Несимметричная трехпроводная цепь, соединенная звездой. Напряжение смещения нейтрали

При отсутствии нейтрального провода анализ трехфазной цепи, соединенной звездой, можно выполнить, воспользовавшись зависимостями для анализа четырехпроводной цепи и положив в них проводимость нейтрального провода равной нулю. Тогда получим:

Очевидно, величина смещения нейтрали в этом случае будет максимальной, несимметрия фазных напряжений и токов нагрузки здесь усиливается, однако, согласно первому закону Кирхгофа, выполняется соотношение:

.

Рассмотрим работу трехпроводной цепи в случае обрыва провода А-а.

Электрическое состояние цепи в этом случае полностью определяется соотношением сопротивлений в фазах нагрузки: и . Если то фазы симметричны, подставляя в уравнение смещения нейтрали такие проводимости

,

получим

Далее определяем фазные напряжения нагрузки

; ;

Согласно первому закону Кирхгофа

;

т.е. фазные токи уравновешивают друг друга. Вычислим отношение:

,

Это означает, что напряжения находятся в противофазе, векторы Ub и Uc противоположны по направлению. Если сопротивления нагрузки однородны, то

Это означает, что напряжения находятся в противофазе и различны по величине. Точка , оставаясь на отрезке ВС, смещается с его середины.

Смещение нейтрали также определяется по формуле узлового напряжения, векторные соотношения для остальных величин сохраняются.

В случае полностью несимметричной нагрузки точка (конец вектора смещения нейтрали) находится вне отрезка ВС. Соотношение

показывает, что векторы и различны по величине и не лежат на одной прямой.

При коротком замыкании фазы "а" смещение нейтрали становится равным напряжению фазы "А" генератора: . Напряжения на фазах нагрузки определяем из уравнений второго закона Кирхгофа:

;

.

Ток короткого замыкания фазы определим из уравнения первого закона Кирхгофа для узла "n":

Анализ показывает, что при коротком замыкании одной из фаз напряжение на других фазах становится равным линейному. При изменении соотношения нагрузки фаз и изменяются лишь величины и взаимное расположение векторов токов и .

Короткое замыкание фазы нагрузки в четырехпроводной цепи недопустимо, поскольку ведет к короткому замыканию соответствующей фазной обмотки генератора.