Векторная диаграмма токов и напряжений при симметричной нагрузке фаз
Несимметричная нагрузка приемника
При симметричной системе напряжений и несимметричной нагрузке, когда Za ≠ Zb ≠ Zc и φa ≠ φb ≠ φc токи в фазах потребителя различны и определяются по закону Ома
İa = Úa / Za; İb = Úb / Zb; İc = Úc / Zc.
Ток в нейтральном проводе İN равен геометрической сумме фазных токов
İN = İa + İb + İc.
Напряжения будут Ua = UA; Ub = UB; Uc = UC, UФ = UЛ/√3 ,
благодаря нейтральному проводу при ZN = 0.
Следовательно, нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке.
Поэтому в четырехпроводную сеть включают однофазные несимметричные нагрузки, например, электрические лампы накаливания. Режим работы каждой фазы нагрузки, находящейся под неизменным фазным напряжением генератора, не будет зависеть от режима работы других фаз.
Векторная диаграмма токов и напряжений при несимметричной нагрузке фаз
Трехпроводная электрическая цепь
Это соединение источника и приемника звездой без нейтрального провода
При симметричной нагрузке, когда Za = Zb = Zc = Z, напряжение между нейтральной точкой источника N и нейтральной точкой приемника n равно нулю, UnN = 0.
При симметричной нагрузке, когда Za = Zb = Zc = Z, напряжение между нейтральной точкой источника N и нейтральной точкой приемника n равно нулю, UnN = 0.
При несимметричной нагрузке Za ≠ Zb ≠ Zc между нейтральными точками приемника и источника электроэнергии возникает напряжение смещения нейтрали UnN
Для определения напряжения смещения нейтрали можно воспользоваться формулой межузлового напряжения
Тогда напряжения по фазам
Зная фазные напряжения приемника, можно определить фазные токи:
Несимметричная нагрузка в таких условиях вызывает несимметрию ее фазных напряжений Úa, Úb, Úc и смещение ее нейтральной точки n из центра треугольника напряжений (смещение нейтрали).
Поэтому нейтральный провод необходим для того, чтобы:
выравнивать фазные напряжения приемника при несимметричной нагрузке;
подключать к трехфазной цепи однофазные приемники с номинальным напряжением в раз меньше номинального линейного напряжения сети.
Следует иметь в виду, что в цепь нейтрального провода нельзя ставить предохранитель, так как перегорание предохранителя приведет к разрыву нейтрального провода и появлению значительных перенапряжений на фазах нагрузки
