Общие теоретические положения.

Общие теоретические положения. Как видно из схемы рис. 6.1, при соединении звездой фазные напряжения приемника U_a, U_b, U_c не равны линейным напряжениям U_ab, U_bc, U_cA. Эти на­пряжения связаны между собой векторными уравнениям

U_ав⁼U_а-U_в, U_bc=U_b-U_c, U_са⁼U_с-U_а. При симметрии соответственно линейных к фазных напряжений существует зависимость Uл=√3Uф.

Из схемы рис. 2.1. видно, что при соединении звездой линейные токи равны соответствующим фазным токам: I_л⁼I_ф. Фазный ток I_ф зависит от фазного напряжения U_ф на зажимах приемника и его полного сопротивления Zф, что следует из формулы I_ф=U_ф/Z_ф. Ток в нейтральном проводе I_n⁼I_a+I_b+I_c. Если полные сопротивления Z_a, Z_b, Z_c приемников одинаковые, т.е. Z_a=Z_b=Z_c=Z_ф, и сдвиги фаз Фа, Фв, Фс между фазными напряжениями и соответствующими им фазными токами равны между собой, т.е. Z_a=Z_b=Z_c=Z_ф, нагрузку называют симметричной. При симметричной на грузке фазные напряжения U_a, U_в, U_c одинаковы, фазные токи равны между собой: Z_ф=U_ф/I_ф сдвиги фаз между напряжениями и токами U_a и I_а, U_b
и Iв, Uc и Iс одинаковы и находятся по формуле φ=arctg(x/R), где Х – реактивные сопротивления фазы нагрузки: R - ее активное сопротивление.

Векторная диаграмма при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведена на рис. 2.2. Ток в нейтральном проводе при симетричной нагрузке I_n=I_a⁺I_b⁺I_c ⁼ 0. Отсюда сле­дует, что при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

Активная мощность трехфазного приемника может, быть выражена так: Р=ЗРф Рф=ЗUфIфcosφ или Р = U_лI_лсоsφ

Если Z_A≠Z_B≠Z_C или φ_A≠φ_B≠φ_C либо два этих условия выполняются вместе, то нагрузка будет несимметричной. При несимметричной нагрузке и наличии нейтрального провода фазные напряжения приемников практически одинаковы: U_А≈U_В≈U_С≈U_Ф, а в нейтральном проводе возникает ток: I_N≠0, который можно определить графически рис. 2.3 исходя из векторного уравнения .

Особенностью электрической цепи при несимметричной нагрузке является то, что она должна иметь обязательно нейтральный провод. При обрыве нейтрального провода ток . В этом случае токи должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась равна нулю.

При заданных сопротивлениях нагрузки токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нейтрального провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений рис. 2.4. В результате приемники оказываются под напряжениями, отличающимися от номинального значения фазного напряжения, что недопустимо. Чтобы этого не произошло, необходимо обращать внимание на целостность нейтрального провода, в цепь которого нельзя ставить выключатели и даже защитные устройства, например предохранители.

Рис. 2.3 Рис. 2.4

Для несимметричной нагрузки, активная мощность всех фаз определяется по формуле:

Однофазные приемники можно включить в трехфазную четырех проводную сеть как на фазное U_ф, так и на линейное U_л напряжение, что позволяет питать от одной сети приемники, рассчитанные на номинальные напряжения, отличающиеся друг от друга √3 раз.