 |
|
Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи
Ток в нулевом проводе равен нулю при строго симметричной нагрузке. Если нагрузка несимметричная, т. е. 
, то неравными будут и токи: 
Тогда на основе построения, аналогичного приведенному на рис. 6.8, нетрудно убедиться, что при симметрии фазных напряжений ток в нулевом проводе не равен нулю: 
(за исключением некоторых частных случаев). Таким образом, при симметрии фазных напряжений и несимметрии нагрузки в нулевом проводе есть ток. Представим себе, что нулевой провод оборвался: 
. При этом токи 
, 
, 
должны измениться так, чтобы их векторная сумма оказалась равной нулю: 
.
Но при заданных сопротивлениях нагрузки 
токи могут измениться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нулевого провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений; симметричные фазные напряжения становятся несимметричными.
 |
Рассмотрим топографическую векторную диаграмму, представленную на рис. 6.14.
Рисунок 6.9 Топографическая векторная диаграмма ЭДС и напряжений трехфазной цепи при отсутствии нулевого провода
Для простоты пренебрежем падением напряжения внутри обмоток генератора и проводах линии и будем считать, что напряжения на нагрузке равны ЭДС генератора.
При несимметрии нагрузки и отсутствии нулевого провода фазные напряжения 
, 
, 
будут различными и точка О' займет на векторной диаграмме положение, отличное от точки О.
Введем нулевой провод с пренебрежимо малым сопротивлением, как показано на рис. 6.5. При этом потенциалы точек О и О' окажутся одинаковыми. Это означает, что точки О и О' на топографической диаграмме рис. 6.9 должны быть совмещены.
Точка О на топографической диаграмме не может изменить своего положения, так как симметрия ЭДС 
обеспечивается конструкцией генератора. Следовательно, точка О' перейдет в точку О, т. е. фазные напряжения на нагрузке станут симметричными.
Таким образом, нулевой провод в четырехпроводной цепи предназначен для обеспечения симметрии фазных напряжений при несимметричной нагрузке.
Несимметрия фазных напряжений недопустима, так как приводит к нарушению нормальной работы потребителей, рассчитанных на определенное рабочее напряжение.