Позначення фазна напруга. Схема з'єднання "зірка"

При з'єднанні фазних обмоток джерела трифазного струму(наприклад, генератора) за схемою «зірка з нульовим проводом» кінці його трьох обмоток з'єднують у загальний вузол 0, який називається нульовою точкою, або нейтраллю джерела(Рис. 206). Приймачі електричної енергії об'єднують у три групи Z A , Z B та Z c (фази навантаження), кінці яких також з'єднують у загальний вузол 0′ (нульова точка, або нейтраль навантаження). Обмотки джерела з'єднують із фазами навантаження чотирма проводами. Проводи 1, 2 і 3, приєднані до початку фазних обмоток (А, В, С), називають лінійними. Провід 4, що з'єднує нульові точки 0 та 0′, називають нульовим, або нейтральним. Напруги u А, u і u між початками і кінцями обмоток окремих фаз джерела або фаз навантаження Z A , Z B і Z c називають фазними. Вони рівні також напруг між кожним з лінійних проводів і нульовим проводом. За відсутності втрати напруги в обмотках джерела (при холостому ході) фазні напруги дорівнюють відповідним е. д. с. у цих обмотках. Фазними струмами i A , i B , ic називають струми, що протікають по обмотках джерела або фаз навантаження Z A , Z B і Z c . Напруги u AB , u BC , u CA між лінійними проводами та струми, що проходять по цих проводах, називають лінійними.

Приймемо умовно за позитивний напрямок струмів i A , i B і i c у фазах джерела - від кінця відповідної фази до її початку,

у фазах навантаження - від початку до кінця, а в лінійних дротах - від джерела до приймача. Будемо вважати позитивними напруги u А, u B та u C у фазах джерела та навантаження, якщо вони спрямовані від початку фаз до кінців, а лінійна напруга u АВ, u BC , u СА - якщо вони спрямовані від попередньої фази до наступної.

З рис. 206 випливає, що у схемі «зірка» лінійні струми дорівнюють фазним, Т. е. I л = I ф, так як при переході від фази джерела або навантаження до лінійного дроту немає будь-яких відгалужень. Миттєві значення напруг відповідно до другого закону Кірхгофа:

u АВ = u А - u B; u BC = u B - u С; u СА = u З - u А.

Переходячи від миттєвих значень напруги до їх векторів, маємо:

? АВ =? А -? B; ? BC =? B -? З; ? СА =? З -? А.

Отже, лінійна напруга дорівнює різниці векторів відповідних фазних напруг. За отриманими векторними рівняннями можна побудувати векторну діаграму(рис. 207, а), яку можна перетворити на діаграму (рис. 207,б). З цієї діаграми видно, що у симетричній трифазній системі вектори лінійної напруги? AB,? НД, ? СА утворюють рівносторонній трикутник ABC, усередині якого розташована симетрична трипроменева зірка фазної напруги? А,? У, ? С. У рівнобедрених трикутниках АОВ, ВОС та СОА основа дорівнює U л дві інші сторони - U ф і гострий кут між цими сторонами та основою становить 30°. Отже,

U л = 2U ф cos 30° = 2U ?3 / 2 = ?3 U ф

Таким чином, у трифазній системі, з'єднаній за схемою «зірка з нульовим проводом», лінійна напруга більша за фазнев?З разів. Величина?З = 1,73 покладена в основу шкали номінальної напруги змінного струму: 127, 220, 380 і 660 В. У цьому ряду кожне наступне значення напруги більше попереднього в 1,73 рази.

В нульовому дротіпроходить струм i0, миттєве значення якого дорівнює сумі алгебри миттєвих значень струмів, що проходять в окремих фазах: i0 = iA+iB+ic.

Переходячи від миттєвих значень струмів до їх векторів, маємо:
? 0 =? A+? B +? C.

Вектори струмів? А,? В і? Зі зсунуті щодо векторів відповідних напруг? A,? B, ? З кути? A,? B, ? C (рис. 208 а). Значення цих кутів залежать від співвідношення між активним та реактивним опорами, включеними в цю фазу. На цій же діаграмі показано складання векторів? А,? В і? C визначення вектора струму? 0 . Зазвичай струм? 0 менше струмів

I A , 1 і I C в лінійних проводах, тому нульовий провід має площу поперечного перерізу, рівну або навіть трохи меншу площі перерізу лінійних проводів.

У схемі «зірка з нульовим проводом» приймачі електричної енергії можна включати на дві напруги: лінійне U л (при підключенні до двох лінійних дротів) та фазне U Ф (при підключенні до нульового та одного з лінійних проводів).

При рівномірному або симетричне навантаженнявсіх трьох фаз, коли у всіх фазах включені однакові активні та реактивні опори(R A = R B = R C і Х A = Х В = Х С), фазні струми i A , i B і i C будуть рівні за величиною і зсунуті від відповідних фазних напруг на рівні кути. У цьому випадку отримуємо симетричну системуструмів, при якій струми i A , i B , i C будуть зсунуті по фазі один щодо одного на кут 120 °, а струм i 0 в нульовому дроті в будь-який момент часу дорівнює нулю (рис. 208 б).

Очевидно, що при рівномірному навантаженні можна видалити нульовий провід і передавати електричну енергію джерела до приймача за трьома лінійними проводами 1, 2 і 3 (рис. 209). Така схема називається «зірка без нульового дроту». При трипровідній системі передачі електричної енергії кожної миті струм по одному (або двом) дроту проходить від джерела трифазного струму до приймача, а по двох інших (або одному) протікає назад від приймача до джерела (рис. 210). Векторна діаграма напруги для схеми «зірка без нульового дроту» при рівномірному навантаженні фаз буде така ж, як і для схеми «зірка з нульовим дротом» (див. рис. 207). Такими ж будуть і співвідношення між фазними та лінійними струмами та напругами:

I л = I Фі U л = ?3 U Ф

Варто зазначити, що Схема «зірка без нульового дроту» може бути застосована тільки при рівномірному навантаженні фаз.Практично це має місце лише при підключенні до джерел трифазного струму електричних двигунів, тому що кожен трифазний електродвигун має три однакові обмотки, які рівномірно навантажують всі три фази. При нерівномірному навантаженнінапруги на окремих фазах навантаження будуть різними. На деяких фазах (з меншим опором) напруга зменшиться, а на інших збільшиться порівняно з нормальним, що є неприпустимим.

