Лабораторна робота №3 з’єднання трифазних споживачів «зіркою» Теоретична частина

Трифазні кола, які з‘єднані "зіркою", можуть бути тридротові (без нейтрального проводу) та чотирьохдротові – з нейтральним проводом. Призначення нейтрального проводу – забезпечення рівності фазних напруг споживача.

У таких колах відрізняють лінійні та фазні напруги та струми.

Лінійні напруги (U_л) – це напруги між початками двох фаз: U_АВ, U_ВС, U_СА. Фазні напруги (U_ф) – це напруги між початком і кінцем однієї фази: U_А, U_В, U_С ( генератора) та U_а, U_b, U_с (споживача).

Лінійні струми (І_л) протікають в лінійних проводах, які з‘єднують початки фаз генератора та споживача: І_А, І_В, І_С; фазні струми (І_ф) протікають у фазах споживача: І_а, І_b, І_с.

Співвідношення між лінійними і фазними величинами для симетричної трифазної системи, яка з‘єднана зіркою,

. (3.1)

Фазні струми визначаються за законом Ома:

І_ф = U_ф/ Z_ф . (3.2)

Величина фазного опору в комплексному вигляді:

Z_ф = z_ф·e^jφ = R_ф + jX_ф. (3.3)

Відрізняють симетричне та несиметричне навантаження приймача. Симетричне – коли комплексні повні фазні опори однакові:

Z_а = Z_b = Z_c. (3.4)

Несиметричне однорідне:

, ; (3.5)

Несиметричне рівномірне:

, (3.6)

При з‘єднанні зіркою з нейтральним дротом струм в нейтралі:

І_N = I_a + I_b + I_c (3.7)

На рис. 3.1 приведений приклад схеми з’єднання несиметричного споживача зіркою з нейтральним проводом; нижче дана векторна діаграма напруг і струмів для цього кола (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Електрична схема несиметричного споживача з нейтральним дротом

Рис. 3.2. Векторна діаграма для схеми 3.1

При несиметричному навантаженні при з‘єднанні зіркою без нейтрального проводу між нейтральними точками генератора та споживача з'являється напруга зсуву нейтралі:

. (3.8)

Тут U_A, U_B, U_C - фазні напруги генератора, Y_a, Y_b, Y_c – повні комплексні провідності фаз споживача.

Фазні напруги споживача в цьому випадку дорівнюють:

U_а = U_A - U_N;

U_b = U_B - U_N;

U_c = U_C - U_N. (3.9)

Мета роботи: вивчити головні співвідношення між електричними величинами при з’єднанні приймачів «зіркою» і побудувати векторні діаграми для різних режимів роботи.

Устаткування: трифазний ламповий реостат, амперметри (3 А ( 2 шт.),

5 А (2 шт.), комплект К-50, вольтметри (250 В, 50 В).