Симетричне навантаження фаз споживачів

Режими роботи трифазної системи при з'єднанні споживачів зіркою

Режими роботи трифазної мережі, споживачів з'єднаних зіркою, можуть виникати різного типу та характеру. Розглянемо деякі з них:

– симетричний Z_аb = Z_bс = Z_са;

– несиметричний Z_аb ≠ Z_bс ≠ Z_са:

а) обрив фазного проводу;

б) обрив лінійного проводу;

с) ввімкнення в одну із фаз споживачів з активним та активно-індуктивним навантаженням.

Застосовують трипровідну та чотирипровідну схеми з'єднання приймачів зіркою. Трифазні симетричні споживачі електричної енергії вмикають згідно трипровідної схе­ми (без нульового проводу). Типовим навантаженням такого типу єтрифазні асинхронні двигуни. Несиметричні приймачі електричної енергії вмикаються згідно чотирипровідної схеми (з нульовим проводом).

При симетричному навантаженні (Z_а = Z_b = Z_с, φ_а = φ_b = φ_с= arctq (Х_Ф/R_Ф), або Z_а = Z_b = Z_с) діючі значення стру­мів у фазах однакові (I_а= I_b= I_с = I_Ф, або İ_а= İ_b= İ_с = İ_Ф). Вектор струму в нейтральному проводі Ī_n (İ_n) дорівнює геометричній сумі векторів фазних стру­мів Ī_а + Ī_b + Ī_с = 0, або İ_а + İ_b + İ_с = 0 (рисунок 3.4 і 3.5,а).

При симетричному навантаженні і з’єднанні споживачів зіркою справедливе співвідношення між лінійними та фазними напругами і струмами:

UЛ = UФ; ІЛ = ІФ.

Рисунок 3.4 – Електрична схема з’єднання фаз споживача зіркою

Значення діючих лінійних та фазних струмів визначаються за формулами:

Комплексні значення фазних напруг:

_а = U_а e ^{j0 º};

_b = U_b e ^{– j 120 º};

_с = U_с e ^{– j 240 º}.

Тоді, комплексні значення лінійних напруг:

_аb = _a – _b = U_аe ^{j 30 º};

_bс = _b – _с = U_be ^{– j 90 º};

_са = _с – _а = U_сe ^{– j 210 º}.

Комплексні значення фазних струмів (І_Л = І_Ф):

İ_а = _а / Z _а;

İ_b = _b / Z _b;

İ_с = _с / Z _с.

Струм у нульовому проводі:

İ_n = İ_а + İ_b + İ_с = 0

На рисунку 3.5,а показана векторна діаграма напруг і струмів при симетричному активному навантаженні (R_А =R_В = R_С), на рисунку 3.5,б – при симетричному активно-індуктивному навантаженні,

Рисунок 3.5 – Векторні діаграми напруг та струмів при з’єднанні фаз споживачів зіркою:

а) При симетричному активному навантаженні;

б) При симетричному активно-індуктивному навантаженні