Режимы работы трехфазной цепи

Различают симметричный, несимметричный и аварийный режимы работы трехфазной цепи.

Трехфазная цепь являетсятся симметричной, если в ней комплексные сопротивления всех трех фаз одинаковы, т.е. если . В противном случае они являются несимметричными. Равенство модулей указанных сопротивлений не является достаточным условием симметрии цепи. Так, например, трехфазный приемник, соединенный звездой, на рис. 2.18, а является симметричным, а на рис. 2.18, б – нет, даже при условии: R = Z_L = Z_C.

Если к симметричной трехфазной нагрузке приложена симметричная трехфазная система напряжений генератора (2.35), то в ней будет иметь место симметричная система токов. Такой режим работы трехфазной цепи называется симметричным. В этом режиме токи и напряжения соответствующих фаз равны по модулю и сдвинуты по фазе друг по отношению к другу на угол 2π/3. Если в трехфазной системе при симметричной трехфазной системе напряжений генератора нагрузка несимметричная, то будет иметь место несимметричный режим работы трехфазной цепи.

а)	б)
Рис. 2.18 – Примеры нагрузки

При расчете трехфазной цепи в симметричном режиме работы ее расчет осуществляется сначала для одной фазы (Рис 2.14) например фазы А, по результатам которого определяются соответствующие величины, токи и напряжения, в других фазах. Эти напряжения и токи по величине будут равны. Углы сдвига фаз также будут одинаковыми. Ток нейтрали I₀ будет равен нулю и напряжение между точками Nn (Un - напряжение смещения нейтрали) также будет нулевым.

При несимметричном режиме эти расчеты необходимо производить для каждой фазы отдельно. В этом режиме за счет неравенства токов (их модулей и аргументов) появится ток I₀ ≠ 0.

Для соединения трехфазной цепи в звезду возможны следующие аварийные режимы работы:

1) обрыв одной из фаз;

2) обрыв нулевого провода;

3) обрыв фазы и нуля;

4) короткое замыкание фазы при обрыве нулевого провода.

При обрыве одной фазы, работа нагрузкой этой фазы не совершается, и остальные нагрузки свои режимы работы не изменят. При этом нулевой провод буде нагружен дополнительно.

Если нагрузки связаны и являются одним целым, то этот режим будет аварийным. Например, если нагрузка – асинхронный двигатель, то он будет в аварийном режиме и нулевой провод будет нагружен.

Обрыв нулевого провода не всегда вызывает аварию в трехфазных цепях. Если нагрузка симметрична, то обрыв нулевого провода не изменит токов нагрузок, так как для симметричной нагрузки I₀ = 0. Для несимметричных нагрузок I₀ ≠ 0, и поэтому такой режим может вызвать аварию.

Обрыв фазы и нулевого провода приводит к I₀ = 0 и к исчезновению одного фазного напряжения. Потребители оставшихся фаз оказываются включенными последовательно. Токи в этих фазах будут одинаковыми, а напряжения на них будут зависеть от сопротивлений нагрузок.

При коротком замыкании одной из фаз и обрыве нулевого провода напряжение этой фазы станет равно нулю. Нагрузка по току оставшихся фаз увеличится в раз по отношению к исходному значению.