Учебное пособие: Трехфазные электрические цепи, электрические машины, измерения электрической энергии, электрического освещения, выпрямления переменного тока

Векторные диаграммы для данного случая изображены на рис.7 (а, б).

На рис.7 (а) показано графическое определение тока в нейтральном проводе I_О . Благодаря наличию нейтрального провода при несимметричной нагрузке напряжения на фазах потребителя энергии остаются неизменными и равными фазным напряжениям генератора (если пренебречь сопротивлением нейтрального провода и линейных проводов).

Рис.7

В случае обрыва нейтрального провода нулевая точка смещается в сторону более нагруженной фазы, и напряжения на фазах потребителя изменяются, что приводит к нарушению нормальной работы приемников энергии, поэтомув нейтральный провод не рекомендуется ставить предохранитель или рубильник. Токи в трехфазной цепи без нейтрального провода принимают такие значения, что их геометрическая сумма равна нулю.

Если в качестве нагрузки трехфазной трехпроводной цепи используются лампы накаливания одинаковой мощности, то их накал определяется фазным напряжением, а так как напряжения на фазах различны, то лампы будут гореть с различной яркостью. Наибольший накал ламп будет в той фазе, в которой включено меньшее количество ламп.

В случае обрыва одной из фаз, например, фазы "А" без нейтрального провода (отключены все лампы в этой фазе), две другие фазы ("В" и "С") оказываются включенными последовательно и находятся под линейным напряжением U_ВС . Если сопротивления одинаковы, то напряжения их будут равны, и каждое составляет половину линейного напряжения U_ВС /2 (рис.8).

Рис.8

В этом случае лампы, включенные в фазу "А", погаснут, а в фазах "В" и "С" будут иметь меньший накал.

Уменьшение сопротивления одной из фаз (например, "А") до нуля, что соответствует короткому замыканию в ней, приводит к смещению нулевой точки в вершину треугольника линейных напряжений, тогда U_А =0, а фазные напряжения U_В и U_С становятся равными линейным: U_АВ и U_СА .

Векторная диаграмма токов и напряжений для данного случая показана на рис.9.

Рис.9

Лампы, включенные в фазу "А", гаснут, а в фазах "В" и "С" горят ярче обычного.

Вывод: при несимметричной нагрузке фаз нельзя применять соединение приемников по схеме "звезда" без нулевого провода.

Содержание ОТЧЕТА

1. Технические характеристики приборов и элементов, используемых в работе.

2. Схемы и таблицы.

3. Расчетные формулы и векторные диаграммы.

4. Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое соединение фаз генератора и нагрузки называется "звездой"?

2. Каково соотношение между фазными и линейными напряжениями и токами при соединении нагрузки "звездой"?

3. Объяснить назначение нулевого провода.

4. Как определить ток в нулевом проводе?

5. Что такое напряжение смещения нейтрали? В каких случаях оно равно нулю?

Чем опасно короткое замыкание одной фазы при наличии и отсутствии нулевого провода?

Литература

1. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. - М.: Высшая школа, 1984, с.97 - 101.