Практично нерівномірне навантаження фаз виникає при живленні трифазним струмом електричних ламп, тому що в цьому випадку розподіл струму між усіма трьома фазами не може бути гарантовано (окремі лампи можуть включатися та вимикатися в індивідуальному порядку). Особливо небезпечні у схемі «зірка без нульового дроту» обрив або коротке замиканняв одній із фаз. Можна показати шляхом побудови відповідних векторних діаграм, що при обриві в одній фазі напруга в інших двох фазах зменшується до половини лінійного, внаслідок чого лампи, включені в ці фази, горітимуть з недокалом. При короткому замиканні в одній із фаз напруга в інших фазах збільшується до лінійного, тобто в?З разів, і всі лампи, включені в цих фазах, перегорять. Тому при схемі «зірка з нульовим дротом», щоб уникнути розриву ланцюга нульового дроту в ньому не встановлюють запобіжники та вимикачі.

На малюнку представлена ​​схема з'єднання фаз генератора зіркою. Умовне позначенняцієї схеми Y. Кінці До всіх трьох фаз з'єднують у загальну точку, яка називається нульовою. Якщо відводять лише три дроти від генератора А, В, С, то таку систему називають трифазною трипровідною. Якщо відводять також четвертий, нейтральний, або «нульовий» дріт N(О), то систему називають трифазною чотирипровідною. Нульову точку генератора, а отже, і нульовий провід надійно заземлюють.

Струм у нульовому дроті з'явиться лише тоді, коли три фази будуть навантажені нерівномірно. Струм, що протікає по нульовому дроту, дорівнює сумі алгебри струмів у трьох фазах:

По абсолютній величині in завжди менше, ніж струм у будь-якій фазі, якщо навантаження включена у всі фази. Тому переріз нульового дроту приймається меншим, ніж переріз фазних дротів.

Рис. 1. Схема з'єднання обмоток генератора у зірку.

Тільки в тому випадку, якщо навантаження включено між однією з фаз і нульовим проводом, а до інших фаз навантаження не включена, струм навантаженої фазі дорівнює струму в нульовому проводі.

Напруга між будь-якою з фаз і нульовим дротом називається фазною напругоюі позначається Uф. Воно дорівнює напрузі між початком кожної із фаз і її кінцем (рис. 2).

Напруга між фазними проводами називається лінійною напругоюі позначається Uл. Воно дорівнює геометричній різниці двох фазних напруг (рис. 2), тобто лінійна напруга між фазами А і В, В і С, С і А

Рис. 2. Вектори лінійних та фазних напруг.

Абсолютна величина лінійної напруги може бути визначена із трикутника векторів АОВ. Основа цього трикутника АВ дорівнює лінійній напрузі:

Або

Таким чином, у трифазній чотирипровідній системі отримують дві напруги: . Лінійна напруга більша, ніж фазна, в 1,73 рази. Сила струму в лінійному дроті Iл дорівнює але величині та напрямку струму у фазній обмотці Iф.

Прийнято наступні напруженнядля низьковольтних мереж (табл. 1).

Таблиця 1 Стандартні напруги у споживчих мережах

Як видно з таблиці 1, напруга джерела електропостачання (генератора або вторинної сторони трансформатора) беруть завжди на 5% більше номінального мережевої напругиз огляду на ту обставину, що близько 5% напруги буде втрачено в лінії. Це роблять для того, щоб подати споживачам електроенергію номінальної напругита забезпечити їхню задовільну роботу.

В сільському господарствінайбільшого поширення набула трифазна чотирипровідна система 380/220 В, тобто система з лінійною напругою в мережі Uл =380 В і фазною Uф = 220 В. Три фази з напругою між ними 380 В використовують для живлення електричних двигунів і трифазних нагрівальних приладів, а напруга між фазою і нульовим проводом 220 використовують для живлення джерел світла і побутових електроприладів.

Якщо фазні обмотки генератора або споживача з'єднати так, щоб кінці обмоток були замкнені в одну загальну точку, а початку обмоток підключені до лінійних дротів, така з'єднання називається з'єднанням зіркою і позначається умовним знаком. На фіг. 179 обмотки генератора та споживача з'єднані зіркою. Точки, в яких з'єднані кінці фазних обмоток генератора або споживача, називаються відповідно нульовими точками генератора (0) і споживача (0"). Обидві точки 0 і 0" з'єднані проводом, який називається нульовим або нейтральним дротом. Інші три дроти трифазної системи, що від генератора до споживача, називаються лінійними проводами. Таким чином, генератор з'єднаний із споживачем чотирма проводами. Тому ця система називається чотирипровідною системою трифазного струму.

Порівнюючи незв'язану (фіг. 178) і чотирипровідну (фіг. 179) системи трифазного струму, бачимо, що в першому випадку роль зворотного дроту виконують три дроти системи, а в другому - один нульовий провід. При роботі з нульового дроту протікає струм, що дорівнює геометричній сумі трьох струмів:

Напруги, виміряні між початками фаз генератора або споживача і нульовою точкою або нульовим проводом, називаються фазними напругами і позначаються U A , U B, U C або загальному вигляді U ф Часто задаються величини е. д. с. фазних обмоток генератора Вони позначаються

E A , E B, E C або Е ф. Якщо знехтувати опорами обмоток генератора, можна записати:

Напруги, виміряні між початками фаз А і В, В і С. З і А генератора або споживача, називаються лінійними напругами і позначаються U AB , U нд, U CA або в загальному вигляді U л. Стрілки, поставлені на фіг. 179 показують обраний позитивний напрямок струму, яке в лінійних проводах прийнято від генератора до споживача, а в нульовому проводі - від споживача до генератора.

Якщо приєднати затискачі вольтметра до точок А і В, він покаже лінійну напругу U AB . Оскільки позитивні напрямки фазних напруг U A , U B і U C обрані від початку фазних обмоток до їх кінців, то вектор лінійної напруги U AB дорівнюватиме геометричній різниці векторів фазних напруг U A і U B:

Інакше можна сказати, що миттєве значення лінійної напруги дорівнює різниці миттєвих значень відповідних фазних напруг. На фіг. 180 віднімання векторів замінено додаванням векторів:

З векторної діаграми видно, що вектори лінійної напруги складають замкнутий трикутник.

Залежність між лінійним та фазним напругами показана на фіг. 181:

Надалі, говорячи про напругу в ланцюгах трифазного змінного струму, якщо не буде зроблено застережень, будемо мати на увазі лінійну напругу.

Струм, що протікає фазною обмоткою генератора або споживача, називається фазним струмом і позначається в загальному вигляді I ф. Струм, що протікає по лінійному дроту, називається лінійним струмом і позначається у загальному вигляді I л.

З фіг. 179 видно, що при з'єднанні зіркою лінійний струмдорівнює фазному струму, т. Е. I л = I ф.

