Соединение приемников энергии звездой

       При соединении приемников звездой трехфазная система может быть четырехпроводная (с нулевым проводом) или трехпроводная (без нулевого провода).

В четырехпроводной системе (рис.1.5.4) нулевой провод обеспечивает равенство фазных напряжений генератора и соответствующих фазных напряжений потребителей. Токи, протекающие в каждой фазе, называются фазными (I_Ф), токи, протекающие по линейным проводам от генератора к потребителю, называются линейными (I_Л). При соединении потребителей звездой линейные токи равны фазным.

Определение фазных токов производится так же, как и для однофазных цепей переменного тока:

где U_A,U_B, U_C – фазные напряжения, Z_A, Z_B, Z_C – полные сопротивления фаз. Углы сдвига фаз токов относительно фазных напряжений определяются по формулам:

где r_A, r_B, r_C – активные сопротивления фаз.

       Действующее значение тока в нулевом проводе можно определить путем геометрического сложения векторов фазных токов:

Различают два вида нагрузки трехфазной цепи. Симметричная нагрузка – это тот случай, когда сопротивления нагрузки всех трех фаз равны по величине и одинаковы по характеру. В этом случае токи всех трех фаз будут равны по величине и сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120°. Ток в нулевом проводе, как видно из векторной диаграммы (рис.1.5.5,а), будет равен нулю. В этом случае нулевой провод не нужен. Для расчета трехфазной цепи при симметричной нагрузке достаточно рассчитать одну фазу. Активная, реактивная и полная мощности такой системы определяются по формулам:

Примером симметричной нагрузки фаз может являться двигатель.

       При несимметричной нагрузке фаз сопротивления нагрузки фаз могут различаться как по величине, так и по характеру. В этом случае токи фаз будут иметь разную величину, и угол сдвига фаз между ними будет отличен от 120°. Поэтому при несимметричной нагрузке в нулевом проводе появляется ток, равный геометрической сумме векторов фазных токов (рис.1.5.5,б). При этом нулевой провод обеспечивает равенство фазных напряжений электроприемников. Обрыв нулевого провода при несимметричной нагрузке приведет к тому, что на одних фазах напряжение уменьшится, а на других возрастет. Это является аварийной ситуацией. Поэтому во избежание разрыва нулевого провода в нем не устанавливают предохранители и выключатели.

       Расчет трехфазной цепи при несимметричной нагрузке предполагает расчет каждой фазы отдельно. Активная, реактивная и полная мощности определяются как суммы соответствующих мощностей трех фаз.