Соединение в звезду. Схема, определения
Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала
фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений,
получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода
сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь,
соединенная звездой, изображена на рис. 7. 1.
Рис. 6.1
Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными
проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника Nи приемника
N' называют нейтральным (нулевым) проводом.
Напряжения между началами фаз или между линейными
проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом
фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными
напряжениями.
Токи в фазах приемника или источника называют фазными
токами, токи в линейных проводах - линейными токами. Так как линейные провода
соединены последовательно с фазами источника и приемника, линейные токи при
соединении звездой являются одновременно фазными токами.
Iл =
Iф.
ZN -
сопротивление нейтрального провода.
Линейные напряжения равны геометрическим разностям соответствующих
фазных напряжений
(7.1)
На рис. 6.2 изображена векторная диаграмма фазных и линейных
напряжений симметричного источника.
Рис. 6.2
Из векторной диаграммы видно, что
При симметричной системе ЭДС источника линейное напряжение
больше фазного
в √3 раз.
Uл =
√3 Uф
Расчет трехфазной цепи, соединенной
звездой
Трехфазную цепь, соединенную звездой, удобнее всего
рассчитать методом двух узлов.
На рис. 7.5 изображена трехфазная цепь при соединении
звездой. В общем случае сопротивления фаз нагрузки неодинаковы (ZA ≠
ZB ≠ ZC )
Нейтральный провод имеет конечное сопротивление ZN .
В схеме между нейтральными точками источника и
нагрузки возникает узловое напряжение или напряжение смещения нейтрали.
Это напряжение определяется по формуле (6.2).
Рис.6.
5
(6.2)
Фазные токи определяются по формулам (в соответствии с
законом Ома для активной ветви):
(6.3)
Ток в нейтральном проводе
(6.4)
Частные случаи.
1. Симметричная нагрузка. Сопротивления
фаз нагрузки одинаковы и равны некоторому активному сопротивлению ZA =
ZB = ZC = R.
Узловое напряжение
,
потому что
трехфазная система ЭДС симметрична, .
Напряжения фаз нагрузки и генератора одинаковы:
Фазные токи одинаковы по величине и совпадают по фазе
со своими фазными напряжениями. Ток в нейтральном проводе отсутствует
В трехфазной системе, соединенной звездой, при симметричной
нагрузке нейтральный провод не нужен.
На рис. 6.6 изображена
векторная диаграмма трехфазной цепи для симметричной нагрузки.
2. Нагрузка несимметричная, RA<
RB = RC, но сопротивление нейтрального провода равно
нулю: ZN = 0. Напряжение смещения нейтрали
рис. 6.6
Фазные напряжения нагрузки и генератора одинаковы
Фазные токи определяются по формулам
Вектор тока в нейтральном проводе равен геометрической сумме
векторов фазных токов.
На рис. 6.7 приведена векторная
диаграмма трехфазной
цепи, соединенной
звездой, с нейтральным проводом,
имеющим нулевое сопротивление,
нагрузкой которой
являются неодинаковые по
величине активные сопротивления.
Рис.
6.7
3. Нагрузка несимметричная, RA< RB =
RC, нейтральный провод отсутствует,
В схеме появляется напряжение смещения нейтрали,
вычисляемое по формуле:
Система фазных напряжений генератора остается симметричной.
Это объясняется тем, что источник трехфазных ЭДС имеет практически бесконечно
большую мощность. Несимметрия нагрузки не влияет на систему напряжений
генератора.
Из-за напряжения смещения нейтрали фазные напряжения
нагрузки становятся неодинаковыми.
Фазные напряжения генератора и нагрузки отличаются
друг от друга. При отсутствии нейтрального провода геометрическая сумма фазных
токов равна нулю.
На рис. 6.8 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи
с несимметричной нагрузкой и оборванным нейтральным проводом. Векторы фазных
токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений
нагрузки. Нейтральный провод с нулевым сопротивлением в схеме с несимметричной
нагрузкой выравнивает несимметрию фазных напряжений нагрузки, т.е. с включением
данного нейтрального провода фазные напряжения нагрузки становятся одинаковыми.
Рис. 6.8
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.