Розглянемо випадок, коли навантаження у фазах споживача однакова як у величині, і характером. Таке навантаження називається рівномірним або симетричним. Ця умова виражається рівністю:

Якщо припустити, що опори проводів, що з'єднують генератор зі споживачем (лінійних проводів), дорівнюють нулю, то напруга на затискачах споживача буде дорівнює напрузі на затискачі генератора. Додаючи до напруги генератора падіння напруги у його фазних обмотках, отримаємо фазні е. д. с. генератори.

На фіг. 182 дана векторна діаграма струмів, напруг та е. д. с. при з'єднанні зіркою.

Нам відомо вже, що у нульовому дроті має протікати геометрична сума струмів усіх трьох фаз. На фіг. 183 дані криві зміни струмів при рівномірному навантаженні трифазної системи. Так як навантаження рівномірне, то максимальні значення для всіх трьох синусоїд струму однакові.

Візьмемо момент а і щоб отримати струм в нульовому дроті, складемо миттєві значення струмів всіх трьох фаз. У цей момент струм третьої фази i 3 дорівнює нулю. Миттєве значення струму в першій фазі дорівнює i 1 причому цей струм спрямований в один бік. Одночасно струм у другій фазі дорівнює i 2 але цей струм направлений вже в інший бік. Так як струм i 1 дорівнює струму i 2 але обидва вони мають протилежні напрямки, а струм i 3 дорівнює нулю, то сума всіх струмів також дорівнює нулю,

Сума трьох струмів дорівнюватиме нулю в момент б.

У момент б струм першої фази має максимальне позитивне значення i 1 . У той же час струми другої та третьої фаз i 2 і i 3 які рівні між собою, маючи негативний напрямок, у сумі рівні струму i 1 . Тому сума трьох струмів знову дорівнює нулю.

При розгляді будь-яких інших моментів ми також побачимо, що при рівномірному навантаженні сума миттєвих значень струмів трифазної системи дорівнює нулю. Отже, струм у нульовому дроті дорівнюватиме нулю. Відкидаючи нульовий провід у чотирипровідній системі, переходимо до трипровідної системи трифазного струму, яка представлена ​​схематично на фіг. 184. Отже, якщо маємо рівномірне навантаження, як, наприклад, трифазні двигунизмінного струму, трифазні печі і т. п., то до такого навантаження підводяться лише три дроти.

Споживачі, включені зіркою з нерівномірним навантаженням фаз, потребують нульового дроту. До таких споживачів, як, наприклад, при освітлювальному навантаженні, підводяться чотири дроти.

Приклад 1. Є споживач, опори фаз якого рівні: z A = 5 ом, z B = 10 ом, z C = = 20 ом. Споживач з'єднаний зіркою і ввімкнений в мережу напругою 380 ст. Визначити струм у нульовому дроті, якщо коефіцієнти потужності фаз однакові, характер навантаження по фазах також однаковий

.

Вектори е. д. с. обмоток генератора є симетричною системою: вони рівні за величиною і зсунуті один щодо іншого по фазі на 120°.

Нульова точка генератора на векторній діаграмі знаходиться в центрі зірки фазних е. д. с. Нульова точка споживача, з'єднаного зіркою при рівномірному навантаженні, а також при нерівномірному навантаженні, але при наявності нульового дроту, з досить малим опором, знаходиться в центрі тяжкості трикутника лінійних напруг. Обрив нульового дроту під час роботи трифазного споживача з нерівномірним навантаженням фаз спричиняє перерозподіл струмів і напруг. На цьому питанні зупинимося докладніше.

Нехай є трифазний споживач(фіг. 186, а) з нерівномірним активним навантаженням фаз. Приймемо відношення опорів фаз споживача, що дорівнює r А: r B:r C = 1:2: 3. Потрібно визначити положення нульової точки споживача.

При замиканні фази А накоротко (фіг. 186 б) (rA=0) нульова точка 0" поєднається з точкою А векторної діаграми. При цьому напруга на інших двох фазах В і З збільшується в раз, так як вони виявляться включеними між лінійними проводами При обриві фази А (r А = ) опору фаз r B і r C будуть включені послідовно між лінійними проводами В і С (фіг. 186, в). бік ВС щодо r B: r C = 2: 3. Можна довести, що при зміні опору фази А від r А = 0 до r = нульова точка споживача переміщатиметься по лінії, що з'єднує точки А і D.

Якщо зробити аналогічні міркування для фази, а потім для фази С, то ми отримаємо ще дві лінії: одну - BE, отриману в результаті короткого замикання і обриву фази, іншу - CF, отриману в результаті короткого замикання і обриву фази С. Лінія BE ділить сторону АС трикутника щодо r А: r C = 1:3. Лінія CF ділить сторону АВ трикутника щодо r А: r B =1:2.

Точка перетину прямих ліній AD, BE та CF є нульовою точкою споживача при даному навантаженні (фіг. 186 г).

Цілком очевидно, що для визначення положення нульової точки достатньо розглянути випадки короткого замикання та обриву будь-яких двох фаз.

Вектори являють собою напруги на

Фаза споживача. Як видно з діаграми, при нерівномірному навантаженні фазні напруги споживача різні за величиною, причому величина фазної напруги пропорційна опору фази.

Зсув нульової точки споживача, що відбувається в результаті нерівномірного навантаження, призводить до небажаного явища в освітлювальних мережах. Чим більше буде число і потужність ламп, включених у фазі, тим менше буде їх опір, тим менше буде їх фазна напруга, тим слабше вони горітимуть.

Нульова точка зірки споживача може бути всередині трикутника лінійних напруг, збігатися з однією з його вершин, лежати на одній з його сторін і в деяких випадках може бути поза трикутником.

Між нульовими точками генератора та споживача при нерівномірному навантаженні існує різниця потенціалів (напруга усунення нейтралі).

Ми розглянули явища, які при нерівномірному навантаженні фаз споживача, включеного зіркою без нульового дроту. З пристроєм нульового дроту відпадають усі недоліки, спричинені нерівномірним навантаженням фаз. Освітлювальне навантаження, включене зіркою, завжди вимагає наявності нульового дроту, тому що навіть рівномірне навантаження фаз у якийсь момент часу не гарантує її сталості на тривалий час.

Розташуємо на кресленні зображення трьох обмоток ax, byі cz трифазного генераторапід кутами 120° так, як це зроблено на малюнку 1, а. Приєднаємо до кожної обмотки навантаження. В даному випадку це опір z a, z b і z c. На практиці навантаженням можуть бути лампи, печі, електродвигуни та інші електроприймачі. Для з'єднання обмоток генератора з навантаженнями знадобилося шість дротів. У кожний момент часу три є прямими – струм по них йде від генератора до навантаження. Інші три дроти – зворотні.

