З’єднання зіркою, чотирипровідна і трехпроводная ланцюга - студопедія

Чотирипровідні трифазні ланцюга (малюнок 4.4) використовуються при напрузі до 1000 В у внутрішніх і зовнішніх проводках стаціонарних об'єктів. При з'єднанні обмоток генератора зіркою кінці фаз Х, Y, Z з'єднують в одну загальну точку N, звану нейтральною точкою (або нейтраллю). Кінці фаз навантаження x, y, z так само з'єднуються в нейтральній точці n. Почала фаз навантаження (а, b, c) підключаються до початків фаз генератора (А, В, С).

Провід, що з'єднують початку фаз генератора з навантаженням називаються лінійними, а струми протікають в цих проводах - лінійними струмами (..). Напруга між двома лінійними проводами називають лінійною напругою (..). Провід, що з'єднує нейтраль генератора і нейтраль приймача, називають нейтральним проводом, а струм протікає в цьому дроті - струмом нейтрального проводу (). Струм, що протікає від початку до кінця фази навантаження, називається фазним струмом навантаження (..), При з'єднанні навантаження зіркою фазні струми рівні лінійним. Напруга між початком і кінцем фази називають фазною напругою (..). Фазною струмом генератора є напруга, яка подається фазную обмотку статора. Розташування фаз за годинниковою стрілкою називається прямим чергуванням фаз (А, В, С), а проти годинникової - зворотним чергуванням (А, С, В).

Малюнок 4.4 - Чотирипровідна трифазна ланцюг

(Зірка з нейтральним проводом)

Якщо комплексні опору фаз навантаження рівні між собою (), то таке навантаження називають симетричною. Якщо ця умова не виконується то навантаження називають несиметричною.

Якщо знехтувати опорами лінійних і нейтрального проводів, то фазні напруги на навантаженні дорівнюватимуть фазним ЕРС джерела (генератора):

Лінійні напруги можна визначити за другим законом Кірхгофа:

Токи в кожній фазі приймача визначатися за формулами:

Згідно з наведеними рівняннями побудована топографічна векторна діаграма (рисунок 4.5) для симетричної чьотирьох трифазного ланцюга. Так як комплексні опору фаз навантаження рівні, то фазні струми мають однакову величину і зрушені щодо векторів фазних напруг на один і той же кут. З розгляду трикутника напруг утвореного векторами. і слід, що значення лінійної напруги визначається, як:. тобто при з'єднанні зіркою лінійна напруга в раз більше фазного. Крім того, з векторної діаграми слід, що при симетричному навантаженні струм нейтрального проводу дорівнює сумі векторів фазних струмів дорівнює нулю:. Тобто при симетричному навантаженні струм в нейтральному проводі не протікає, отже, необхідність у цьому дроті відпадає. Тому при підключенні до трифазної системі симетричного навантаження фази якої з'єднані зіркою (трифазні електродвигуни, електричні печі і т. П.) Застосовується трехпроводная трифазна ланцюг, показана на малюнку 4.6. Векторна діаграма цьому ланцюзі нічим не відрізняється від векторної діаграми чьотирьох трифазного ланцюга.

Малюнок 4.5 - Топографічна векторна діаграма

для симетричною чьотирьох трифазного ланцюга

У несиметричному режимі, коли. режими роботи чьотирьох і трехпроводной трифазних ланцюгів значно відрізняються. У чьотирьох ланцюга (малюнок 4.4), завдяки нейтральному проводу напруги на кожній з фаз навантаження будуть незмінними і рівними відповідним фазним напруженням джерела, як за величиною, так і за фазою. Так як комплексні опору фаз не рівні то струми в фазах будуть різними, і струм нейтрального проводу буде відрізнятися від нуля:. Векторна діаграма для несиметричною чьотирьох трифазного ланцюга приведена на малюнку 4.7.

Малюнок 4.6 - трипровідні трифазна ланцюг

при з'єднанні навантаження зіркою

У трехпроводной трифазного ланцюга фазні напруги блок не може дорівнюватимуть відповідним фазним напруженням джерела. У цьому випадку між нейтральними точками джерела і приймача виникає напруга - напруга зсуву нейтралі. Для визначення напруги зсуву нейтрали можна скористатися методом двох вузлів:

де. . - комплексні провідності фаз навантаження. Знаючи напруга зсуву нейтралі і фазні напруги джерела можна визначити фазні напруги на навантаженні:

Векторна діаграма відповідна несиметричного режиму роботи трехпроводной ланцюга показана на малюнку 4.8. З векторної діаграми видно, що несиметрія навантаження в трехпроводной ланцюга призводить до значного спотворення системи фазних напруг на навантаженні, причому фазні напруги можуть значно перевищувати свої номінальні значення. Тому в трьохпровідних ланцюгах, при з'єднанні навантаження зіркою допустимо тільки симетричний режим, тобто комплексні опору фаз навантаження повинні бути рівні.

Малюнок 4.7 - Векторна діаграма для несиметричною

чьотирьох трифазного ланцюга

Малюнок 4.8 - Векторна діаграма для несиметричною

трехпроводной трифазного ланцюга