3.1.2 Незв’язана трифазна система

Така система складається з трьох кіл (рис. 3.3), що працюють незалежно. Кожне з однофазних кіл називається фазою трифазної системи. Клеми обмоток генератора А, В, С та приймачів а, в, с, – це початки фаз, а X, Y, Z і x, y, z – кінці фаз.

Трифазна система складається з джерела електроенергії лінії електропередачі (ЛЕП) та споживача електроенергії.

Напруги , , , , , – фазні напруги.

При нехтуванні опором ЛЕП

; ; . (3.2)

Струми , , – фазні струми (не залежать один від одного).

Рисунок 3.3 – Трифазна система

Рисунок 3.3 – Незвязана трифазна система

3.2 Режими роботи трифазних приймачів, з’єднаних за схемами «зірка» та «трикутник»

3.2.1 З’єднання трифазних генераторів із споживачами

Обмотки генераторів з’єднуються «зіркою» (Y) або «трикутником» ( ).

При з’єднанні «зіркою» кінці обмоток X, Y, Z сполучають в один вузол (N – нейтральна точка генератора).

При з’єднанні обмоток генератора «трикутником» початок однієї фази збігається з кінцем іншої: В з Х, С з У, А з Z. З’єднання утворює замкнений контур, у якому діють три ЕРС.

3.2.2 Схема з’єднань трифазних генераторів із споживачами

«зірка» – «зірка»

Об’єднавши в незв’язаній трифазній системі зворотні провідники всіх фаз в один, одержують зв’язану чотирипровідникову систему «зірка» – «зірка» з нейтральним провідником (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Схема з’єднань «зірка» – «зірка» з нейтральним провідником

Напруги , , – лінійні напруги.

Напруги , , – фазні напруги.

Розрізняють:

– симетричне навантаження ( );

– несиметричне навантаження ( ).

При несиметричному навантаженні

; ; ; . (3.3)

При симетричному навантаженні , тобто струм у нейтральному проводі відсутній.

Для симетричного навантаження характерне таке (рис. 3.5):

Рисунок 3.5 – Векторна діаграма

Оскільки при симетричному навантаженні в 4-провідниковій системі то нейтральний провідник може не застосовуватися (показано пунктиром).

Для з’єднання «зіркою» характерне

. (3.4)

Зв’язок між лінійною та фазною напругою

. (3.5)

З урахуванням цього співвідношення побудована шкала стандартних напруг трифазних генераторів: 230 /133, 400/230, 690/400.

лінійна

напруга

фазна

напруга

Ураховуючи, що напруга між генератором та споживачем падає на опорі провідників ЛЕП, стандартними (низькими) напругами для споживачів є:

220/127, 380/220, 660/380.

3.2.3 З’єднання трифазних споживачів «трикутником»

Рисунок 3.6 – З’єднання трифазних споживачів «трикутником»

. (3.6)

I_A, I_B, I_С – лінійні струми;

I_ab, I_bc, I_ca – фазні струми.

Лінійні та фазні струми зв’язані між собою першим законом Кірхгофа:

;

; (3.7)

.

Діаграма струмів та напруг має вигляд, зображений на рисунку 3.7.

+ l

a

I_C

Ú_ab

30º

-I_bc

-I_ca

фазний

φ

I_ca

I_A

лінійний

I_ab

+ j

0

30º

φ

Ú_ca

Ú_bc

φ

c

b

I_bc

30º

-I_ab

I_B

Рисунок 3.7 – Векторна діаграма з’єднання трифазних споживачів «трикутником»

З діаграми

. (3.8)