4.2. Соединение источников и приемников электрической энергии звездой и треугольником
Трехфазные цепи могут быть несвязанные и связанные. В несвязанных цепях нет электрических соединений между отдельными фазами. Каждая фаза источника соединяется со своей фазой приемника двумя линейными проводами: прямым иобратным (на рис. 4.4 – 6 проводов). При связанной системе(рис. 4.5) отдельные фазы имеют электрические соединения между собой. Например, в рассмотренном случае можно объединить три обратных провода в один, нулевой или нейтральный, ток в котором:
. (4.5)
При
симметричной системе
=0
и достаточно всего трех линейных проводов
Вместо 6 (подключение трехфазных двигателей). Вопросы экономичности заставляют выполнять трехфазные системы связанными.
Существуют два основных способа связывания трехфазных систем: соединение звездой и соединение треугольником (есть еще соединение в "зигзаг"). На рис. 4.5 стрелками показано условно положительное направление напряжений и токов. При соединении звездой все концы обмоток источника (X, Y, Z) соединяются в одной точке 0 – нулевой, или нейтральной точке источника, а начала фаз (А; В;С), соединяются линейными проводами с приемником.
Аналогично,
может быть соединен в 
и приемник, только нулевая точка
приемника, объединившая концы его фаз (х, y, z), теперь называется 0. Точки 0 и 0 могут соединяться между собой (нулевой или нейтральный провод).
При соединении треугольником конец одной из фаз (например, Х) источника соединяется с началом следующей фазы (например, В) и т.д. до образования замкнутого треугольника. Вершины треугольника соединяются линейными проводами с приемником энергии. На рис. 4.6 стрелками показаны условно положительные направления напряжений и токов.
А
налогично,
может быть соединен в Δ приемник
энергии.
Соединение источника и приемника может быть как одинаковым, так и различным. Это зависит от напряжения питающей цепи и номинального напряжения приемника.
ЭДС
в фазе источника (т.е. между концом и
началом фазы) называется фазной. (
).
Рис. 4.6
ЭДС
между началами разноименных фаз
(например, А
и В)
называется линейной (
или
).
Аналогичное
определение можно дать для фазных и
линейных напряжений приемника (
ф;
л
или
).
Ток
в фазе источника или приемника называется
фазным (
).
Токи
в линейных проводах на
зываются
линейными (
или
).
Для
нулевого и нейтрального провода принят
термин – ток в нулевом или нейтральном
проводе (I
).
4.3. Соотношения между линейными и фазными величинами напряжений и токов при соединении звездой
При наличии нулевого провода (рис. 4.7):
|
Рис. 4.7
|
|
(4.6)
По I закону Кирхгофа – ток в нулевом проводе равен геометрической сумме фазных токов:
.
(4.7)
|
Рис. 4.8 |
По II закону Кирхгофа для трех контуров имеем (рис.4.8): | ||
|
|
откуда |
| |
,
(4.8)Линейные напряжения равны геометрической разности соответствующих фазных напряжений.
В
соответствии с уравнением (4.8) построим
топографическую векторную диаграмму
приемника. Вектора линейных напряжений
оказываются направленными противоположно
стрелкам этих напряжений на расчетной
схеме.
Так,
вектор
стрелкой направлен к точке "а"
(рис. 4.9). Это произошло потому, что имеет
смысл поддерживать аналогию с постоянным
током, где
Uав= а- в. (4.9)
Для фазных и линейных ЭДС соотношения аналогичны (4.8).
Рис. 4.9
Для симметричной системы имеем:
Uа = Uв = Uс = Uф ,
Ia = Iв = Iс = Iф,
I0 = 0,
а = в = с = .
Построим векторную диаграмму для симметричной системы согласно (4.8) (рис. 4.10).
Из о' mn следует:0'm=0'ncos 300
,
Uл
=Uф
,
U=Uф
, I=Iф, I0=0. Рис.
4.10