Схема. Співвідношення лінійних і фазних струмів та напруг. Векторні діаграми. Потужності трифазних систем

Трикутником називається таке з’єднання, коли кінець кожної фази з’єднаний з початком наступної. Тобто три фази з’єднати послідовно і до початку кожної фази приєднані лінійні проводи. Наприклад, початок фази А з'єднується з кінцем фази C, початок фази С— з кінцем фази В, початок фази В - з кінцем фази А. Точки з’єднання початків і кінців фаз служать для відводу (або підведення) трифазного струму.

При сполученні обмоток трикутником лінійний провід відходе від загальних точок початку однієї фази і кінця іншої, тому при з’єднанні трикутником лінійна напруга дорівнює фазній:

При сполученні зіркою фазна напруга менше у раз, ніж при сполученні трикутником, тому, щоб отримати то же значення потужності при зірці сила струму повинна бути більшою у раз. Таким чином, при сполученні зіркою переріз провода повинен бути у раз більшим, щоб пропустити більшу у раз силу струму, а довжина провода - менша у раз. Тобто, загальна вага провода при обох сполученнях буде однакова, але для зірки потрібний більш товстий та коротший провід, що дешевше і механічно міцніше. Крім того, ізоляція при сполученні зіркою повинна бути розрахована на нижчу напругу. Отже, економічній сполучення зіркою, але при з’єднанні трикутником кожна фаза приймача знаходиться під лінійною напругою, тому всяка зміна навантаження в одній фазі не впливає на величину напруг в інших його фазах, якщо знехтувати спадом напруги у проводах. Це і є основна перевага сполучення трикутником.

Співвідношення між лінійними і фазними струмами можна визначити, якщо застосувати перший закон Кірхгофа для вузлів A, В та С:

,

,

,

де , і - фазні струми, А

Відкіля лінійні струми дорівнюють геометричним різницям відповідних фазних струмів:

Побудуємо векторні діаграми струмів і напруг - рис.4.1.

Рисунок 4.1 - Векторні діаграми ЕРС(1) і струмів (2) для симетричної трифазної мережі при з’єднанні трикутником

При сполученні трикутником обмоток генератора утворюється замкнений контур з малими опорами, тобто сума ЕРС за другим законом Кірхгофа повинна дорівнювати нулю:

але у симетричній трифазній системі ЕРС зрушенні одна відносно одної на кут 120º. Тому при відімкненні зовнішнього кола струму у цьому контурі не має.

При невірному з’єднанні схеми трикутник (наприклад, переплутати початок обмотки з її кінцем) в замкненому контурі з незначним опором обмоток генератора з’явиться струм дуже великого значення, що еквівалентно короткому замкненню.

При симетричній системі напруг і симетричності навантажень фаз, як видно з векторної діаграми, лінійні струми відстають від відповідних фазних струмів на 30º, таким чином лінійний струм більше фазного у разів:

Побудуємо топографічні діаграми трифазного кола при сполученні трикутником - малюнок 4.2 а). Щоб показати на діаграмі зсуви фаз між напругами і струмами, вектори струмів проводять не з початку координат, а з точок А, В та С - - малюнок 4.2 б).

При сполученні трикутником трифазного приймача повні, активні та реактивні потужності визначаються аналогічно потужностям при сполученні зіркою.

Рисунок 4.2 - Топографічні діаграми трифазного кола при сполученні трикутником