Вектори E a, E b і E c розташовані паралельно обмоткам і зображують їх електрорушійні сили(е. д. с.). Напруження U a, U b і U c менше відповідних е. д. с. на величину в обмотках. Напрями струмів I a, I b і I c зображені стрілками.

Об'єднання трьох зворотних проводів на один дає чотирипровіднусхему (рисунок 1, б). У ній дроти, приєднані до висновків генератора а, bі з, називаються лінійними(або просто ). Загальний провід називають або нейтральнимна тій підставі, що він однаково належить будь-якій фазі, або нульовим, так як у ряді випадків струм у ньому I 0 дорівнює нулю.

Звичайно, виникає питання: чи може дорівнювати нулю струм у дроті, по якому в генератор повинні повертатися струми трьох фаз? Відповідь дає рисунок 1, в, де векторами зображені струми I a, I b і I c (сума яких утворює струм I 0) і зроблено їх складання. Спочатку складені струми двох фаз, потім їхня сума складена зі струмом третьої фази. У результаті отримано нуль, оскільки геометричнасума струмів двох фаз, що чітко видно малюнку 1, в, За величиною дорівнює струму третьої фази bі спрямована прямо протилежно.

Рисунок 1. З'єднання у зірку трифазного генератора.

Фізичний сенс отриманого результату у тому, що завдякиміж струмами в кожний момент часу струми в одних лінійних дротах йдуть від генератора, в інших - до генератора. Іншими словами, одні є прямими, інші – зворотними. Роль як прямих і зворотних, зрозуміло, безперервно змінюється, але однак при рівномірної (однаковою) навантаженні фаз частку струму залишається.

При рівномірному навантаженні фаз нульового дроту не роблять, отримуючи, таким чином, трипровіднусхему (рисунок 1, г).

При нерівномірному навантаженні у чотирипровідній схемі за нульовим дротом йде тільки небалансструмів. Тому переріз нульового дроту не більше перетинулінійних дротів, а, як правило, вдвічі менше. Докладніше питання про переріз нульового дроту розглянуто нижче.

Незалежно від того, виконано схему з шістьма, чотирма або трьома проводами (що для практики, звичайно, не байдуже, по-перше, тому що трипровідні схеми дешевші і, по-друге, тому що кожна схема має певними властивостямиі призначена для певних умов), система не перестає бути трифазною.

Електрорушійні сили E a, E b і E c , напруги U a, U b і U c і струми I a, I b і Iз кожної фазної обмотки називають фазними. Напруження U ab U bc і U ca , що діють між лінійними проводами, а також струми в лінійних проводах I a, I b і I c називають лінійними.

Основні співвідношення:
1. При з'єднанні в зірку лінійні та фазні струми однакові, тому що для струму, що проходить через фазну обмотку, немає іншого шляху, крім лінійного дроту.
2. Лінійні напруги більше фазних √3 = 1,73 рази, звідки випливають відомі співвідношення 127/220 В (127 х 1,73 = 220); 220/380 В (220 х 1,73 = 380), 6,6/11 кВ (6,6 х 1,73 = 11) і так далі.

Як довести, що лінійна напруга √3 = 1,73 раза більша за фазну? Для цього доведеться почати із простого, але добре зрозумілого прикладу. Дві батареї з е. д. с. E 1 = 5 В та E 2 = 7 можна з'єднати або як на малюнку 2, а, або як на малюнку 2, б. У першому випадку з'єднані різноманітні висновки: плюс (початок) однієї батареї з мінусом (кінцем) іншої, та е. д. с, що діє між вільними різноіменними висновками, дорівнює сумі E 1 + E 2 = 5 + 7 = 12 В. У другому – з'єднані однойменні висновки: плюс однієї батареї з плюсом іншої, та е. д. с, що діє між вільними однойменними висновками, дорівнює різниці E 1 – Е 2 = 5 – 7 = –2 У. Знак мінус свідчить про зміну напрями напруги на протилежне проти тим, яке було лише від однієї э. д. с. E 1 . Коротше кажучи, результуюча е. д. с. при з'єднанні різноіменнихвисновків дорівнює сумі, а при з'єднанні однойменнихвисновків – різниціскладових е. д. с. і спрямована у бік більшої е. д. с.

Рисунок 2. Визначення лінійної напруги при з'єднанні в зірку.

Тепер можна повернутися до . Оскільки в цьому випадку з'єднують однойменні висновки (або початку, або кінці), то результуюча лінійна напруга є відніманням. Узгоджуючись зі схемою малюнку 2, в, на якій зазначено напрямок та позначені різниці U a – U b, U b – Uз і Uс – Uа (віднімання ведуть завжди в тому самому напрямку, тобто з напруги випереджальної фази віднімають напругу наступної за нею), на малюнку 2, двиконано віднімання. Безпосередньо вимірюючи довжини векторів або користуючись формулами геометрії, легко переконатися, що лінійна напруга ( U a – U b, U b – U c, U c – U a) у √3 = 1,73 рази більше фазних U a, U b, U c.

До вирішення цього ж питання, тобто доказ того, що лінійні напруги визначаються відніманням, можна підійти і інакше. Справді, якщо лампу включити так, як показано на малюнку 2, г, то неважко бачити, що в лампі струми, створені дією фазної напруги U a та U b , спрямовані назустріч. Значить, лінійна напруга U ab треба знаходити відніманням, але, зрозуміло, геометричним.

З малюнка 2, дВиразно видно, що симетрична лінійна напруга ( U a – U b, U b – U c і U c – U a) зсунута на 30° бік обертаннявекторів щодо діаграми фазної напруги U a, U b і U c. Іншими словами, напруга U a – U b випереджає на 30° U a, U b – Uз випереджає на 30 ° U b і U c – U a випереджає на 30° U c.

Зробимо ще один крок. Перенесемо з малюнка 2, двектори U a – U b, U b – U c і U c – U a паралельно самим собі, так, щоб їхні кінці і початки опинилися в кінці векторів U a, U b і U c, що утворюють зірку. При цьому вийде трикутник (рис. 2, е).
З нього безпосередньо випливає, що:

для визначення величин лінійної напруги достатньо близько зірки фазної напруги побудувати трикутник;
для визначення напрямків лінійних напруг у векторів, що утворюють сторони трикутника, необхідно розставити стрілки у напрямку обертання фаз.

Позначення лінійної напруги

На малюнку 2, елінійна напруга позначена не тільки як різниця відповідних фазних напруг, але також і однією літерою з двома індексами, в нашому прикладі U ab ( U bc і U ca). Порядок індексів мимовільний: він показує, у напрямі проводилося віднімання.

Отже, ми з одного фазного напруження відняли рівне йому за величиною, але отримали не нуль, а величину, в 1,73 рази більшу. Цей результат не є несподіваним, тому що робилося не алгебраїчне, а геометричневіднімання.

