3.docx

3. UKŁAD GWIAZDOWY: CZTEROPRZEWODOWY ORAZ SYMETRYCZNY TRÓJPRZEWODOWY

Na rys. 4 był przedstawiony układ trójfazowy nieskojarzony, w którym każda faza źródła zasilającego stanowiła wraz z przyłączonym do niej odbiornikiem od­dzielny obwód elektryczny. Strzałki prądów ia, ib, ic zwrócone są od początków faz Ap, Bp, Cp ku odbiornikom. Prądy ia, ib, ic płyną następnie od odbiorników przez przewody powrotne do końców faz Ak, Bk, Ck źródła. Jeżeli trzy przewody powrotne zostaną na całej ich długości połączone razem, czyli gdy zastosujemy jeden przewód wspólny dla wszystkich trzech faz danego źródła, otrzymamy trójfazowy czteroprzewodowy układ obciążony (rys. 10a), w którym zarówno napięcia jak i od­biorniki są połączone w gwiazdę, a przewód zerowy zastępuje trzy przewody po­wrotne układu nieskojarzonego. Punkt neutralny źródła napięcia oznaczamy przez N a punkt neutralny odbiornika literą N'. Zespół przewodów należących do danego układu trójfazowego nazywamy linią trójfazową czteroprzewodową.

Rys. 10. Linia trójfazowa: a) czteroprzewodową z odbiornikami niesymetrycz­nymi połączonymi w gwiazdę; b) czteroprzewodową z odbiornikami jednofazowymi i trójfazowymi; c) trójprzewodowa z odbiornikami jednofazowymi oraz trójfazo­wymi połączonymi w gwiazdę i trójkąt

Układ zasilający nazywamy idealnym, jeżeli napięcia na zaciskach układu nie zależą od prądu obciążenia. Warunek ten jest spełniony, gdy impedancje wewnętrzne źródła i impedancje linii od źródła do miejsca zasilania są znikomo małe, same zaś napięcia źródłowe są niezależne od prądu obciążenia.

Poszczególne odbiorniki w układzie przedstawionym na rys. 10a są przy­łączone do jednego z przewodów fazowych i do przewodu zerowego. Tworzą one gwiazdowy układ odbiorczy analogicznie do układu zasilającego. Napięcia na od­biornikach są równe napięciom źródłowym w przypadku idealnego układu zasila­jącego, a więc Ua - Ea, Ub = Ę, oraz Uc = Ec. Prąd płynący przez odbiornik przyłączony do dowolnej fazy układu obliczymy dzieląc wartość zespoloną napięcia danej fazy przez impedancję zespoloną odbiornika.

Prądy płynące przez poszczególne uzwojenia fazowe źródła nazywamy prą­dami fazowymi źródła. Analogicznie mówimy o prądach fazowych odbiornika. Prądy płynące przez przewody linii nazywamy prądami liniowymi.

W układzie przedstawionym na rys. 10a zachodzi wspom­niana wyżej symetria obciążenia. Wówczas prądy w poszczególnych fazach tworzą układ trójfazowy symetryczny. Ich wartości skuteczne są sobie równe oraz kąty przesunięcia względem odpowiednich napięć fazowych są jednakowe, wobec czego oznaczamy je, przez j bez wskaźników faz. Między sobą są one przesunięte kolejno o 120°, wobec czego prąd w przewodzie zerowym jest równy zeru.

W układzie trójfazowym gwiazdowym czteroprzewodowym prądy liniowe są równe prądom fazowym, a przy symetrii zasilania i odbioru tworzą układ symetryczny, przy czym przez przewód zerowy prąd nie płynie.

Z powyższego nasuwa się następujący wniosek: odbiorniki trójfazowe symetryczne połączone w gwiazdę można przyłączać tylko do trzech przewodów fazo­wych układu czteroprzewodowego co się z reguły stosuje.

Trzy jednakowe odbiorniki jednofazowe, połączone w gwiazdę i zainstalowane w ten sposób, że mogą być tylko jednocześnie włączane i jednocześnie wyłączane, traktujemy jako jeden odbiornik trójfazowy symetryczny o układzie połączeń w gwiazdę. Spotykane w praktyce odbiorniki trójfazowe mają z reguły budowę symetryczną. Do najpospolitszych symetrycznych odbiorników trójfazowych należą silniki trójfazowe. Z innych można wymienić trójfazowe piece oporowe.

Układy czteroprzewodowe stosowane są tylko w zakresie napięć niskich (do 250 V względem ziemi), najczęściej przy napięciu 380/220 V. Odbiorniki trójfazowe przyłącza się do trzech przewodów fazowych układu, a odbiorniki jednofazowe w instalacjach oświetleniowych i gospodarstwie domowym - do jednego z prze­wodów fazowych i przewodu zerowego, są one włączane zatem na napięcie fazowe rys. 10b. Większe odbiorniki jednorazowe, np. transformatory spawalnicze przyłącza się do dwóch dowolnych przewodów fazowych na napięcie międzyfazowe.

Odbiorniki jednofazowe małej mocy staramy się rozłożyć mniej więcej równo­miernie na poszczególne fazy układu. Jakkolwiek uzyskanie całkowitej symetrii na ogół się nie udaje, jednakże prąd w przewodzie zerowym bywa kilkakrotnie mniejszy niż prąd fazowy, a wobec tego stosowany przekrój przewodu zerowego wynosi około połowy przekroju przewodu fazowego.

Układy o napięciu powyżej 250 V względem ziemi zalicza się do układów wy­sokiego napięcia, których nie wolno używać do zasilania instalacji oświetleniowej ani gospodarstwa domowego. Układy wysokiego napięcia stosowane są do zasilania odbiorników przemysłowych trójfazowych oraz jednofazowych dużej mocy, odpo­wiednio do tego przystosowanych. W tych warunkach przewód zerowy jest zbędny, wobec czego otrzymujemy układ trójprzewodowy.

Do trzech przewodów fazowych układów trójprzewodowych oraz czteroprzewodowych można przyłączać również odbiorniki trójfazowe, połączone w trójkąt (rys. 10c). Prąd w dowolnej gałęzi odbiornika o połączeniu trójkątowym, zasi­lanego ze źródła idealnego o połączeniu gwiazdowym, obliczamy dzieląc napięcie międzyfazowe przez impedancję zespoloną gałęzi włączonej na to napięcie.

Odbiorniki jednofazowe mogą być również zasilane z układów trójprzewodowych. W tym celu należy je przyłączać na napięcie międzyfazowe (rys. 10c).

Strona utrzymywana na serwerach SuperHost.pl Sp. z o.o.Hosting WWW - Bezpieczne serwery dedykowane - Tanie serwery VPS - Rejestracja domen - Poczta biznesowa