Справочные данные и методические указания для выполнения РГР-5

5.1.1. Трехфазная система ЭДС. Виды соединений.

Мощность трехфазных приемников

Трехфазная электрическая система представляет собой совокупность трех электрических цепей однофазного переменного тока, в которых действуют три синусоидальных ЭДС одинаковой частоты, но сдвинутые друг относительно друга по фазе. Если три ЭДС системы равны по амплитуде и угол сдвига фаз между ними равен 120°, то такую систему называют симметричной трехфазной. Каждая отдельная цепь трехфазной системы называется фазой. Фазы принято обозначать А, В, С.

В трехфазной симметричной системе алгебраическая сумма мгновенных значений ЭДС, напряжений и токов равна нулю для любого момента времени:

е_а (t) + e_b (t) + e _с(t) = 0;

u_а (t) + u_b (t) + u _с(t) = 0;

i_а (t) + i_b (t) + i _c(t) = 0.

Мгновенное значение ЭДС трех фаз, их комплексные изображения, а также изображения на векторных диаграммах напряжений и схемы соединения приведены в табл.5а. Начала обмоток, в которых наводятся ЭДС трех фаз, обозначены А, В, С, а через X, Y, Z – их концы. Для источников и приемников трехфазных цепей существуют две схемы соединений: 1 - “звездa”() и 2 - “треугольник”(D).

“Звездой” называется такое соединение трех фаз генератора или приемника, при котором концы обмоток или нагрузок (X, Y, Z) соединяются в одну общую точку, называемую нулевой, или нейтральной, а начала присоединяются к линейным проводам. Провод, соединяющий нулевые точки генератора и приемника, называется нулевым, или нейтральным.

Соединение обмоток генератора или фаз приемника, при котором начало одной фазы соединяется с концом другой, образуя замкнутый контур, называется соединением “треугольник”. Соединение источника и приемника производят с помощью трех проводов. При трехпроводной линии передачи источник и приемник могут быть соединены как “звездой”, так и “треугольником”. Четырехпроводную линию передачи применяют при соединении источника и приемника “звездой”.

Таблица 5а

Схема соединения источника	Векторная диаграмма	Схема соединения приемников
; ; ; ; ; ; ; Iп = Iф.
D ; ; ; ; Iл = Iф.

При изменении вида соединения приемника со “звезды” на “треугольник” фазное напряжение при симметричной нагрузке увеличивается в раз.

; ; (U _Ф – напряжение между линейным и нулевым проводом, или между началом и концом фазы). Смещение нейтрали отсутствует. Нейтраль приемника n совпадает с нейтралью источника N. Расчет токов ведется по закону Ома:

; ; .

При соединении “звездой” ток в линейных проводах равен фазному, так как обмотка генератора, линейный провод и приемник, принадлежащие одной фазе, соединяются последовательно: I _Л = I _Ф.

Ток в нейтральном проводе определяется по I-му закону Кирхгофа: , ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме фазных токов.

Если нейтральный провод отсутствует (или оборван), то при несимметричной нагрузке возникает смещение нейтрали. Нейтраль приемника n смещается относительно нейтрали N источника. Симметрия фазных напряжений приемника нарушается.

Если приемник соединен “треугольником”, то при пренебрежимо малых сопротивлениях линейных проводов, напряжения на фазах приемника равны линейным напряжениям источника:

; ; ;

Фазные токи , , определяются по закону Ома, линейные токи – по I–му закону Кирхгофа: ; ; - геометрической (векторной) разностью соответствующих фазных токов.