Классификация и способы соединения приемников звездой и треугольником. СОЕДИНЕНИЕ ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ И ПРИЕМНИКА ПО СХЕМЕ ЗВЕЗДА

Фазные обмотки трехфазного генератора можно соединить с тремя приемниками энергии шестью проводами (рис. 3.3) и получить три неза­висимые фазные цепи. Необъединенная трехфазная система практи­чески не применяется, но она важна для уяснения соотношений после объединения фазных цепей. Обратим внимание на стрелки, указываю­щие положительные направления фазных ЭДС. Эти положительные направления определяют «начала» (А, В, С) и «концы» (X, Y, Z) фаз­ных обмоток генератора.

У источника энергии и приемника, выполненных по схеме звезда (условное обозначение Y), все концы фазных обмоток генератора сое­диняются в общий узел N (рис. 3.4); такой же узел п образует соеди нение трех фаз приемника, а три обратных провода фаз системы объ­единяются в один общий нейтральный провод. Остальные три провода, соединяющие генератор с приемником, называются линейными. Узел, который образуют обмотки фаз генератора или фазы приемника, называется нейтралью или нейтральной точкой.

Пренебрегая сопротивлениями всех проводов, легко определить токи трех фаз приемника и генератора:

и ток в нейтральном проводе

Приемник с одинаковыми сопротивлениями всех трех фаз

называется симметричным. При симметричном приемнике у токов всех фаз одинаковые действующие значения /_ф и одинаковые сдвиги фаз <р относительно соответствующих фазных ЭДС (рис. 3.5), ток в нейтраль­ном проводе (3.5) равен нулю. Поэтому в случае симметрического при­емника, или, как говорят, при симметричной нагрузке генератора, нейтральный провод не нужен и не прокладывается. Примером такого приемника является трехфазный двигатель с соединением трехфаз­ных обмоток по схеме звезда.

В трехфазной системе напряжения U_A, U_B, U_c между выводами каждой фазной обмотки генератора или каждой фазы приемника назы­ваются фазными напряжениями.

У симметричной трехфазной системы действующие значения фаз­ных напряжений одинаковы: U_A = ub = Uc = ^ф-

Фазными токами называются токи в фазных обмотках генератора или в фазах приемника. Напряжения между линейными проводами

называются линейными и линейными называются токи в линейных проводах.

Запишем уравнения по второму закону Кирхгофа для контура, обозначенного на рис. 3.4 пунктиром, и двух других аналогичных кон

­туров и учтем, что

Для линейных напряжений получим:

где и_л — действующее значение линейного напряжения.

Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений при соеди­нении источника энергии и приемника по схеме звезда дана на рис. 3.5. Вектор линейного напряжения U_AB построен по (3.7а), т. е. получен как результат суммирования вектора U_А и вектора —(J_B, который по длине равен вектору U_B и противоположен ему по направлению. Аналогично построены и остальные два вектора линейных напря­жений.

При наличии нейтрального провода (рис. 3.4) условия (3.6) выпол­няются как при симметричном, так и при несимметричном приемнике, а при отсутствии нейтрального провода — только при симметричном. В обоих случаях векторы комплексных значений фазных и линейных напряжений образуют три одинаковых равнобедренных треугольника с углами 30° при основании. Из треугольников напряжений следует, что между действующими значениями линейных и фазных напряже­ний справедливо соотношение

Например, линейное напряжение U_л — 380 В, а фазное £/_ф = 220 В или линейное [7_Л = 220 В, а фазное [/_ф == 127 В.

При соединении источника энергии и приемника по схеме звезда линейные токи равны соответствующим фазным токам. В случае сим­метричного приемника действующие значения всех линейных и фазных токов одинаковые:

Каждый трехфазный двигатель представляет собой симметричный приемник. Поэтому для подключения электродвигателей к источнику энергии применяют трехпроводные линии. Но для осветительной на­грузки (рис. 3.6) нейтральный провод необходим, поскольку нет осно­ваний рассчитывать на полную симметрию такого трехфазного прием­ника. В нейтральном проводе четырехпроводной осветительной маги­страли запрещена установка предохранителей или выключателей, так как при отключении нейтрального провода фазные напряжения могут стать неравными. В результате в одних фазах (или фазе) может наблюдаться недокал, а в других фазах (или фазе) — перекал и быстрое перегорание ламп. Если при таком соединении перегорит один из магистральных предохранителей, то отключатся лампы только одной (соответствующей) фазы