77. Изложить понятие несимметричной нагрузки в трехфазной цепи при соединении фаз приемника звездой.

При симметричной системе напряжений и несимметричной нагрузке, когда Z_a ≠ Z_b ≠ Z_c и φ_a ≠ φ_b ≠ φ_c токи в фазах потребителя различны и определяются по закону Ома

İ_a = Ú_a / Z_a; İ_b = Ú_b / Z_b; İ_c = Ú_c / Z_c.

Ток в нейтральном проводе İ_N равен геометрической сумме фазных токов

İ_N = İ_a + İ_b + İ_c.

Напряжения будут U_a = U_A; U_b = U_B; U_c = U_C, U_Ф = U_Л /  , благодаря нейтральному проводу при Z_N = 0.

Следовательно, нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке.

Поэтому в четырехпроводную сеть включают однофазные несимметричные нагрузки, например, электрические лампы накаливания. Режим работы каждой фазы нагрузки, находящейся под неизменным фазным напряжением генератора, не будет зависеть от режима работы других фаз.

78. Нарисовать четырехпроводную трехфазную система. Изложить роль нулевого провода.

Нулевой - он потому, что потенциал его относительно земли (грунта) всегда должен быть равным нулю; для этого принимают специальные меры по заземлению этого провода на электрогенерирующих устройствах.

В случае одинаковой нагрузки по фазам токи фаз взаимно уравновешиваются, так что нулевой провод не нужен.

В трёхфазных энергосистемах, как правило, нагрузки по разным фазам разные, поэтому векторная сумма токов не равна нулю и должна протекать по нулевому проводу; в пределе - когда нагружена одна фаза - ток в нуле равен току в фазе, поэтому положено иметь нулевой провод такой же, как и фазовый.

79. Изложить особенности расчета трехфазных цепей при соединении нагрузки звездой. Дать понятие мощности трехфазных цепей.

Мощность трёхфазных цепей.

Активная и реактивная мощности трехфазной цепи, как для любой сложной цепи, равны суммам соответствующих мощностей отдельных фаз:

Трехфазную цепь, соединенную звездой, удобнее всего рассчитать методом двух узлов.

В общем случае сопротивления фаз нагрузки неодинаковы (ZA ≠ ZB ≠ ZC)

Нейтральный провод имеет конечное сопротивление ZN .

В схеме между нейтральными точками источника и нагрузки возникает узловое напряжение или напряжение смещения нейтрали.

Это напряжение определяется по формуле:

80. Дать понятие несимметричной нагрузки в трехфазной цепи при соединении обмоток генератора и фаз приемника треугольником.

При симметричной нагрузке Z_A=Z_B=Z_C ток в нулевом проводе I_N=0 и, следовательно, надобность в нeм отпадает. Симметричные трехфазные приемники (например, трехфазные электродвигатели) включаются по схеме звезды без нулевого провода.

При несимметричной нагрузке относительная величина тока в нулевом проводе зависит от характера и степени не симметрии фазных токов. Как правило, трехфазные приёмники стремятся спроектировать по возможности близкими к симметричным, поэтому ток в нулевом проводе в реальных условиях значительно меньше линейных (фазных) токов.

81. Изложить особенности расчета трехфазной цепи потребителя при соединении «треугольником».

При соединении источника питания треугольником конец X одной фазы соединяется с началом В второй фазы, конец Y второй фазы – с началом С третьей фазы, конец третьей фазы Z – c началом первой фазы А. Начала А, В и С фаз подключаются с помощью трех проводов к приемникам.

Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как Ė_A + Ė_B + Ė_C = 0.

Если соединение обмоток треугольником выполнено неправильно, т.е. в одну точку соединены концы или начала двух фаз, то суммарная ЭДС в контуре треугольника отличается от нуля и по обмоткам протекает большой ток. Это аварийный режим для источников питания, и поэтому недопустим.

Напряжение между концом и началом фазы при соединении треугольником – это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.

U_Л = U_Ф.