Составить электрическую схему питания.

Три потребителя электроэнергии, имеющие одинаковые полные сопротивления фаз Zф = 30 Ом , соединены «звездой» и включены в четырехпроводную трехфазную сеть с системой симметричных линейных напряжений Uл  = 660 В. 

Фаза А 

cos φА  = 0; характер нагрузки – X_L

Фаза В 

cos φВ  = 0,5; характер нагрузки – R, X_C

 Фаза С 

cos φ_C  = 1; характер нагрузки – R 

Составить электрическую схему питания. 

Определить 

− фазные токи Iф и ток в нейтральном проводе I_N ; 

− активную мощность Р трехфазной цепи. 

Построить 

− векторную диаграмму напряжений и токов с учетом характера нагрузки. 

Дополнительное задание 

В каких случаях используют трех- и четырехпроводные трехфазные электрические цепи? 

Трёхпроводные трехфазные электрические цепи используют, если потребитель является симметричным, то есть величина сопротивления в каждой фазе одинакова и характер нагрузки в каждой фазе одинаковый. Примером такой нагрузки являются трёхфазные двигатели.

Четырехпроводные трехфазные электрические цепи используются при несимметричной нагрузке фаз.

Объяснить назначение нейтрального провода в четырехпроводных трехфазных электрических цепях. 

Нейтральный провод необходим для выравнивания фазных напряжений потребителя при несимметричной нагрузке, то есть обеспечивает симметрию фазных напряжений источника и потребителя, так как нейтральный провод уравнивает потенциалы нейтральных точек N и n.

Почему в нейтральные провода не устанавливают предохранители и выключатели?

Если произойдёт срабатывание элемента защиты и разомкнётся нулевой провод, то появится напряжение смещения нейтрали U_n между нейтральными точками источника и потребителя, это приведёт к перекосу фазных напряжений потребителя. В результате на одних фазах потребителя напряжение будет больше, чем на других, что во многих случаях недопустимо, 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 строя. Поэтому в цепи нейтрального провода недопустимо наличие различного рода предохранителей и выключателей.