Режим изменения тока одной фазы

Рассмотрим режимы работы трехфазной цепи, соединенной по схеме четырехпроводная звезда при изменение величины сопротивления одной фазы. Допустим, сопротивление фазы «в» уменьшили, т.е.

.

Тогда согласно системе уравнений (3.4) токи I_a, и I_c (для рис. 20) останутся неизмененными, а ток I _в, - увеличится т.е.:

.

Для определения тока в нейтральном проводе на рис. 24 построена векторная диаграмма токов.

Рисунок 24. Векторная диаграмма токов и напряжений при увеличении тока фазы «в»

 

Сравнивая векторные диаграммы токов при симметричной нагрузке (рис. 23) и при увеличении тока фазы «в» (рис. 24) можно сделать следующие выводы:

1. При увеличение тока одной фазы токи в двух других фазах не меняются;

2. При увеличении тока одной фазы в нейтральном проводе появляется ток I_n

 

Режим несимметричной нагрузки

Рассмотрим случай, когда нагрузка во всех фазах носит чисто активный характер, и между величинами сопротивления фаз справедливо следующее соотношение:

.

Тогда согласно системе уравнений (2.3), между величинами фазных токов будет справедливо следующие соотношение:

.

 

Для определения тока в нейтральном проводе, согласно (3.4), на рис. 25 построена векторная диаграмма токов и напряжений.

Рисунок 25. Векторная диаграмма токов и напряжений при несимметричной нагрузке

 

Сравнивая векторные диаграммы при симметричной (рис. 23) и при несимметричной нагрузке (рис. 25)можно сделать следующие выводы:

1. При несимметричной нагрузке токи в фазах приемника не зависят друг от друга;

2. При несимметричной нагрузке по нейтральному проводу будет протекать ток.

 

Режим равномерно-разнородной нагрузки

Рассмотрим случай (рис. 26), когда сопротивления фаз равны по величине, но в фазы «а»и «с» включены активные сопротивления, а в фазу «в» - чистая индуктивность, т. е.

Рисунок 26. Электрическая схема при равномерно-разнородной нагрузке

 

Так как сопротивление фаз приемника равны по величине, то согласно (3.3) токи во всех фазах также будут равны по величине:

.

Но в фазе «b» ток (I_b) будет отставать по фазе от напряжения U_b на угол .Этому случаю будет соответствовать векторная диаграмма, представленная на рис. 27.

Из анализа векторной диаграммы при равномерно–разнородной нагрузке можно сделать следующие выводы:

1. При равномерно–разнородной нагрузке токи во всех фазах равны по величине.

2. При равномерно–разнородной нагрузке по нейтральному проводу будет протекать ток, который по величине может быть значительно больше токов в фазах приемника.

Рисунок 27. Векторная диаграмма токов и напряжений при равномерной – разнородной нагрузке

 

Режим обрыва одной фазы

Рассмотрим как изменится режим работы фаз приемника, соединенного по схеме четырех проводная звезда, если произойдет обрыв одной из фаз (допустим фазы «b»).

Нагрузка до обрыва фазы была симметричной. Данному случаю соответствует следующие соотношения:

,

Тогда согласно системе уравнений (3.3) будем иметь:

,  

При обрыве фазы «b», напряжение U _в остается неизменным, т. к. потенциалы точек «А» и «a» равны (считаем, что сопротивление линейных проводов равно нулю).

Этому случаю будет соответствовать векторная диаграмма, представленная на рис. 28. Из анализа векторной диаграммы токов и напряжений при обрыве фазы, можно сделать следующие выводы:

1. Диаграмма фазных и линейных напряжений остается симметричной.

2. Токи в неповрежденных фазах остаются неизменными.

3. В нейтральном проводе появляется ток.

 

Рисунок 28.. Векторная диаграмма токов и напряжений при обрыве фазы «b»

 

Подводя итоги основных режимов работы трехфазной электрической цепи при соединение фаз приемника по схеме четырехпроводная звезда можно сделать следующий вывод:

1. Схема четырехпроводная звезда может применяться как для режимов питания симметричных, так и несимметричных приемников, т. к. режимы работы фаз приемника не зависят друг от друга.

2. Нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных и линейных напряжений во всех режимах работы.