§ 4.3. Способы соединения фаз в трехфазной цепи

Генератор, с помощью которого получается трехфазная система ЭДС, имеет три обмотки, в которых одним и тем же магнитным полем индуцируется ЭДС.

ЭДС этих фаз можно выразить:

ЭДС можно также выразить:

Каждая фаза генератора – обмотка, имеющая два конца (начало и конец).

Начало: A, B, C – к ним подсоединяются провода.

Концы: X, Y, Z.

Фазы генератора всегда соединяются между собой и существует два способа их соединения:

– «звезда» (), когда концы фаз соединяются в одну точку, которая называется нулевой (нейтральной);

– «треугольник» ( ), когда конец предыдущей фазы соединяется с началом последующей.

В любом случае к началам фаз присоединяются провода.

Нагрузка трехфазной цепи может быть трехфазной и однофазной. Она также имеет два способа соединения: «звездой» и «треугольником». Способ соединения нагрузки не зависит от способа соединения фаз генератора, если трехфазная цепь является трехпроводной. В четырехпроводной цепи фазы генератора и фазы нагрузки соединяются по «звезде».

§ 4.5. Особенности включения трехфазных систем треугольником

При соединении фаз источника и приемника треугольником начало одной фазы соединяется с концом последующей.

- линейные токи.

- фазные токи.

- по Кирхгофу (*).

- по закону Ома.

Пренебрегая сопротивлением проводов, следует, что фазные напряжения приемника равны фазным напряжениям генератора.

Способ соединения приемника не зависит от способа соединения источника в любой трехпроводной цепи.

§ 4.6. Симметричная нагрузка фаз генератора при соединении нагрузки треугольником

При симметричной нагрузке:

Тогда фазные токи будут равны между собой по величине и сдвинуты на 120°.

, где , так как фазные напряжения источника всегда равны между собой и сдвинуты на 120°.

Сами комплексы фазных токов рассчитываются по закону Ома:

и, следовательно, сдвинуты на 120°.

Как следует из выражения (*) линейные токи также равны между собой по величине и сдвинуты на 120°.

,

.

§ 4.7. Несимметричная нагрузка при соединении фаз треугольником

Э то наиболее распространенный режим работы трехфазной цепи. Эту нагрузку удобно соединять треугольником, так как фазные напряжения на нагрузке совпадают с линейным напряжением сети и поэтому всегда равны между собой, то есть при соединении треугольником: .

Расчеты при несимметричной нагрузке производятся по приведенным выше соотношениям для каждой фазы отдельно.

§ 4.8. Мощность трехфазной цепи

Мощность трехфазного приемника равна сумме мощностей всех трех фаз.

Звезда:

Где

При симметричной нагрузке:

Треугольник:

Где

При симметричной нагрузке:

Аналогично и для Q и S:

Замечание:

1) Расчет мощности можно вести, используя полную комплексную мощность.

Где - сопряженные комплексы тока.

Пример:

P - активная мощность (всегда положительна),

Q – реактивная мощность.

2) - коэффициент мощности, он показывает, какую часть полной мощности составляет активная мощность, являющаяся полезной.

Чем выше , тем больше доля полной мощности, являющейся полезной, поэтому для приемников, работающих в энергосистеме стремятся поддерживать больший . Повышение достигается за счет снижения реактивной мощности Q.

Для этого надо понизить , для этого используют специальные устройства – батареи конденсаторов или синхронные компенсаторы.