Соединение фаз приемника в звезду

Трехфазная нагрузка, фазы которой Z_a, Z_b, Z_c соединены по схеме звезда, представлена на рис. 29. Аналогично могут быть соединены обмотки (фазы) трехфазного генератора.

При такой схеме фазы генератора соединяют с фазами приемника четырехпроводной линией электропередач. Три провода линии А, В и С называют линейными. К ним подключают начала фаз а, b и с приемника. Четвертый провод N называют нейтральным к нему подключают концы фаз x, y и z приемника. Точка n, в которой соединяются концы фаз приемника и к которой подключен нейтральный провод, называется нейтральной точкой.

Рис. 29. Схема соединения фаз приемника в звезду

Напряжения, между линейными проводами U_ab, U_bc, U_ca, называют линейными напряжениями. Напряжения, между линейными и нейтральным проводом U_a, U_b, U_c, называют фазными напряжениями. Обычно между линейными и фазными напряжениями выполняется условие симметрии, при котором все линейные напряжения U_ab, U_bc, U_ca, равны между собой по значению, но сдвинуты между собой по фазе на угол 120°. То же условие выполняется и для фазных напряжений U_a, U_b, U_c. Количественную связь между линейными и фазными напряжениями можно определить из векторной диаграммы (рис. 30). При симметрии напряжений

Рис. 30. Векторная диаграмма напряжений трехфазного приемника

Токи I_А, I_B, I_C, протекающие по линейным проводам, называют линейными токами. Токи I_а, I_b, I_c, протекающие по фазам приемника, называют фазными токами. Из анализа цепи (рис. 29) видно, что

Если полные сопротивления отдельных фаз приемника одинаковы

такую нагрузку называют симметричной. При такой нагрузке токи в фазах

также будут одинаковы как по значению, так и по фазе

Ток нейтрального провода, для узла n (рис. 29) определяют по первому закону Кирхгофа как векторную сумму фазных токов

и для симметричной нагрузки его значение равняется нулю

При несимметричной нагрузке, когда

токи фаз приемника I_фi не равны между собой (рис. 31) и, следовательно, ток нейтрального провода

То есть при несимметричной нагрузке в нейтральном проводе течет ток и провод выполняет определенную рабочую функцию.

Рис. 31. Векторная диаграмма токов и напряжений для несимметричной нагрузки

При обрыве нейтрального провода в случае несимметричной нагрузки нарушается нормальный режим работы трехфазной электроустановки. Фазные токи изменяются таким образом, чтобы их сумма стала равной нулю. Однако при неизменных сопротивлениях фаз приемника изменение фазных токов возможно лишь в случае изменения фазных напряжений. То есть при обрыве нейтрального провода нарушается симметрия фазных напряжений. Напряжения на зажимах отдельных фаз могут возрастать, а на зажимах других - снижаться относительно номинальных значений. Нарушение симметрии фазных напряжений ведет к аварийной ситуации для электроприемников. Поэтому на практике следят за целостностью нейтрального провода.