Ход решения задачи

 

Трехфазная четырехпроводная система питания потребителей электроэнергии (рис.7.1), широко распространенная в низковольтных сетях, позволяет получить для питания потребителей два напряжения – линейное и фазное .

В трехфазных четырехпроводных электрических цепях при наличии линейных проводов, соединяющих начала фаз источника питания и потребителя электроэнергии, имеется также нейтральный провод, соединяющий нейтральную точку N источника с нейтральной точкой n потребителя, что обеспечивает симметрию фазных напряжений источника и потребителя, так как нейтральный провод уравнивает потенциалы нейтральных точек N и n.

Таблица 7.2

Исходные данные дополнительному заданию задачи № 7

Вариант	Задание
	Определить ток фазы А	При к.з.
	При х.х.
	Определить ток фазы B	При к.з.
	При х.х.
	Определить ток фазы С	При к.з.
	При х.х.
	Определить ток нейтрального провода	При к.з.
	При х.х.

 

В четырехпроводных электрических цепях фазы источника и фазы потребителя соединяются всегда звездой.

При несимметричной нагрузке комплексные сопротивления фаз потребителя не одинаковы ( ), при этом комплексное напряжение , действующее между нейтральными точками N и n системы, определяют по методу двух узлов:

 

,

где , , – комплексные ЭДС источника питания; , , , – комплексные проводимости фаз потребителя и нейтрального провода.

Рис. 7.1. Трехфазная электрическая цепь при соединении нагрузки звездой

 

Комплексные фазные напряжения потребителя электроэнергии находят из уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для соответствующих замкнутых контуров системы:

 

; ; .

 

При этом комплексные фазные токи потребителя определяют по закону Ома для соответствующих участков цепи:

, , .

Комплексный ток в нейтральном проводе находят в соответствии с уравнением, составленным по первому закону Кирхгофа для нейтральной точки n цепи: .

При несимметричной нагрузке потребителя электроэнергии ( ) на векторной диаграмме происходит смещение нейтральной точки n потребителя относительно нейтральной точки N источника, что приводит к перекосу фазных напряжений потребителя. В результате на одних фазах потребителя напряжение будет больше, чем на других, что во многих случаях не допустимо, в частности при питании осветительной нагрузки, когда одни осветительные приборы находятся под напряжением, меньшим номинального, а другие – под напряжением, большим номинального, что приводит к преждевременному выходу приборов из троя. Поэтому в цепи нейтрального провода недопустимо наличие различного рода предохранителей и выключателей.

Трехфазная четырехпроводная система обеспечивает потребителя электроэнергии симметричным питанием. При этом активная, реактивная и полная мощности могут быть определены по следующим формулам с учетом знака реактивных сопротивлений:

;

 

;

 

,

 

где ; ; ; ; ; .