Скористайтеся нагодою, щоб підкреслити ще одну важливу обставину, з якою надалі ми неодноразово зіткнемося. Воно полягає в тому, що при геометричному відніманні однієї величини з іншої, що дорівнює їй на відміну від алгебраїчного віднімання можна отримати не тільки нуль, але і будь-яку величину в межах від нуля до подвоєного значення. Сказане тут ілюструється малюнку 3 декількома прикладами. Зліва зроблено віднімання векторів, що збігаються по фазі (зсув 0°), і, природно, отримано нуль. Правіше віднімаються вектори, зрушені на 45°: різниця дорівнює 0,707 довжини будь-якого їх і таке інше. І, нарешті, на малюнку 3 справа - різницю виявилося вдвічі більше зменшуваного.

3. Різниця векторів залежить від величини кута між ними.

Електроприймачі можуть представляти або зосереджену або розосереджену навантаження. Крім того, вона може бути рівномірною, як, наприклад, обмотки трифазних електродвигунів, так і нерівномірною, як, наприклад, освітлення будинків, вулиць тощо.

Зосередженийнавантаженням є: електродвигун (рисунок 4, а), конденсаторна батарея (рисунок 4, б), театральна люстра (рисунок 4, в), де всі три фази розташовані в безпосередній близькості.

розподіленоюнавантаженням є: освітлювальні мережі будинків (малюнки 4, гі д), де від вступної скриньки 1 по сходових клітках розходяться стояки 2 , а від них у свою чергу зроблено відгалуження 3 у квартири. Дуже важливо зрозуміти, що в освітлювальних мережах не на всіх ділянках існує трифазне навантаження.

Дійсно, до вступного ящика йдуть чотири дроти живлення: А, В, Зі 0 . Це справжня трифазна мережа – у ній з нульового дроту проходить лише струм небалансу всього будинку, що визначається нерівномірністю навантаження фаз. Це ж стосується стояків 2 на малюнку 4, г, Де по нульовому дроту проходить струм небалансу в межах даної сходової клітки.

Що ж до стояків на малюнку 4, д, у кожному з яких тільки одна фаза і нуль, а також відгалужень у квартири, то вони хоч і харчуються від трифазної мережі, але є однофазну навантаження, оскільки і з фазному і з нульовим проводам проходить і той ж струм (інших шляхів немає). Тому перерізу фазного та нульового проводівмають бути однакові.

Рисунок 4. З'єднання у зірку електроприймачів.

Зауважте: при рівномірному навантаженні (рис. 4, а–в) застосовано трипровідну схему. При нерівномірному навантаженні (малюнки 4, гі д) - чотирипровідна.

Щоб зрозуміти, чому роблять саме так, звернімося до рисунка 5. апоказані три групи однакових ламп (тобто мають рівні номінальні напруги, у нашому прикладі 127, і рівні потужності). За цих умов та лінійної напруги мережі 220 В лампи горять нормальним накалом. Але кількість одночасно включених ламп, а також їх потужність у мережах освітлення залежить від бажання споживачів. В окремому випадку навантаження однієї з фаз, наприклад фази з, можливо на деякий час зовсім відключена (рисунок 5, б). І тоді навантаження двох інших фаз виявляться послідовно з'єднаними. Якщо вони рівні, то лінійна напруга розділиться між ними порівну і лампи горітимуть з недокалом, тому що 220 В / 2 = 110 В менше номінальної напруги 127 В.

Значно гірше, якщо частина ламп, приєднаних до однієї з фаз, наприклад фази b, буде відключена, наприклад так, як показано на малюнку 5, в. Дійсно, опір однієї лампи в 3 рази більший за опір групи з трьох таких же ламп, з'єднаних паралельно. Значить, напруга 220 поділиться між ними нерівномірно: на більший опірдоведеться 165 В (від 220 В) і лампа може перегоріти; на менший опір прийде 55 В .

При чотирипровідній схемі (рисунок 5, г) нерівномірність навантаження фаз не позначається настільки сильно на розпалі ламп завдяки тому, що навантаження кожної фази безпосередньо приєднана до обох висновків фазної обмотки генератора або вторинної .

Слід, проте, відзначити, що нерівномірність навантаження фаз навіть за наявності нульового дроту – явище небажане, особливо у випадках, коли навантаження живиться від вторинної обмоткитрансформатора, з'єднаної в зірку, тому що при нерівномірному навантаженні в трансформаторі порушується його магнітна рівновага. Це важливе питання розглянуто у статті " ".

Рисунок 5. Особливості з'єднань у зірку освітлювального навантаження.

Розподіл навантаження між фазами

Отже, завжди прагнемо рівномірно навантажити фази, тобто приєднати до кожної їх однакову потужність. При освітленні лампами розжарювання для цього достатньо правильно розподілити лампи між фазами. При люмінесцентнийосвітленні треба виконати ще одну умову, а саме: приєднати лампи, розташовані поруч, до різних фаз. Це пояснюється так: люмінесцентні лампи 100 разів на секунду запалюються і гаснуть, тому що 50 Гц 100 разів на секунду проходить через нуль. Хоча ми не помічаємо цих пульсацій світла, але вони шкідливо діють на зір. Якщо ж поруч розташовані лампи, приєднані до різних фаз, то вони гастимуть і загорятимуться неодночасно, що значно знизить глибину зміни світлового потоку.

З іншого боку, глибоке зміна світлового потоку може спотворити справжню картину руху предметів. Нехай, наприклад, предмет, що обертається, за час згасання лампи встигне зробити повне число обертів. Значить, при кожному черговому освітленні предмет буде видно в тому самому положенні, тобто здаватиметься нерухомим. Якщо предмет, що обертається, встигне за час згасання зробити трохи менше повного обороту, то здаватиметься, що обертання відбувається у зворотний бік. В виробничих умов, де є механізми з деталями, що обертаються, це вкрай небезпечно.

Чому в нульовий провід не дозволяється вмикати запобіжник?

Допустимо, на початку стояка встановлено , але він перегорів (на малюнок 5, гвін перекреслено).
У цьому випадку чотирипровідна схема перетворюється на трипровідну з усіма розглянутими вище недоліками, властивими їй при нерівномірному навантаженні фаз.

