Вопрос 2)

Соединение звездой генератора и потребителя. Понятие линейного и фазного напряжения

Условимся, что положительно направленный ток выходит из обмотки генератора через её начало и входит в неё через её конец. Если все концы обмоток генератора соединить в одной точке О, а к их началам подсоединить провода, идущие к приёмникам электрической энергии, у которых концы также соединены в одной точке О´, то получим соединение звездой.

Рис.5.5. Соединение звездой (генератор и потребитель).

По общему обратному проводу будет протекать ток:

IN = I1 + I2 + I3

Если все три фазы имеют одинаковые нагрузки, то фазные токи будут равны по модулю, отличаясь, друг от друга по фазе на 120˚:

i1 = I1∙sinωt,

i2 = I2∙sin(ωt - 120˚),

i3 = I3∙sin(ωt + 120˚).

Сложим токи с помощью векторной диаграммы.

Рис. 5.6. Векторная диаграмма токов при симметричной нагрузке.

Суммарный ток, т.е. ток в общем проводе равен нулю, поэтому провод ОО´ называется нулевым. Провода, соединяющие начала обмоток генератора с приёмником электроэнергии, называются линейными. Система трёхфазного тока с нулевым проводом (или нейтралью) называется четырёхпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.

В цепях трёхфазного тока различают два типа напряжений: линейные и фазные. То же относится и к токам. Напряжение между двумя линейными проводами называется линейным, а между линейным проводом и нейтралью - фазным. Соответственно, токи, протекающие в линейных проводах, называются линейными, а в фазных - фазными.

 

Рис.5.7. Линейные и фазные напряжения и токи.

Линейные напряжения обозначаем двойными индексами, а фазные - одинарными. При соединении звездой линейный ток совпадает с фазным. Построим диаграмму линейных и фазных напряжений при соединении звездой.

Из рис.5.7 видим, что

U12 = U1 - U2

U23 = U2 - U3

U31 = U3 - U1.

   

Рис.5.8. Построение векторной диаграммы линейных напряжений.

Мы видим, что линейные напряжения также образуют трёхлучевую звезду, повёрнутую относительно звезды фазных напряжений на угол 30˚ против часовой стрелки. Рассмотрим соотношение между модулями линейных и фазных напряжений. Из треугольника U12U1N получим U12/2 = U1∙ cos30˚ = U1∙√3/2,

U12 = √3∙U1, т.е. в трёхфазной системе при соединении звездой Uл = √3Uф. Если линейное напряжение 230В, то фазное - 220/√3 = 133В.

Если фазное напряжение равно 230В, то линейное - 400В. Если нагрузка становится неравномерной, то можно считать, что соотношение соблюдается, только в этом случае в нейтральном проводе течёт ток.

Соединение звездой без нулевого провода применяется при подключении трёхфазных двигателей (здесь нагрузка симметричная), а соединение с нулевым проводом - при электрификации жилых домов. К дому подводят три фазы и нейтральный провод, а внутри дома стремятся равномерно нагрузить каждую из фаз, чтобы общая нагрузка была симметричной.

Б-19