Соединение фаз нагрузки звездой
При соединении фаз генератора и нагрузки по схеме «звезда-звезда» (рис. 3.7) провод 0'0, соединяющий нулевую точку трехфазного источника с нулевой точкой приемника (рис. 3.7), называется нулевым или нейтральным. Существуют четырехпроводная (с нулевым проводом – ключ замкнут) и трехпроводная (без нулевого провода - ключ разомкнут) схемы соединения фаз трехфазной нагрузки.
Напряжение между нулевой точкой генератора и нулевой точкой приёмника называетсянапряжением смещения нейтрали . При условии, что потенциал нулевой точки генератора равен нулю, напряжение смещения нейтрали определяется по методу двух узлов
Фазные напряжения приемника при соединении фаз по схеме звезда определяются:
Линейные напряжения равны разности соответствующих фазных напряжений приемника:
Фазные токи определяются по закону Ома:
.
Ток нейтрального провода для четырехпроводных цепей определяется согласно первому закону Кирхгофа как сумма фазных токов:
При соединении фаз приемников по схеме «звезда» токи, протекающие по линейным проводам IЛ, равны токам в фазах приемника IФ
Схема с нулевым проводом. В случае, если сопротивление нулевого провода равно нулю (рис. 3.7- ключ замкнут), потенциалы нулевой точки генератора и приемника равны между собой Тогда фазные напряжения приемников равны соответствующим фазным напряжениям генератора при любых нагрузках фаз:
Наличие нулевого провода при неравномерной нагрузке фаз обеспечивает независимость режима работы одной фазы от другой.
Линейные напряжения будут связаны с фазными соотношением UЛ=UФ.
Фазные токи определяются по закону Ома: .
Ток нейтрального провода для четырехпроводных цепей определяется согласно первому закону Кирхгофа как сумма фазных токов:
Векторная диаграмма напряжений и токов для случая неравномерной активной нагрузки Rа ≠ Rb ≠ Rc приведена на рис. 3.8.
Вчастном случае присимметричной нагрузке фаз приемника, когда Zа=Zb=Zc = zejφ, ток в нулевом проводе нет:
так как
Векторная диаграмма напряжений и токов для случая симметричной активной нагрузкиRа=Rb= Rc приведена на рис. 3.9.
Схема без нулевого провода. Потенциал нулевой точки приемника в схеме без нулевого провода (рис. 3.7- ключ разомкнут) отличается от потенциала нулевой точки генератора. Напряжение между этими точками - напряжение смещения нейтрали , которое определяется по методу двух узлов:
Фазные напряжения приемников в этом случае рассчитываются:
То есть фазные напряжения приемников отличаются от соответствующих фазных напряжений генератора на величину напряжения смещения нейтрали.
Линейные напряжения при любом распределении нагрузок между фазами сохраняют симметричный характер и остаются неизменными.
Фазные токи определяются по закону Ома:.
Сумма фазных токов в трехпроводной цепи равна нулю
Векторная диаграмма напряжений и токов для случая неравномерной активной нагрузки Rа ≠ Rb ≠ Rc приведена на рис. 3.10.
В частном случае при симметричной нагрузке фаз приемника, когда Zа= Zb = Zc = zejφ , напряжение смещения нейтрали будет равно нулю:
так как
То есть потенциал нулевой точки приемника и нулевой точки генератора равны. Тогда фазные напряжения приемников будут равны фазным напряжениям генератора, как и в схеме с нулевым проводом. Таким образом, в симметричной трехфазной системе нулевой провод оказывается лишним.