3. Особливі випадки розрахунку трифазного кола у разі з’єднання зіркою.

а) Опір нейтрального проводу дорівнює нулю (коротке замикання між точками ) (Рис. 10). .

Як видно із Рис. 10 і фазні напруги навантаження дорівнюють відповідним фазним напругам генератора.

Фазні напруги генератора і навантаження однакові.

Для прямої послідовності чергування фаз:

Для зворотної послідовності чергування фаз:

Лінійні, вони ж і фазні, струми:

Струм у нейтральному проводі:

Висновок: для того, щоб фазні напруги навантаження не залежали від комплексних опорів окремих фаз, опір нейтрального проводу повинен до-рівнювати нулю, тобто практично бути якомога меншим.

б) Нейтральний провід відсутній (Рис. 11).

Висновок: у трифазному колі з несиметричним навантаженням, з’єднаним “зіркою” без нейтрального проводу, несиметрія навантаження приводить до несиметрії фазних напруг трифазного споживача навіть у разі симетричного генератора.

Приклад 3.

Трифазне коло, з’єднане “зіркою” без нейтрального проводу.

У фазі А ввімкнений конденсатор - , у фазах В і С ввімкнені лампи – активні опори – (Рис. П3, а). Генератор симетричний, прямої послідовності фаз.

Визначимо фазні напруги навантаження

Напруга зміщення нейтралі:

Фазні напруги симетричного генератора прямої послідовності:

Напруги на навантаженнях фаз В і С:

На Рис. П3, б побудована топографічна діаграма, з якої видно і це під-тверджено розрахунками , що напруга фази В більша від напруги фази С. Відповідно лампа у фазі В буде світитись яскравіше, ніж у фазі С .

Отже, якщо фазу трифазної системи ЕРС, до якої приєднаний конденсатор, прийняти за фазу А, то фаза, до якої підключена лампа, що світиться більш яскраво, є фазою В, а фаза з менш яскравою (тьмяно) лампою – фазою С.

Розглянута схема, використовується на практиці як вказівник чергування фаз. Вона дозволяє визначити послідовність чергування фаз генератора.

Очевидно, що переміна місцями будь яких полюсів генератора приводить до зміни порядку чергування його фаз.

Змінити порядок чергування фаз трифазного споживача у порівнянні з чергуванням фаз симетричного трифазного генератора можливо також певним вибором параметрів і структури окремих фаз навантаження.

Розглянемо, наприклад, трифазне коло, яке живиться від джерела симет-ричної трифазної напруги прямої послідовності (Рис. 12).

У разі замкненого ключа к, навантаженням є симетричне трифазне коло (електродвигун) з опорами .

Якщо фазні напруги генератора то фазні струми

утворюють симетричну систему і зсунуті по фазі відносно своїх напруг на . Суміщена векторна діаграма струмів і напруг для цього симетричного кола показана на Рис. 13, а.

Після розмикання ключа к коло стає несиметричним оскільки у фазі А ємнісний опір з’єднується послідовно з опором і еквівалентний опір фази становить .

Напруга зміщення нейтралі:

Напруги та струми фаз навантаження:

Як видно із діаграми (Рис. 13, б) система фазних напруг залишилась симетричною, але має зворотну послідовність. Струми окремих фаз не змінились за модулем і також утворюють симетричну систему зворотної послідовності.

В результаті розмикання ключа к відбувається реверс двигуна, тобто він починає обертатись у протилежному напрямі.

Розглянемо окремі випадки (аномальні режими) розподілу фазних напруг і струмів у колі без нейтрального проводу (Рис.11).

1. Коротке замикання фази у разі симетричного навантаження.

Нехай навантаження фази А закорочене Тобто напруга наванта-ження фази А:

Опори навантаження фаз В і С:

Тоді напруга зміщення нейтралі:

Напруги на навантаженнях фаз В і С:

Висновок: При короткому замиканні в одній із фаз, напруги в інших фазах дорівнюють лінійним, тобто їх модулі збільшуються у раз.

Топографічна діаграма напруг і векторна діаграма струмів для < 0 по-казана на Рис. 14.

2. Розрив фази.

Нехай навантаження фази А відсутнє (розрив ), тобто

Навантаження фаз В і С:

Напруга зміщення нейтралі:

Фазні напруги навантаження:

Топографічна діаграма напруг і векторна діаграма струмів для < 0 по-казана на Рис. 15.

Висновок: При розриві в одній із фаз у разі симетричного навантаження діючі значення фазних напруг на інших фазах зменшуються до половини лінійної напруги генератора.