1.2. Соединение трехфазной цепи звездой

При соединении генератора звездой вместе соединяются концы фаз, образуя нулевую (нейтральную) точку 0 (рис. 1.2). К началам фаз генератора А, В, С с помощью трехпроводной линии передачи присоединяется приемник. Если последний также соединен звездой, нулевые точки генератора 0 и приемника 0’ могут быть соединены нулевым (нейтральным) проводом 0’0.

А, В, С ­— начала фаз генератора;

а, b, с — начала фаз нагрузки;

А -а, В-b, С-c — линии.

Различают величины, относящиеся к фазам генератора и приемника и к линейным проводам:

E_A, E_B, E_C – фазные ЭДС генератора;

U_A, U_B, U_C – фазные напряжения нагрузки;

U_AB, U_BC, U_CA – линейные напряжения, т.е. напряжения между двумя линиями;

U_N=U_0’0 – напряжение между нулевыми точками нагрузки и генератора;

I_A, I_B, I_C – фазные и одновременно линейные токи.

Так как линейные провода соединены последовательно с фазами генератора и приемника, линейные токи в звезде являются соответственно фазными токами İ_л=İ_ф.

Д ля получения симметричных соотношений между величинами следует выбирать положительные направления токов во всех фазах единообразно; обычно направляют токи от генератора к нагрузке, то есть в сторону передачи энергии. В соответствии с законом Ома U=Zİ положительные направления фазных напряжений совпадают с направлением токов. Положительные направления линейных напряжений могут быть выбраны произвольно, но также единообразно. Произволен также выбор направления тока в нулевом проводе, но, как правило, за положительное направление İ_N выбирают направление от потребителя к источнику.

Для схемы рис. 1.2 по второму закону Кирхгофа:

Геометрическая сумма линейных напряжений равна нулю, поэтому векторная диаграмма линейных напряжений представляет собой замкнутый равносторонний треугольник.

При соединении трехфазной цепи звездой различают три основных режима работы:

симметричный режим;

несимметричный режим при Z_N=0;

несимметричный режим при Z_N0.

1. Симметричный режим ( Z_A=Z_B=Z_C ).

В симметричном режиме все фазы находятся в одинаковых условиях и токи İ_A, İ_B, İ_C будут равны по величине и сдвинуты по фазе на 120, то есть образуют трехфазную симметричную систему токов (рис. 1.3). При этом ток в нулевом проводе İ_N=İ_A+İ_B+İ_C=İ_A(1+a²+a)=0. Величина линейного напряжения.

На векторной диаграмме нулевая точка генератора 0 совпадает с нулевой точкой нагрузки 0’ и находится в центре тяжести треугольника линейных напряжений (рис. 1.3).

2. Несимметричный режим при Z_N=0 (Z_AZ_BZ_C).

В этом режиме U_N=Z_Nİ_N=0, то есть нулевая точка генератора 0 совпадает с нулевой точкой нагрузки 0’, фазные ЭДС генератора являются фазными напряжениями нагрузки. Диаграмма напряжений будет та же, что и при симметричной цепи (рис. 1.3). При этом обеспечивается независимая работа фаз, то есть расчет можно вести отдельно для каждой фазы (рис. 1.4).

Векторная диаграмма токов при индуктивном характере нагрузки в фазе А и емкостном в фазе В и фазе С представлена на рис. 1.4.