![]() |
• Обзор сайта • | ![]() |
![]() |
• Электротехника • | ![]() |
|
|
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. 7-12), причем
номинальное напряжение ламп должно быть равно фазному напряжению сети.
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.
Как видно из рис. 7-12, токи в линейных проводах равны токам в
соответствующих фазах приемников или генератора, т. е.
Определение фазных токов приемников производится так же, как и в однофазных цепях переменного тока, т. е.
Углы сдвига токов относительно фазных напряжений определяются из формул
или
Мгновенное значение тока в нейтральном проводе согласно первому закону Кирхгофа равно сумме мгновенных значений фазных токов, т. е.
Действующее значение тока в нейтральном проводе можно определить путем геометрического сложения векторов фазных токов, т. е.
На рис. 7-13 даны векторы фазных напряжений и фазных токов, а также произведено сложение фазных токов. В результате сложения получен ток в нейтральном проводе I0 = 5 А, отстающий по фазе от UА на угол φ0 = 60°.
Нулевой провод может иметь сечение, равное сечению линейных проводов, или в
2—3 раза меньше, так как обычно ток в нейтральном проводе бывает меньше, чем
токи в линейных проводах.
Следует еще раз отметить, что нейтральный провод при любых нагрузках фаз
обеспечивает равенство фазных напряжений электроприемников.
В случае же обрыва нейтрального провода при неодинаковых сопротивлениях
фаз приемников энергии напряжения на отдельных фазах приемников будут различными.
На некоторых фазах (с меньшим сопротивлением) напряжение уменьшится, а на других
увеличится по сравнению с нормальным, что является недопустимым.
Особенно опасно, если при обрыве нулевого провода в одной из фаз произойдет
короткое замыкание. При этом напряжение в других фазах увеличится в √3 раз и все
лампы, включенные в этих фазах, перегорят.
По
указанной причине во избежание разрыва нейтрального провода в нем не
устанавливают предохранители и выключатели.
Если нагрузка трех фаз приемника одинакова (двигатели) то фазные токи будут
равны между собой и сдвинуты на одинаковые углы от соответствующих фазных
напряжений, т. е. система фазных токов будет также симметрична. В этом случае
ток в нейтральном проводе, равный геометрической сумме фазных токов, будет равен
нулю.
Разумеется, что в этом случае нейтральный провод не нужен.
Складывая векторы фазных токов IА и IВ (рис. 7-14), получаем вектор, равный и противоположный вектору IС, т. е.
а сумма векторов трех токов равна нулю:
Расчет симметричной трехфазной цепи сводится к расчету одной фазы.
Если приемник энергии, соединенный звездой (рис. 7-15), имеет
одинаковые сопротивления фаз, то фазное напряжение
Фазный ток
Косинус угла сдвига фазного тока относительно фазного напряжения
Синус и тангенс того же угла
Активная, реактивная и полная мощности одной фазы определяются выражениями:
При симметричной системе напряжений и токов мощности трех фаз определяются выражениями:
Приняв во внимание, что при соединении приемников энергии звездой Iф = Iл, а Uф = Uл/√3, получим выражение для активной мощности:
для реактивной мощности
и для полной мощности
При несимметричной системе напряжений или при неодинаковой (неравномерной) нагрузке фаз приемников активная и реактивная мощности трехфазной системы определяются как суммы мощностей отдельных фаз.