Четырёхпроводная схема электроприёмников – «звезда»

Схема соединения «звезда» с нулевым (нейтральным) проводом (четырёхпроводная) показана на рис. 4.3.

Рис. 4.3

Определим фазные токи из закона Ома:

(4.7)

Ток в нейтральном проводе

Необходимо отметить, что в трёхфазных цепях режим работы каждой фазы не зависит от режима работы других фаз за исключением аварийных режимов.

Рассмотрим симметричный режим работы цепи, когда сопротивления в фазах одинаковы, равны по величине и имеют одинаковый угол сдвига фаз

, .

Так как источник выдаёт симметричные системы фазных и линейных напряжений, то

С учетом (4.7) будут равны между собой фазные и линейные токи

Электрические соотношения в «звезде» с учетом (4.6) при симметричной нагрузке

(4.8)

Построим векторную диаграмму для симметричной резистивной нагрузки (рис. 4.4).

, .

Построение векторной диаграммы производится аналогично рис. 4.2. Так как нагрузка резистивная, то векторы фазных токов совпадают с соответствующими векторами фазных напряжений

Рис. 4.4

Сложив векторы и , получим вектор суммарного тока, который равен по величине вектору и направлен против него, поэтому ток в нейтральном проводе равен нулю .

При несимметричной нагрузке соответствующие фазные и линейные токи не будут равны между собой

Электрические соотношения в «звезде» с учётом (4.6) при несимметричной нагрузке:

(4.9)

Векторная диаграмма для несимметричной нагрузки показана на рис. 4.5

Рис. 4.5

Рассмотрим режимы работы трёхфазной цепи при обрыве нейтрального провода – трёхпроводная «звезда» (рис. 4.6).

Рис. 4.6

При симметричном режиме известно, что при четырёхпроводной системе ток в нейтральном проводе равен нулю , поэтому отсутствие нейтрального провода NN’ не влияет на режим работы и электрические соотношения запишутся следующим образом:

(4.10)

При несимметричной нагрузке в четырёхпроводной системе по нейтральному проводу NN’ идет ток , который обусловлен разностью потенциалов между нейтральной точкой источника N и приёмника N’

(4.11)

При наличии нейтрального провода и при несимметричной нагрузке .

При несимметричной нагрузке и трёхпроводной системе , тогда напряжение на каждой фазе электроприёмника:

(4.13)

Поэтому происходит сдвиг нейтральной точки приемника N’ относительно нейтральной точки источника N и фазные напряжения не равны между собой

(4.14)

Симметрия линейных напряжений сохраняется

(4.15)

Векторная диаграмма для несимметричной резистивной нагрузки показана на рис. 4.7.

Рис. 4.7

Построение начинаем со штрихпунктирной «звезды» симметричных фазных напряжений источника. Затем строим вектор нулевого напряжения и, соединив точку N’ с точками А, В, С, получаем векторы фазных напряжений приемника , , .

В случае резистивной нагрузки, векторы соответствующих фазных токов будут направлены по векторам фазных напряжений , , . Соединив точки А, В, С между собой, получим «треугольник» линейных напряжений , , .