Відповідно до Правил пристрою електроустановок (ПУЕ) на початку стояка в нульовий провід не дозволяється включати запобіжник (рубильник, автомат). На поверхових щитках сходових кліток, звідки живлення розходиться по квартирах, запобіжники (автомати) встановлюють тільки (рисунок 5, д) або запобіжників взагалі немає. В цьому випадку, однак, обов'язковий вимикач Вабо автомат А, котрим вся квартира може бути від'єднана від стояка

Малюнок 6. Установчий автомат типу ПАР–10 (запобіжник автоматичний різьбовий струм 10 А), що ввертається в запобіжник замість пробки. 1 – кнопка для включення; 2 – кнопка для вимкнення. На корпусі автомата написані його номінальні дані: гранична напруга мережі, наприклад 250 (ці ж автомати придатні для мереж 127 і 220 В), і номінальний струм, наприклад 10 А. Номінальний струм може проходити через автомат необмежено довго. Але при перевантаженні (перевищенні номінального струму) автомат відключається, причому тим швидше, ніж перевантаження більше. Коротке замикання автомат відключає миттєво.

Але у квартирах, де до запобіжників Пмають доступ особи, які не мають спеціальної електротехнічної підготовки, через що не виключено недостатньо хороший стан запобіжників, їх обов'язково встановлюють на обох дротах, щоб підвищити пожежну безпеку. Чи не суперечить це вищезазначеному про неприпустимість включати запобіжник у нульовий провід? Анітрохи. Тому що навантаження в межах квартири є однофазним, тому що по обох проводах та запобіжниках проходить один і той самий струм. Значить перегорання запобіжника у будь-якому дроті (фазному або нульовому – байдуже) не може призвести до перепалу ламп: вони просто згаснуть.

Запобіжники в освітлювальних мережах поступаються місцем установчим автоматам завдяки тому, що автомати забезпечують більш досконалий захист і не вимагають заміни. У нових будинках запобіжники не застосовують. У старих квартирах замість пробок у запобіжники можна встановити автомати (рисунок 6) з різьбовим цоколем, не роблячи жодних монтажних робіт.

Перетин нульового дроту у чотирипровідних мережах

зазвичай менше перерізу фазних проводів. Тому в кабелях для чотирипровідних мереж три жили товщі, а одна, призначена для нульового дроту, тонша. Такий кабель позначається, наприклад, так: 3×16+1×10 (три жили перетином 16 мм² і одна перетином 10 мм²). Однак у практиці нерідко виникає потреба збільшити переріз нульового дроту. Розглянемо два приклади.

На малюнку 7 показано три групи I, II, IIIламп аварійного освітлення, що живляться в нормальному режимі від вторинної обмотки трансформатора Т(контактор Довключений). При зникненні напруги змінного струму контактор відключається і лампи автоматично перемикаються на акумуляторну батарею АБ. При цьому до дроту 1 (який раніше був нульовим) приєднується "мінус", а до трьох дротів 2 , 3 і 4 (які раніше були фазними) приєднується "плюс". Поки лампи харчувалися від трансформатора, у дроті 1 був невеликий струм, рівний геометричноїсумі струмів у дротах 2 , 3 і 4 . Коли ж лампи перейшли на акумуляторну батарею, струм у дроті 1 став рівний арифметичнійсумі струмів, тобто перевищив струм у дроті 2 , 3 або 4 приблизно 3 разу. Значить, перетин дроту 1 має бути не менше, а значно більше перетину дроту 2 , 3 або 4 .

Рисунок 7. Перетин нульового дроту у схемі аварійного освітлення, що перемикається зі змінного струму на постійний, має бути більшим за переріз фазного дроту.

Наведений на малюнку 7 приклад відноситься до порівняно невеликого числа спеціальних електроустановок (наприклад, освітлення театрів і концертних залів).

Наступний приклад має дуже широке поширення. Йдеться про харчування люмінесцентнихламп по чотирипровідній системі. У цих умовах навіть при абсолютно рівномірному навантаженні фаз по нульовому дроту проходять струми вищих гармонік, переважно струм третьої гармоніки. Цей струм настільки значний, що переріз четвертої жили звичайного чотирижильного кабелю виявляється недостатнім. Розглянемо це питання докладніше.

На малюнку 8, апоказаний синусоїдальний струм(крива 1 ) у фазі А. Такий струм був би при навантаженні лампами розжарювання. При навантаженні люмінесцентними лампами додатково виникає струм третьої гармоніки (крива 2 ). Складання кривих 1 і 2 дає криву 3 , Яка показує, що струм у фазі Анесинусоідальний. На рисунках 8, бі взображені криві для фаз Ві З. Порівнюючи криві 2 на рисунках 8, а, бі вбачимо, що струми третіх гармонік збігаються по фазі. Тому в нульовому дроті вони арифметично підсумовуються, утворюючи криву 4 потрійний частоти 150 Гц (рисунок 8, г) .

Рисунок 8. У нульовому дроті чотирипровідної трифазної мережі, що живить люмінісцентні лампи, струми третіх гармонік всіх трьох фаз алгебраїчно підсумовуються, тому переріз нульового дроту має бути збільшено.

Залежно від схеми включення люмінесцентних ламп, їх типу, способу компенсації індуктивності баластних дроселів тощо струм у нульовому дроті має більшу або меншу величину, але принаймні він великий і може навіть перевищити струм у фазному дроті.

З'єднання в зірку обмоток трансформаторів

На малюнку 9, адано приклад з'єднання генератора Г, трьох трансформаторів Т1, Т2, Т3, електродвигуна Дта однофазних навантажень Н. В даному прикладі обмотки генератора, трансформаторів та електродвигуна з'єднані в зірку. Неважко бачити, що первинна обмотка трансформатора Т1є електроприймачем для генератора Г, вторинна обмотка трансформатора Т1служить джерелом струму для первинної обмотки трансформатора Т2. Вторинна обмотка трансформатора Т2– джерело струму для первинної обмотки трансформатора Т3. Його вторинна обмотка – джерело струму для електродвигуна Дта навантажень Н.

Рисунок 9. З'єднання у зірку трансформаторів.

Порівняння схем трансформаторів Т1, Т2і ТЗпоказує, що вони неоднакові. Так, нейтральна точка первинної обмотки трансформатора Т1заземлена і, отже, з'єднана із заземленою нейтральною точкою генератора Г. Нейтральні точки обмоток трансформатора Т2не виведено. У трансформатора ТЗвиведено нейтральна точка вторинної обмотки, але від землі вона ізольована. Звичайно, з'єднання, показані на малюнку 9, а, зовсім не обов'язкові, вони дані тут лише для ілюстрації типових випадків з'єднань у зірку.

Малюнки 9, бі ввідповідно показують, що в зірку можна з'єднати як три однофазні трансформатори, так і один трифазний трансформатор.

На малюнку 9, гдано приклади різних з'єднаньобмоток трансформаторів у зірку. Тут літери A, B, C- Почала, а X, Y, Z – вищої напруги(ВН); a, b, cі x, y, z– початку та кінці обмоток нижчої напруги(ПН). Малюнок 9, ділюструє з'єднання в зірку з виведеною нейтраллю обмотки ВН (ліворуч), обмотки ПН (в центрі) та обох обмоток (праворуч).

