6.1.2 Соединение фаз источника энергии и приемника звездой. Определение линейных и фазных величин
При соединении
фаз источника энергии в звезду
концы фаз
,
и
объединяются в одну точку
(рисунок 6.1), которая называется нулевой
(или нейтральной)
точкой
генератора.
|
Рисунок 6.1 – Схема соединения фаз источника энергии и приемника звездой |
При соединении
фаз нагрузки в звезду
концы фаз
,
и
объединяются в одну точку
(рисунок 6.1), которая называется нулевой
(или нейтральной)
точкой фазной
нагрузки.
Провода
,
и
,
соединяющие трехфазный генератор с
нагрузкой, называются линейными
проводами,
а провод
,
соединяющий нейтральные точки генератора
и нагрузки, — нейтральным
(или нулевым)
проводом.
Фазным
напряжением
называется напряжение на зажимах фазы
генератора или приемника (напряжение
между началом и концом фазы). При
соединении звездой (рисунок 6.1)
фазными
напряжениями генератора
являются напряжения
,
и
;
фазными
напряжениями нагрузки
— напряжения
,
и
.
Линейным
напряжением
называется напряжение между двумя
линейными проводами (между началами
двух фаз). Для схемы, изображенной на
рисунке 6.1, линейными являются напряжения
,
и
.
Фазным
током
называется ток, протекающий по фазе
генератора или нагрузки; линейным
током
— ток, протекающий по линейному проводу.
На рисунке 6.1 фазными являются токи
,
,
;
линейными — токи
,
,
.
При соединении фаз нагрузки звездой линейные токи равны соответствующим фазным токам:
, 
, 
, (6.6)
а комплексы линейных напряжений являются суперпозицией фазных напряжений генератора:
, 
, 
(6.7)
или фазных напряжений нагрузки:
, 
, 
. (6.8)
Соотношения (6.6)
также означают, что при соединении в
звезду совпадают действующие значения
линейных
и фазных
токов, т.е.
. (6.9)
Если сопротивления обмоток генератора малы и ими можно пренебречь, то фазные напряжения , и на зажимах генератора совпадают с соответствующими ЭДС:
, 
, 
, (6.10)
причем для этих напряжений выполняются соотношения аналогичные (6.4):
, 
, 
. (6.11)
Учитывая (6.7) и (6.11), линейные напряжения , и можно преобразовать к виду
, 
, 
. (6.12)
Из (6.12) следует,
что линейные
напряжения при соединении фаз генератора
звездой опережают соответствующие
фазные напряжения на
,
а действующие значения
и
этих напряжений связаны равенством
. (6.13)
6.1.3 Симметричная и несимметричная нагрузка в трехфазной цепи
Нагрузка в трехфазной электрической цепи подразделяется на симметричную и несимметричную. При симметричной нагрузке сопротивления фаз совпадают как по величине, так и по характеру:
и 
, (6.14)
где
,
,
— величины сопротивлений,
,
,
— углы сдвига фаз между напряжением и
током. В комплексной форме условие
симметричности фаз нагрузки будет
выглядеть так:
. (6.15)
Здесь
,
и
— комплексы соответствующих сопротивлений.
Если хотя бы одно из условий (6.14) или условие (6.15) нарушается, нагрузку считают несимметричной. Различают следующие типы несимметричной нагрузки:
1) неоднородная
и неравномерная
(сопротивления фаз различны как по
величине, так и по характеру);
и
;
2) равномерная (сопротивления фаз равны по величине, но различны по характеру); , но ;
3) однородная (сопротивления фаз одинаковы по характеру, но отличаются по величине); , но .