12. Физико-химическое действие электрического тока и область применения.

13. Расчет трехфазных цепей при соединении фаз источника энергии и приемника звездой.

При соединении звездой к началам обмоток генератора А, В, С присоединяютсялинейные провода, соединяющие генератор с нагрузкой. Концы обмоток генератора соединяются в узел, называемой нейтральной или нулевой точкой (N, 0). Точку, в которой объединены три конца трехфазной нагрузки, называют нулевой или нейтральной точкой нагрузки (n, 0’). Нулевым (нейтральным) проводом, называют провод, соединяющий нулевые точки генератора и нагрузки.

При соединении приемников энергии звездой трехфазная система может бытьчетырехпроводной (с нулевым проводом) или трехпроводной (без нейтрального провода).

 

а) б)

Рис.4.2

Текущие по линейным проводам токи – называются линейными токами (I_A, I_B, I_C или I_Л).

Напряжение между линейными проводами – линейное напряжение (U_AB, U_BC, U_CA или U_Л).

Каждую из трех обмоток генератора называют фазой генератора, каждую из трех нагрузок – фазой нагрузки. Протекающие по фазам токи называют фазными токами(I_Ф), напряжения на фазах – фазными напряжениями (U_A, U_B, U_C или U_Ф).

Ток, протекающий в нейтральном проводе обозначается I₀, I_N.

В случае однородности и равенства всех трех сопротивлений приемников энергии трехфазная нагрузка называется симметричной. При симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе равен нулю.

Роль нулевого провода.При наличии нулевого провода фазные напряжения не зависят от нагрузки.

Как видно из схемы рис. 3.7, при соединении звездой фазные напряжения приемника U_a, U_b иU_c не равны линейным напряжениям U_ab, U_bc и U_ca. Применяя второй закон Кирхгофа и к контурам aNba, bNcb и cNac, можно получить следующие соотношения между  линейными  и  фазными  напряжениями:

(3.8a)

U_ab = U_a - U_b , U_bс = U_b - U_с , U_ca =U_c - U_a .

Пользуясь соотношениями (3.7) и имея векторы фазных напряжений, нетрудно построить векторы линейных напряжений (рис. 3.8).

Рис. 3.7. Схема соединения фаз приемника звездой

Если не учитывать сопротивлений линейных проводов и нейтрального провода, то следует считать комплексные значения линейных и фазных напряжений приемника равными соответственно комплексным значениям линейных и фазных напряжений источника. Вследствие указанного равенства векторная диаграмма напряжений приемника не отличается от векторной диаграммы источника при соединении звездой (см. рис. 3.5, б и 3.8). Линейные и фазные напряжения приемника, как и источника, образуют две симметричные системы  напряжений. Очевидно, между линейными и фазными напряжениями приемника существует соотношение, подобное (3.6), т. е.

(3.9)

U_л = √3U_ф .

Рис. 3.8. Векторная диаграмма при соединении приемника звездой в случае симметричной нагрузки

Как будет показано далее, соотношение (3.9) справедливо при определенных условиях так же в случае отсутствия нейтрального провода, т. е. в трехпроводной цепи.

На основании указанного соотношения можно сделать вывод о том, что соединение звездой следует применять в том случае, когда каждая фаза трехфазного приемника или однофазные приемники рассчитаны на напряжение в √3 раз меньшее, чем номинальное линейное напряжение сети.

Из схемы рис. 3.7 видно, что при соединении звездой линейные токи равны соответствующим фазным токам:

(3.10)

I_л = I_ф .

С помощью первого закона Кирхгофа получим следующее соотношение между фазными токами и током нейтрального провода:

(3.11)

I_a + I_b + I_c = I_N .

Имея векторы фазных токов, с помощью (3.11) нетрудно построить вектор тока нейтрального провода.

Если нейтральный провод отсутствует, то, очевидно,

I_a + I_b + I_c =0.