Теория (было очень интересно прочитать самому, что бы все разложить по полкам):
ТОЭ:
Соединение в звезду.
На рис. 6 приведена трехфазная система при соединении фаз генератора и нагрузки
в звезду. Здесь провода АА’, ВВ’ и СС’ – линейные провода.
Линейным называется провод, соединяющий начала фаз обмотки генератора
и приемника. Точка, в которой концы фаз соединяются в общий узел, называется
нейтральной (на рис. 6 N и N’ – соответственно нейтральные точки генератора
и нагрузки).
Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приемника, называется
нейтральным
(на рис. 6 показан пунктиром). Трехфазная система при соединении в звезду
без нейтрального провода называется
трехпроводной, с нейтральным проводом
–
четырехпроводной.
Все величины, относящиеся к фазам, носят название
фазных переменных, к
линии -
линейных. Как видно из схемы на рис. 6, при соединении в звезду
линейные токи

и

равны соответствующим фазным токам.
При наличии нейтрального провода ток в нейтральном проводе

. Если система фазных токов симметрична,
то

. Следовательно, если бы симметрия
токов была гарантирована, то нейтральный провод был бы не нужен. Как будет показано
далее, нейтральный провод обеспечивает поддержание симметрии напряжений на нагрузке
при несимметрии самой нагрузки.
Поскольку напряжение на источнике противоположно направлению его ЭДС, фазные
напряжения генератора (см. рис. 6) действуют от точек А,В и С к нейтральной
точке N;

- фазные напряжения нагрузки.
Линейные напряжения действуют между линейными проводами. В соответствии со
вторым законом Кирхгофа для линейных напряжений можно записать
; |
(1) |
; |
(2) |
. |
(3) |
Отметим, что всегда

- как сумма напряжений по замкнутому
контуру.
ТОЭ:
Соединение в треугольник
В связи с тем, что значительная часть приемников, включаемых в трехфазные цепи,
бывает несимметричной, очень важно на практике, например, в схемах с осветительными
приборами, обеспечивать независимость режимов работы отдельных фаз. Кроме четырехпроводной,
подобными свойствами обладают и трехпроводные цепи при соединении фаз приемника
в треугольник. Но в треугольник также можно соединить и фазы генератора (см.
рис.

.
Для симметричной системы ЭДС имеем

.
Таким образом, при отсутствии нагрузки в фазах генератора в схеме на рис. 8
токи будут равны нулю. Однако, если поменять местами начало и конец любой из
фаз, то

и в треугольнике будет протекать
ток короткого замыкания. Следовательно, для треугольника нужно строго соблюдать
порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой.
Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рис.
9.
Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим
фазным. По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника
определяется соотношениями

Аналогично
можно выразить линейные токи через фазные токи генератора.
На рис. 10 представлена векторная диаграмма симметричной системы линейных и
фазных токов. Ее анализ показывает, что при симметрии токов

. (5)
В заключение отметим, что помимо рассмотренных соединений «звезда - звезда»
и «треугольник - треугольник» на практике также применяются схемы «звезда -
треугольник» и «треугольник - звезда».
ТОЭ:
Измерение мощности в трехфазных цепях
Ниже рассмотрены практические схемы включения ваттметров для измерения мощности
в трехфазных цепях.
1. Четырехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 8 схема называется
схемой трех ваттметров.

Суммарная
активная мощность цепи определяется как сумма показаний трех ваттметров

.
2. Четырехпроводная система, симметричный режим.
Если режим работы цепи симметричный, то для определения суммарной активной
мощности достаточно ограничиться одним ваттметром (любым), включаемым по схеме
на рис. 8. Тогда, например, при включении прибора в фазу А,

(4)
3. Трехпроводная система, симметричный режим.

При отсутствии доступа к нейтральной
точке последняя создается искусственно с помощью включения трех дополнительных
резисторов по схеме «звезда», как показано на рис. 9 –
схема ваттметра с
искусственной нейтральной точкой. При этом необходимо выполнение условия

, где

- собственное сопротивление обмотки
ваттметра. Тогда суммарная активная мощность трехфазной системы определяется
согласно (4).

4. Трехпроводная система, симметричный режим; измерение реактивной мощности.
С помощью одного ваттметра при симметричном режиме работы цепи можно измерить
ее реактивную мощность. В этом случае схема включения ваттметра будет иметь
вид по рис. 10,а. Согласно векторной диаграмме на рис. 10,б измеряемая прибором
мощность

.
Таким образом, суммарная реактивная мощность

.
5. Трехпроводная система, несимметричный режим.
Представленная на рис. 11 схема называется схемой двух ваттметров. В ней сумма
показаний приборов равна суммарной активной мощности цепи.

Действительно, показания приборов в данной схеме:

.
Тогда
В заключение отметим, что если в схеме на рис. 11 имеет место симметричный
режим работы, то на основании показаний приборов можно определить суммарную
реактивную мощность цепи