Соединение звездой

Нагрузка в трёхфазной цепи может быть:

· симметричной, если сопротивления фаз нагрузки одинаковы по характеру и значению;

· несимметричной, если сопротивления фаз нагрузки различны.

 
 

Рассмотрим наиболее общий случай расчёта цепи с нулевым проводом, сопротивление которого ZN (рис. 5.11).

Если нужно учесть сопротивления линейных проводов и фаз источника их можно отнести к нагрузке, прибавив к сопротивлениям последнего по правилам сложения комплексных чисел.

Наиболее удобным методом расчёта в данном случае является метод узлового напряжения:

. (5.11)


Напряжения на фазах нагрузки:

. (5.12)

Токи в фазах:

, ,. (5.13)

 

Ток в нулевом проводе: . (5.14)

Для узловой точки 0 или 0’ справедливо также уравнение по первому закону Кирхгофа:

. (5.15)

Уравнение (5.15) можно использовать как проверочное.

На рис. 5.12 изображена векторная диаграмма цепи.


При наличии сопротивления в нулевом проводе (ZN0) нулевая точка приёмника на векторной диаграмме не совпадает с нулевой точкой источника.

Из формулы 5.9 видно, что симметрия фазных напряжений на нагрузке, когда UN=0, достигается в двух частных случаях.

1. При симметричной нагрузке, когда комплексы проводимостей фаз равны .

По этой причине ток в нулевом проводе равен нулю, и необходимость в этом проводе отпадает. Поэтому электроснабжение симметричных приёмников осуществляется по трёхпроводной системе.

2. В четырёхпроводной системе, когда сопротивление нулевого провода равно нулю.

Нулевой провод является уравнительным. Посредством его потенциалы нейтралей источника и приёмника принудительно уравнены, а поэтому звезда векторов фазных напряжений приёмника точно совпадает со звездой фазных напряжений источника.

При несимметричной нагрузке обрыв нулевого провода вызывает значительное изменение токов и фазных напряжений, что в большинстве случаев недопустимо.

Поэтому в нулевой провод предохранители не устанавливаются. Порядок расчёта трёхфазной цепи при соединении звездой, описанный выше, пригоден и при отсутствии нулевого провода.

При симметричной нагрузке необходимость расчёта всех трёх фаз отпадает. Достаточно провести расчёт одной фазы.

При известном линейном напряжении фазное напряжение определим по формуле 5.6:

.

Фазный ток, равный линейному

. (5.16)