Обмежимося поки що загальним зауваженням у тому, що не всі способи з'єднання трансформаторів у зірку рівноцінні. Відмінність у яких визначається низкою причин, які можна пояснити відразу, і тому вони з'ясуються під час подальшого викладу.

Заземлення нейтралі

У старих випусках ПУЕ вказувалося, що міські електричні сітінапругою вище 1000 В повинні виконуватися трифазними з ізольованою нейтраллю, а розподільні мережі у нових містах – трифазними чотирипровідними з наглухо заземленою нейтраллю при напрузі 380/220 В. Проте існують також мережі напругою 220/127 В, причому їх нейтраль ізольована. При ізольованій нейтралі застосовують пробивні запобіжники.

Обмотки силових трансформаторів вітчизняних заводів напругою 110 кВ і вище виконують для роботи із заземленою нейтраллю, оскільки вони мають неповну ізоляцію з боку нульових висновків.

Заземлення нейтралі та безпека

Пояснимо коротко, навіщо в мережах до 1000 В заземлюють нейтраль, чому іноді віддають перевагу ізольованій нейтралі, для чого служать пробивні запобіжники.

На малюнку 10 апоказані вторинні обмотки трансформатора Т, що живлять чотирипровідну мережу напругою 380/220 В, нейтраль якої ізольована. Нехай у даний момент ізоляція цілком справна. Проте на малюнку показано три опори rз'єднані в зірку. Її нейтраллю є земля. Ці опори умовно зображують недосконалість ізоляції проводів, яка певною мірою все ж таки проводить струм. На цьому ж малюнку показано три Cз'єднані в зірку. Її нейтраллю також служить земля. Конденсатори умовно зображають електричну дротищодо землі, що у електроустановках змінного струму дуже важливо, оскільки ємність проводить струм.

10. Потенціал нейтралі. Заземлення у трифазних системах.

Які ж напруги є в електроустановці, що розглядається? Між лінійними проводами 380, між кожним лінійним проводом і нейтраллю трансформатора 220 В, між кожним лінійним проводом і землею 220 В. Чому? Тому що земля виявилася нейтраллю зірок із трьох рівних опорів rта трьох рівних ємностей C. А якщо лінійний дріт щодо нейтралі трансформатора має таку ж напругу, як і щодо землі, то ясно, що між нейтраллю трансформатора та землею напруга дорівнює .

Дотик людини, що стоїть на землі, до одного з лінійних проводів небезпечно, оскільки через недосконалу ізоляцію, ємності проводів та тіло людини проходить струм. В один з моментів часу його напрямок показано на малюнку 10, б. Сила струму, отже, і рівень небезпеки визначаються значеннями опорів, ємностей і фазним напругою. Інакше кажучи, у разі людина перебуває під напругою 220 У.

Але що станеться, якщо один із лінійних дротів заземлиться, а людина, що стоїть на землі, торкнеться іншого лінійного дроту? З малюнка 10 в, Видно, що людина виявиться тепер не під фазною, а під лінійною напругою 380 В, що значно небезпечніше.

У мережах із заземленою нейтраллю людина, що стоїть на землі і доторкнувся до лінійного дроту, потрапляє під фазну напругу (рис. 10, г). Якщо при цьому заземлиться інший лінійний провід (рисунок 10, д), то запобіжник перегорить, але підвищення напруги з фазного до лінійного (як у мережах із ізольованою нейтраллю) не буде.

Це означає, що як у мережі 380/220 В із заземленою нейтраллю, так і в мережі 220/127 В із ізольованою нейтраллю людина, що стосується оголеного дроту, може потрапити під напругу 220 В. Але мережі 380/220 В вигідніше мереж 2 Для передачі однакової потужності при 380/220 В потрібні дроти меншого перерізу.

Попередження.Для забезпечення безпеки заземлення слід виконувати, суворо дотримуючись ряду вимог. Цьому спеціальному питанню приділено особливу увагу в ПУЕ, присвячений ряд книг, і серед них книги М. Р. Найфельда "Заземлення та інші захисні заходиі П. А. Долина "Дія на тіло людини і перша допомога потерпілому".

Пробивний запобіжник

Порушення ізоляції між обмотками вищої та нижчої напруги (ВН та ПН) трансформатора може призвести до масового пробою ізоляції в мережах нижчої напруги та ураження людей. Щоб запобігти цим небезпечним явищам у мережах із ізольованою нейтраллю, застосовують пробивні запобіжники. Пробивний запобіжник включають між нейтраллю трансформатора і землею при з'єднанні в зірку (малюнки 11, аі в) або між одним із фазних проводів та землею при з'єднанні в трикутник (дивіться статтю " Схема з'єднання "Трикутник"), як показано на малюнку 11, б.

Рисунок 11. Пробивні запобіжники у мережах із ізольованою нейтраллю.

У пробивному запобіжнику одна струмоведуча деталь приєднана до нейтралі (фази) трансформатора, інша заземлена, але між ними поміщена слюдяна прокладка з отворами. При нормальній напрузі надійно ізолює нейтраль (фазу) від землі. Однак при переході вищої напруги на обмотку нижчої напруги пробивний запобіжник пробивається та заземлює обмотки.

При глухому заземленні нейтралі пробивний запобіжник не потрібен.

Заземлення нейтралі та безперебійність електропостачання

Крім умов безпеки, є й інше важливе питання, а саме: безперебійність електропостачання споживачів, при вирішенні якого небайдуже, заземлювати нейтраль або її ізолювати. Істота справи зводиться до наступного.

У мережі з ізольованінейтраллю при заземленні лінійного дроту запобіжники не перегорають (автомат не відключається), оскільки ні. Між лінійними проводами, а також між лінійними проводами та нейтраллю трансформатора зберігаються нормальні напруги та споживачі електроенергії можуть деякий час продовжувати роботу.

У мережі з заземленоюнейтраллю порушення ізоляції лінійного дроту призводить до короткого замикання, запобіжники перегорають або відключається автомат, робота споживачів порушується. Отже, безперебійність електропостачання вище в мережах із ізольованою нейтраллю.

Необхідно особливо наголосити на наступних найважливіших обставинах:

а) Хоча у мережах із ізольованою нейтраллю можлива робота споживачів, але такий режим небезпечний для ізоляціїінших фаз та приєднаного до них обладнання. Справа в тому, що при металевому замиканні на землю однієї з фаз напруга інших фаз по відношенню до "землі" зростає у 1,73 рази порівняно з нормальною напругоюа напруга нульової точки зміщується і стає рівним фазному напрузі щодо землі. Дійсно, при заземленні дроту (рис. 12, а) лінійні напруги AB, BC, CAзалишаються тими самими; не змінюються і фазні напруження A0, B0, C0. Але стосовно " землі " напруги змінюються. Для фаз Aі Cвони підвищуються до величин ABі BCвідповідно. Для фази Bнапруга по відношенню до землі знижується до нуля. Напруга нейтралі щодо землі зростає від нуля до величини 0 B, що дорівнює фазному напрузі.

