Основные теоретические положения. При соединении фаз приемника звездой их концы и соединяются в одну общую точку , называемую нейтральной

При соединении фаз приемника звездой их концы и соединяются в одну общую точку , называемую нейтральной. В случае соединения звездой таким же образом (в нейтральную точку N) соединяются концы фаз и генератора. Начала фаз приемника и генератора соединяются проводами, которые называются линейными, а провод, соединяющий нейтральные точки N и n, называется нейтральным.

Трехфазную цепь с тремя линейными и нейтральным проводом называют четырехпроводной, при отсутствии нейтрального провода – трехпроводной.

Напряжения между линейными проводами (или между началами фаз) называются линейными, а токи в линейных проводах – линейными токами. Напряжения между нейтральным проводом и одним из линейных проводов (или между началом и концом фаз) называются фазными. Токи в фазах приемника и генератора называются фазными токами. Примем за условные положительные направления фазных напряжений от начала к концу фаз, а линейных напряжений – от начала одной фазы к концу другой (рис. 3.1). Этим направлениям напряжений соответствуют обозначения стрелками условные положительные направления линейных и фазных токов (при соединении звездой фаза генератора, линейный провод и фаза потребителя соединяются последовательно, поэтому линейные и фазные токи равны друг другу).

Рис.3.1. Схема четырехпроводной цепи

при соединении фаз приемника звездой

На основании первого закона Кирхгофа

.

Линейные напряжения согласно второму закону Кирхгоффа равны векторной разности фазных напряжений

; ; .

В соответствии с этими уравнениями на рис.3.2 построена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений для симметричной системы фазных напряжений. Как видно из диаграммы, звезда линейных напряжений в этом случае повернута относительно звезды фазных напряжений на угол против часовой стрелки. Здесь векторы фазных напряжений равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг друга на . Из равнобедренного треугольника на рис. 3.2 найдем:

,

т.е. при соединении звездой в случае симметричной системы напряжений линейное напряжение в раз больше фазного.

Рис. 3.2. Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений для симметричного приемника

На рис. 3.3. изображена схема четырехпроводной цепи, в которой фазы генератора и приемника соединены звездой.

Если пренебречь сопротивлениями нейтрального и линейных проводов, то фазные напряжения приемника будут, очевидно, равны фазным напряжениям генератора:

Токи в каждой фазе приемника определяются по формулам:

где а - комплексное сопротивление каждой фазы.

Так как приемник симметричный, токи во всех фазах численно равны между собой и сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений на один и тот же угол

.

Рис. 3.3. Схема четырехпроводной цепи при соединении фаз генератора и приемника звездой

Из векторной диаграммы токов и напряжений (рис. 3.4), построенной для активно-индуктивной нагрузки, следует:

Необходимо отметить, что величина угла зависит от характера нагрузки и соотношения ее активной и реактивной составляющих. При чисто активной нагрузке (электрические печи, реостаты, лампы накаливания) угол =0, при активно-емкостной нагрузке угол принимает отрицательное значение, так как токи в фазах опережают соответствующие фазные напряжения.