Электротехника Ответы на вопросы к зачету / 16

16. Соединение генератора и нагрузки звездой

В трехфазных цепях используют два основных вида соединения:

1) «Звезда» (2-треугольник по гост)

Каждая фаза генератора может являться источником питания для некоторого приемника (нагрузки). Схема соединения звездой имеет вид:

Принимая равными потенциалы концов обмоток X, Y, Z генератора их объединяют в одну точку (узел) и обозначают N

Концы фаз приемников Za, Zb, Zc также соединяем в одну точку и обозначаем n.

Токи N и n называются нейтральными токами, а провод, их соединяющий – нейтральный.

Провода AA’, BB’, CC’ соединяющие начала фаз генератора и приемника называются линейными.

Напряжение между началом и концом фазы называется фазным напряжением.

Положительные направления тока в проводах совпадают с направлением ЭДС, поэтому имеем три линейных тока и ток в нейтральном проводе.

Напряжение между линейными проводами называется линейным, обозначается Uл.

Условное направление этих напряжений принято от первого индекса ко второму.

Выразим линейное напряжение через фазное. Для этого рассмотрим контур ANBA. По второму закону Киргофа для данного контура можно записать:

Таким образом, линейное напряжение равно векторной разности соответствующих фазных напряжений.

Определим линейное напряжение графически, используя выражение (*):

Таким образом, фазное напряжение образуют звезду, а линейные –замкнутый треугольник. Векторная длина линейных напряжений всегда равна нулю.

Определим количественное соотношение между линейным и фазным напряжением. Для этого рассмотрим, например, треугольник CNB из векторной диаграммы.

Таким образом, линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза. По ГОСТ промышленное напряжение отличается в 1,73 раза.

Ток в фазах генератора и приемника называется фазным током. Для «Звезды» фазный ток равен линейному.

Iф = Iл

Ток в нейтральном проводе определяется по первому закону Киргофа. Для узла n можно записать:

Ток в каждой фазе приемника определяется величиной сопротивления фазы и характером нагрузки (R, L, C)

Векторная диаграмма напряжений и токов может иметь вид, например в фазе А резистор, в фазе В –комплексная нагрузка с прелобладанием L в фазе C – комплексная нагрузка с преобладанием С.

Если нагрузка по фазам одинакова, то и токи в фазах одинаковые. Векторная диаграмма симметрична, а ток в нейтральном проводе равен 0.

В этом случае можно отказаться от нейтрального провода.