги можна не враховувати. Тоді :

u_A=e_A, u_B=e_B, u_C=e_C

Лінійна напруга - це напруга між двома лінійними проводами або між початками обмоток. Позначають

u_AB, u_BC, u_CA, u_Л.

Побудуємо векторну діаграму фазних та лінійних напруг (рис 2.2)

Нехай потенціал точок А, В, С дорівнюють j_А, j_В, j_С, а потенціал точки N j_N=0. Тоді миттєві значення фазних напруг дорівнюють

u_A=j_А, u_B=j_В, u_C=j_С

Лінійна напруга

u_AB=j_А-j_В, u_BC=j_В-j_С, u_CA=j_С-j_А або u_AB= u_A- u_B, u_BС= u_B- u_C, u_CA= u_C-u_A

Для діючих значень лінійних напруг у комплексній формі рівняння мають вигляд

Ú_AB=Ú_A-Ú_B, Ú_BС=Ú_B-Ú_C, Ú_CA=Ú_C-Ú_А

Ці рівняння необхідні для побудови векторних діаграм.

Порядок побудови діаграм:

1. Будуємо вектори фазних напруг Ú_A, Ú_B, Ú_C.

2. Будуємо вектори лінійних напруг, як різниці фазних напруг згідно формули.

3. Перемістимо вектори лінійних напруг паралельно самим собі, так щоб вони складали замкнений трикутник. З точки N на лінію ВС проведемо перпендикуляр і отримуємо трикутник BND. NB= U_ф, BD= U_л/2, кут DBN=30⁰, тоді BD/NB = cos30⁰, або U_л/2U_ф= /2. Тоді

Висновок: при з’єднанні обмоток генератора зіркою лінійна напруга більше фазної в разів.

Запишемо таблицю стандартних напруг

Uл , В	Uф, В
660	380
380	220
220	127

Рис. 63

Приклад 15: Визначити фазну напругу симетричної системи, якщо лінійна напруга дорівнює 380 В.

Розрахунок

U_Ф=U_Л/ =380/1.73=220 В

Приклад 16: Визначити лінійну напругу симетричного генератора, якщо фазна напруга дорівнює 127 В.

Розрахунок

U_Л= U_Ф=1.73 127=220 В.

Контрольні питання

1. Що називається фазною напругою?

2. Що таке лінійна напруга?

3. Чому дорівнює лінійна напруга при з’єднанні обмоток генератора зіркою?

4. Які приймачі можна підключити до генератора, якщо його обмотки з’єднані зіркою з нульовим проводом та фазна напруга дорівнює 127 В?

З’єднання обмоток трифазного генератора трикутником

Рис. 64

З’єднання трикутником - це таке з’єднання, при якому кінець першої обмотки x з’єднують з початком другої В, кінець другої y - з початком третьої С, кінець третьої z - з початком першої А. Від початку кожної обмотки А, В, С до споживачів електроенергії прокладають лінійний провід. При цьому нейтральний провід відсутній, тоді маємо трипровідну зв’язану систему (рис 64)

При з’єднанні трикутником до лінійних проводів А та В підключають обмотку А-x, а до лінії В та С- обмотку В-y та С-z, тобто лінійна напруга є фазною

U_Л=U_Ф

При з’єднанні трикутником обмотки статора утворюють замкнений контур з діючими ЕРС Ė_А, Ė_В, Ė_С, струм в замкненому контурі прямо пропорційний сумі фазних ЕРС та обернено пропорційний повному опору контуру. Так як Ė_A+Ė_B +Ė_C=0, то при відключених приймачах струм урівноваження в обмотках генератора не виникає

Ė_рез=0 (рис 3.2 а). При неправильному з’єднанні, наприклад, якщо поміняти місцями початок В з їх кінцем y (рис 66 б, в) ,тоді

Е_рез=2Е_ф.

а) б)

Рис. 66