Схемы соединения фаз трехфазной нагрузки

Фазы трехфазной нагрузки также соединяются по схеме «звезда» или по схеме «треугольник».

Напряжения между началом и концом фазы преемника называются фазными напряжениями приемников и определяются как разность соответствующих потенциалов:

, , .

Токи, протекающие по фазам приемника, называются фазными токами I_Ф. Токи, протекающие по линейным проводам, называются линейными токами I_Л.

Трехфазные цепи рассчитываются теми же методами, которые применялись для расчета однофазных цепей.

Соединение фаз трехфазной нагрузки «звездой»

При соединении фаз генератора и нагрузки по схеме «звезда - звезда» (рис. 5.9) начала фаз генератора соединяются с началами фаз приемника линейными проводами, а нулевая точка генератора (0) соединяется с нулевой точкой приемника (0’) нулевым (нейтральным) проводом.

При соединении фаз по схеме «звезда» токи, протекающие по линейным проводам I_Л, равны токам в фазах I_Ф. Ток, протекающий по нулевому проводу, называется током нулевого провода и обозначается I₀.

Напряжение между нейтральными точками приемника и генератора называется напряжением смещения нейтрали и

определяется по методу двух узлов:

Фазные напряжения приемника при соединении фаз по схеме звезда определяются:

То есть фазные напряжения приемников отличаются от соответствующих фазных напряжений генератора на величину напряжения смещения нейтрали.

Линейные напряжения при любом распределении нагрузок между фазами сохраняют симметричный характер и остаются неизменными и равны разности соответствующих фазных напряжений приемника:

Фазные токи определяются по закону Ома:

.

Линейные токи равны соответствующим фазным

Ток нейтрального провода определяется согласно первому закону Кирхгофа, как сумма фазных токов:

Ток нулевого провода также можно определить по закону Ома: .

В случае, если сопротивление нейтрального провода равно нулю Z₀=0, то потенциалы нулевых точек генератора и приемника равны между собой , что обеспечивает при любой нагрузке фаз независимость режима работы одной фазы от другой, так как фазные напряжения приемников равны соответствующим фазным напряжениям генератора :

Фазные токи определяются по закону Ома: .

Ток нейтрального провода определяется согласно первому закону Кирхгофа, как сумма фазных токов:

Работа трехфазных цепей при симметричной нагрузке

Симметричной называется нагрузка, при которой во все фазы включаются одинаковые по величине и характеру сопротивления Z_а=Z_b=Z_c=Z= и, соответственно комплексные проводимости ветвей .

Напряжение смещения нейтрали при симметричной нагрузке будет равно нулю:

Потенциал нулевой точки приемника и нулевой точки генератора равны. Тогда фазные напряжения приемников будут равны фазным напряжениям генератора, т.е. будут одинаковы по модулю и сдвинуты относительно друг друга на угол 120^°

Векторы фазных напряжений показаны на топографической диаграмме на рис 5.10.

В этом случае токи в фазах будут также равны по модулю и сдвинуты друг относительно друга по фазе на угол 120^°

;

;

.

Тогда ток нулевого провода будет равен нулю:

Таким образом, в симметричной трехфазной системе нулевой провод оказывается лишним.

Векторы токов для случая активно-индуктивной нагрузки φ˃0 построены на рис. 5.10.