Трифазні чотирипровідні електричні кола
У трифазних чотирипровідних електричних колах при наявності лінійних проводів, що з'єднують початки фаз джерела живлення і споживача електроенергії, є також нейтральний провід, що з'єднує нейтральну точку N джерела з нейтральною точкою п споживача (рис. 6.8). Це забезпечує симетрію фазних напруг джерела й споживача, тому що нейтральний провід зрівнює потенціали нейтральних точок N і п.
|
|
Трифазні чотирипровідні системи широко розповсюджені в розподільних мережах промислових підприємств, житлових і громадських будинків. Вони дозволяють одержати дві напруги, що відрізняються на V3 - фазну иф і лінійну ил =л/з иф. При змішаному силовому й освітлювальному навантаженнях силові споживачі електроенергії живлять лінійними напругами ил=660; 380; 220 В, освітлювальне навантаження живлять фазними напругами иф = 220; 127 В.
У чотирипровідних електричних мережах фази джерела й фази споживача завжди з'єднують «зіркою».
При несиметричному навантаженні комплексні опори фаз споживача не
однакові (Za ф Zb ф Zc ), при цьому комплексну напругу UNn (що діє між нейтральними точками N і n системи, визначають за методом двох вузлів:
|
(6.13) |
u — EAYa + EsYb + EcYc
U Nn —-----------------------
Y + Y + Y + Y
a ^ :Lb ^ :Lc ^ l-N
де Ea, Eb, Ec - комплексні ЕРС джерела живлення; Ya, Yb, Yc, YN - комплексні
провідності фаз споживача і нейтрального проводу.
При симетричному навантаженні Za = Zb = Zc сума комплексних струмів у
точці розгалуження кола п відповідно до першого закону Кірхгофа: • • • •
la + Іь + Ic — In — 0. При цьому напруга між нейтральними точками,
UNn — ZN In — 0 .
Нехтуючи внутрішнім опором симетричного джерела живлення та з урахуванням того, що ЕРС Ea — Eb — Ec — Еф —43ил, комплексну напругу між ней
|
тральними точками системи визначають за виразом Un (Ya + a Y + aYc) |
|
Nn |
|
де a — e ри). |
|
J f,1 .л/3. 2 - J 3 3 — (—+ 1—), a — e 3 2 2 |
|
U |
|
2л |
|
V3(Ya + Yb + Yc + Yn )’ — (-1 - J~~) - поворотні множники (операто- |
|
(6.14) |
Комплексні фазні напруги приймача електроенергії знаходять з рівнянь, складених за другим законом Кірхгофа для відповідних замкнутих контурів системи (рис. 6.9):
U a — Ea — U nN; U ь — Eb—U nN; U c — Ec — U r.
|
Za |
|
При цьому комплексні фазні струми визначають за законом Ома для відповідних ділянок кола: • • • • • • /а — Ua/ Za ; Ib — Ub/ Zb ; Ic — Uc/ Zc. Комплексний струм у нейтральному проводі знаходять з рівняння, складеного за першим законом Кірхгофа для нейтральної точки п кола: • • • • In — /а ^ I b ^ Ic. При симетричному навантаженні фазні напруги: Ua = Ub = Uc = U/ф, при цьому |
|
U |
При обриві нейтрального проводу його повний опір ZN — да, а повна провідність yn — о.
При несиметричному навантаженні споживача електроенергії (Za ф Zb ф Zc) на векторній діаграмі відбувається зсув нейтральної точки n споживача відносно нейтральної точки N джерела, що приводить до перекосу фазних напруг споживача. Як наслідок, на одних фазах споживача напруга буде більшою, ніж на інших, що в багатьох випадках є неприпустимим. Зокрема при живленні освітлювального навантаження, коли одні освітлювальні прилади перебувають під напругою, меншою за номінальну, а інші - під напругою, більшою за номінальну, що приводить до передчасного виходу приладів з ладу. У зв'язку з цим у нейтральному проводі чотирипровідної електричної мережі заборонено установку запобіжників або вимикачів (рис 6.10), оскільки при відключеному нейтральному проводі фазні напруги можуть стати нерівними. Як наслідок, наприклад у колах освітлювальних установок буде спостерігатися недорозжарення ламп у фазах із зниженою напругою, і перерозжарення й передчасне перегоряння ламп у фазах з підвищеною напругою. Перегоряння ж одного з магістральних запобіжників спричинить відключення електроспожи - вачів відповідної магістралі.
|
Рис. 6.10 — Чотирипровідна електрична мережа |