Рисунок 12. Зміщення нейтралі в мережі із ізольованою нейтраллю при аварійних режимах.
а- Заземлення фази; б- Коротке замикання на навантаженні однієї з фаз; в- Обрив фази.

Якщо замикання відбувається через дугу, то перенапруги можуть у 2-2,5 рази перевищити фазну напругу. Через місце замикання підуть ємнісні струми всіх фаз, які при протяжних кабельних лініяхвеликі і можуть спричинити нагрівання в місцях порушення ізоляції. Тому на електричних станціях та підстанціях нерідко є пристрої, що безперервно контролюють стан ізоляції щодо землі. Принцип їх дії розглянуто у статтях Розімкнений трикутник. Відкритий трикутник"і" Приклади з'єднань вимірювальних трансформаторів ".

б) Якщо нейтраль навантаження 0 не з'єднана з нейтраллю 0 б), то при короткому замиканні однієї фази потенціал лінійного дроту Bпотрапляє у нейтраль 0 Це означає, що навантаження, приєднане до фаз Aі C, виявиться під значно підвищеною напругою (лінійною замість фазної).

в) Якщо нейтраль навантаження 0 не з'єднана з нейтраллю 0 вторинної обмотки трансформатора (рисунок 12, в) і в одній фазі, наприклад, у фазі B, перегорить запобіжник (перекреслено), то на навантаженнях фаз Aі Cнапруга знизиться і стане 220 В/2 = 110 В замість 220/√3 = 127 В (розглядається мережа 220/127 В). Напруга на затискачах запобіжника, що перегорів, буде в 1,5 рази більше фазного, тобто складе 127 × 1,5 = 190 В.

Зміщення нейтралі навантаження

Розглянутий вище рисунок 12 ілюструє аварійні випадки усунення нейтралі (заземлення, коротке замикання, обрив фази). Але нейтраль може зміщуватися і в нормальних режимах через нерівномірність навантаження фаз.

Розглянемо кілька прикладів.

Рисунок 13. Зміщення нейтралі при різних видахнавантаження.

Особливо значно нейтраль навантаження зміщується при різноріднийнавантаженні, навіть якщо за модулем (за абсолютною величиною) навантаження всіх фаз рівні. На малюнку 13, б, наприклад, до фаз Cі Bприєднані лампи ( активне навантаження), а до фази A– конденсатор З. Нейтраль при цьому настільки зміститься, що одна з ламп горітиме тьмяно (50 В), а інша – яскраво (190 В). Аналогічна картина при заміні конденсатора котушкою індуктивності L, але тепер яскраво горітиме інша лампа (рисунок 13, в). Пояснюється це тим, що струм у конденсаторі випереджає, а струм індуктивності відстає від напруги своєї фази.

Ще більш разюче зміщення нейтралі зображено малюнку 13, г, де приєднані: до фази A- конденсатор, до фази B- індуктивність, до фази C- Активне навантаження. Нейтральна точка навантаження 0' вийшла межі трикутника, а напруги на навантаженні 423 і 220 У багато разів перевищили фазну напругу 127 В.

Важливе зауваження.У розглянутих малюнку 13, б – гприклади йшлося про усунення нейтралі навантаження, а зовсім не генератора чи вторинної обмотки трансформатора. На конденсаторі, індуктивності та активному опорі, з'єднаних у зірку (малюнки 13, б – г), напруги дійсно сильно змінилися порівняно з фазними. Але чи впливає це на роботу інших споживачів, приєднаних до цієї мережі? Щоб відповісти на це питання, звернімося до рисунка 13, д, припустивши, що з'єднання, зображене штриховою лінією, відсутнє. Неважко бачити, що кожна група споживачів ( R – C – L, лампи Л, електродвигун Д) має свою нейтраль. Три однакові лампи є рівномірним однорідним навантаженням, тому їхня нейтраль не зміщена; отже, напруги на лампах однакові й рівні нашому прикладі 127 У. Те саме можна сказати про напруги на обмотках двигуна.

Інша річ, якщо нейтралі споживачів з'єднані (штрихова лінія). Тоді взаємний вплив навантажень безумовно, та його ступінь визначається співвідношенням навантажень. І ясно, що чим більша мережа і чим потужніші генератори та трансформатори, тим менше на зміщення нейтралі впливає кожен споживач.

Різнорідність навантаження впливає на роботу інших споживачів лише в тому випадку, якщо вона настільки велика, що може істотно порушити магнітна рівновага трансформатора.

Наведені приклади при розгляді малюнків 12 та 13 цифри визначають, наприклад, за діаграмами та обчислюють за способами, з якими читачі можуть ознайомитись у будь-якому курсі електротехніки. Однак ці цифри визначені в припущенні, що напруги на затискачі генератора або трансформатора зберігаються незмінними незалежно від навантаження. Насправді, це не завжди так. І в цьому сенсі далеко не байдуже, як з'єднані обмотки (у зірку, зигзаг чи трикутник). Важливо також, відбувається трансформація трьома однофазними (рисунок 9, б) або одним трифазним трансформатором (рисунок 9, в), дивіться статті Поняття про магнітну рівновагу трансформатора"і" Зигзаг ".

Відео 1. Перекіс фаз

1 Вектор визначається як довжиною, і напрямком. Довжина вектора називається його модулем
2 Строго кажучи, напруга розділиться трохи інакше. Справа в тому, що чим гаряча нитка лампи, тим більше її опір, і так як одна лампа горить з перекалом, а три з недокалом, то різниця в їх опорах буде ще більшою.
3 Напруга між ізольованою нейтраллю трансформатора та землею дорівнює нулю лише в тих випадках, коли мережа не навантажена або якщо навантаження всіх фаз абсолютно однакове. При нерівномірному навантаженні фаз відбувається усунення нейтралі.
4 Навантаження всіх фаз або активне (лампи, печі), або індуктивне, або ємнісне.
5 Топографічна діаграма є такою векторною діаграмою, в якій кожна точка діаграми відповідає певній точці ланцюга. Тому вектор, проведений з початку координат будь-яку точку топографічної діаграми, виражає за величиною і фазою потенціал відповідної точки ланцюга, а відрізок, що з'єднує дві будь-які точки діаграми - напруга між відповідними точками ланцюга.