 |
Соединение приемников звездой
|
|
|
|
Как видно из схемы, приведенной на рис. 1.6,а, при соединении звездой фазные напряжения приемника Ua, Ub, Uc не равны линейным напряжениям Uab, Ubc, Uca. Применяя второй закон Кирхгофа к контурам aNba, bNcb, cNac можно получить следующие соотношения между линейными и фазными напряжениями:
. (1)
Векторная диаграмма линейных напряжений приведена на рис. 1.6,б.
а) б)
Рисунок 1.6
Если не учитывать сопротивления линейных проводов и нейтрального провода, то следует считать комплексные значения линейных и фазных напряжений приемника равными соответственно комплексным значениям линейных и фазных напряжений источника. Линейные и фазные напряжения приемника, как и источника, образуют две симметричные системы напряжений. Очевидно, между линейными и фазными напряжениями приемника существует соотношение
. (2)
Из схемы на рис. 1.6,а видно, что при соединении звездой линейные токи равны соответствующим фазным токам:
. (3)
С помощью первого закона Кирхгофа получим следующее соотношение между фазными токами и током нейтрального провода:
. (4)
Имея векторы фазных токов, с помощью (4) нетрудно построить вектор тока нейтрального провода.
Если нейтральный провод отсутствует, то
.
Симметричная нагрузка
Нагрузка считается симметричной, когда равны в отдельности активные и реактивные составляющие сопротивлений всех фаз:
.
Через комплексные значения полных сопротивлений фаз условие симметричности нагрузки:
В отношении любой фазы справедливы все формулы, полученные для однофазных цепей. Например, для фазы а:
(5)
Векторная диаграмма при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведена на рис. 1,б.
Из приведенных выражений и векторной диаграммы следует, что при симметричной нагрузке образуется симметричная система токов. Поэтому ток в нейтральном проводе
|
|
|
. (6)
Очевидно, отключение нейтрального провода при 
не приведет к изменению фазных напряжений, токов, углов сдвига фаз, мощностей и векторной диаграммы. Даже при отсутствии нейтрального провода фазные напряжения оказываются равными 
, т.е. тому напряжению, на которое рассчитаны фазы трехфазного приемника.
При симметричной нагрузке в нейтральном проводе нет необходимости, и в этом случае он не применяется.
Мощности трехфазного приемника могут быть выражены:
(7)
В качестве номинальных напряжений и токов трехфазных приемников указывают обычно линейные напряжения и токи. Учитывая это, мощности трехфазных приемников целесообразно также выражать через линейные напряжения и токи, т.е.
(8)
Несимметричная нагрузка
Нагрузка считается несимметричной, когда сопротивление хотя бы одной из фаз не равно сопротивлениям других фаз.
Несимметричная нагрузка возникает обычно при подключении к трехфазной сети однофазных приемников. Когда имеется несколько однофазных приемников, для более равномерной загрузки линейных проводов сети их делят на три примерно одинаковые в отношении мощности группы (рис. 1.7), называемые фазами приемников.
Особенностью электрической цепи при несимметричной нагрузке является то, что она должна иметь обязательно нейтральный провод. Объясняется это тем, что при его отсутствии значения фазных напряжений приемников существенно зависят от степени несимметрии нагрузки, т.е. от значений и характера сопротивлений приемников различных фаз. Поскольку последние могут изменяться в широких пределах при изменении числа включенных приемников, существенно могут изменяться и фазные напряжения. На одних приемниках напряжение может оказаться значительно больше, а на других – меньше фазного напряжения сети, т.е. того напряжения, на которые рассчитаны приемники.
|
|
|
Рисунок 1.7
На рис. 1.8,а приведена векторная диаграмма цепи (рис. 1.6,а) с несимметричной активной нагрузкой фаз при наличии нейтрального провода, а на рис. 1.8,б – диаграмма той же цепи при его обрыве.
Из сравнения диаграмм видны последствия обрыва нейтрального провода.
Необходимость нейтрального провода становится особо очевидной, если представить, что при отсутствии нейтрального провода отключили все приемники (например, фаз а и b). Очевидно, напряжение фазы с при этом окажется равным нулю, так как фаза с окажется также отключенной.
а) б)
Рисунок 1.8
|
|
|
