4. Соединение приемников энергии звездой

Приемники энергии, так же как и обмотки генератора, могут соединяться звездой, при этом трехфазная система может быть четырехпроводной (при осветитель­ной нагрузке) или трехпроводной (при силовой нагрузке).

В четырехпроводной трехфазной системе лампы вклю­чаются между нейтральным проводом и каждым из линей­ных проводов (рис. 13), причем номинальное напряжение ламп должно быть равно фазному напряжению сети.

Напряжения фаз нагрузки и генератора одинаковы: UА = Uа, UВ = Ub, UС = Uс,

При этом условия работы приемников энергии остаются теми же, что и в однофазной системе, так как нейтральный про­вод обеспечивает равенство фазных напряжений генератора и соответствующих фазных напряжений приемников.

 При симметричной нагрузке сопротивления фаз нагрузки одинаковы и равны некоторому активному сопротивлению Z_A = Z_B = Z_C = R. Так как провод линии и сопротивление приемников фазы соединены последовательно, то при соединении звездой линейные токи равны фазным токам приемникаили генератораI_Л = I_Ф (что видно из рис.13.) Фазные токи  одинаковы по  величине и совпадают по фазе со своими фазными напряжениями.

Определение фазных токов приемников, производится так же, как и в однофазных цепях переменного тока, т. е. I a =;I_В =;I_С =

В трехфазной системе, соединенной звездой, при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен. Ток в нейтральном проводе отсутствует.

Рис. 13. Схема соединения приемников энергии звездой с нейтральным проводом

Углы сдвига токов относительно фазных напряжений определяются из формул

cos φ_A =; cos φ_В = , cos φ_С =

tg φ_A = ; tg φ_В = , tg φ_С =

Мгновенное значение тока в нейтральном проводе со­гласно первому закону Кирхгофа равно сумме мгновенных значений фазных токов, т. е. i₀ = i_A + i_B +i_C

Действующее значение тока в нейтральном проводе мож­но определить путем геометрического сложения векторов фазных токов, т. е, I₀ = I _A + I _B + I _C

   

4.2. Методические указания по теме «Трехфазные электрические цепи»

В трехфазных цепях потребители соединяют по схемам «звезда»» или "треугольник".

При соединении приемников энергии звездой линейные напряжения обозначаются U_АВ, U_ВС, U_СА. В общем виде U_Л. Фазные напряжения обозначаются U_А, U_В, U_С, в общем виде U_Ф.

Токи обозначаются I_А, I_В, I_С, причем, ток линейный равен току фазному, поэтому в общем виде I _Л= I_Ф.

При наличии нулевого провода при любой нагрузке, а при рав­номерной нагрузке и без нулевого провода U_Л = √3 U_Ф (линейное напряжение больше фазного в √3 раз). При равномерной нагрузке фаз активная мощность всей цепи Р = √3 U_Л I_Л cos φ_Ф или Р = 3 U_Ф I_Ф cos φ_Ф

При неравномерной нагрузке мощность всей цепи

Р = Р_Ф1 + Рф₂ + Рфз , где Р_Ф = U_Ф I_Ф cos φ_Ф

При соединении потребителей треугольником фазное напряжение равно линейному: U _Л= U_Ф. обозначаются напряжения U_АВ, U_ВС, U_СА.

Фазные токи обозначаются I_АВ, I_ВС, I_СА

Линейные токи обозначаются I_А, I_В, I_С, в общем виде I_Л.

При равномерной нагрузке фаз I_Л = √3 I_Ф.

При неравномерной нагрузке фаз линейные токи определяются на ос­новании первого закона Кирхгофа из векторной диаграммы, как гео­метрическая разность фазных токов.

При соединении приемников энергии звездой сеть может быть четырехпроводной - при наличии нулевого провода, или трехпроводной - без нулевого провода.

При соединении приемников энергии треугольником сеть может быть только трехпроводной.