Система трифазного струму при з’єднанні приймачів зіркою

Трифазний генератор (трансформатор) має три вихідні обмотки, однакові за кількістю витків, але розвиваючі ЕРС, зрушені по фазі на 120°. Можна було б використовувати систему, в якій фази обмотки генератора не були б гальванічно сполучені один з одним. Це так звана незв'язна система. В цьому випадку кожну фазу генератора необхідно сполучати з приймачем двома дротами, тобто матиме місце шестидротяна лінія, що неекономічно. В зв'язку з цим подібні системи не отримали широкого застосування на практиці.

Для зменшення кількості дротів в лінії фази генератора гальванічно зв'язують між собою. Розрізняють два види з'єднань: в зірку і в трикутник. У свою чергу при з'єднанні в зірку система може бути трьох- і чотирипровідною.

З'єднання в зірку

На рис. 6 приведена трифазна система при з'єднанні фаз генератора і навантаження в зірку. Тут дроти АА', ВВ' і СС' - лінійні дроти.

Лінійним називається дріт, що сполучає початок фаз обмотки генератора і приймача. Точка, в якій кінці фаз з'єднуються в загальний вузол, називається нейтральною (на рис. 6 N і N' - відповідно нейтральні точки генератора і навантаження).

Дріт, що сполучає нейтральні точки генератора і приймача, називається нейтральним (на рис. 6 показаний пунктиром). Трифазна система при з'єднанні в зірку без нейтрального дроту називається трипровідною, з нейтральним дротом - чотирипровідною.

Усі величини, що відносяться до фаз, носять назву фазних змінних, до лінії - лінійних. Як видно зі схеми на рис. 6, при з'єднанні в зірку лінійні струми і дорівнюють відповідним фазним струмам. За наявності нейтрального дроту струм в нейтральному дроті . Якщо система фазних струмів симетрична, то . Отже, якби симетрія струмів була гарантована, то нейтральний дріт був би не потрібний. Як буде показано далі, нейтральний дріт забезпечує підтримку симетрії напруги на навантаженні при несиметрії самого навантаження.

Оскільки напруга на джерелі протилежно напряму його ЕРС, фазна напруга генератора (див. рис. 6) діє від точок А, В і С до нейтральної точки N; - фазна напруга навантаження.

Лінійна напруга діє між лінійними дротами. Відповідно до другого закону Кірхгофа для лінійної напруги можна записати

;

(1)

;

(2)

.

(3)

Відмітимо, що завжди - як сума напруги по замкнутому контуру.

На рис. 7 представлена векторна діаграма для симетричної системи напруги. Як показує її аналіз (промені фазної напруги утворюють сторони рівнобедрених трикутників з кутами при основі, рівними 30°), в цьому випадку

(4)

Обычно при расчетах принимается . Тогда для случая прямого чередования фаз , (при обратном чередовании фаз фазовые сдвиги у и меняются местами). С учетом этого на основании соотношений (1) …(3) могут быть определены комплексы линейных напряжений. Однако при симметрии напряжений эти величины легко определяются непосредственно из векторной диаграммы на рис. 7.

Направляючи дійсну вісь системи координат по вектору (його початкова фаза дорівнює нулю), відлічуємо фазові зрушення лінійної напруги по відношенню до цієї осі, а їх модулі визначаємо відповідно до (4). Так для лінійної напруги і отримуємо: , .

Дата добавления: 2014-01-07