Наиболее часто в мире применяют систему подключения потребителей электроэнергии по схеме трёхфазного переменного тока. Трёхфазной такая система называется потому, что в неё входят 3 рабочие цепи, в каждой из которых действуют переменные ЭДС, при этом частота тока постоянная. Отдельно взятую цепь данной системы обычно называют просто “фазой”, а частоты тока и напряжения между фазами отличаются по значению на одну треть периода (φ=2π/3).
Подавляющее большинство действующих генераторов на наших электростанциях являются трёхфазными. Конструктивно они устроены так, что имеют три независимые обмотки, к каждой из которых подключён провод, по которому подаётся электроэнергия в одну из цепей данной сети.
Для того чтобы сэкономить на проводке, применяются схемы подключения, использующие вместо 6 проводников четыре или даже три. При этом используется соединение проводов между собой по схеме “звезда” или “треугольник”. Наибольшее распространение получила схема соединения звездой, в которой используется в дополнение к 3-м фазным проводникам один нулевой проводник, называемый также нейтралью. Таким образом, общее количество требующихся проводов в такой системе – четыре, однако по нейтрали величина проходящего тока, как правило, значительно меньше, чем по фазным проводам, поэтому толщина нулевого провода меньше.
Нулевой провод подключается к нулевой точке генератора и предназначен для того, чтобы напряжение на всех фазах сохранялось одинаковым вне зависимости от электрической нагрузки на каждую из них. При равномерной загрузке всех фаз ток по нейтрали не проходит, поэтому в таких системах можно обойтись и вовсе без неё. В любом случае, при проектировании электросетей стремятся по возможности распределить нагрузку равномерно по всем фазам.
Схема соединений “треугольник”
Другой способ организации электросети – соединение обмоток 3-хфазного генератора треугольником. При этом конец каждой обмотки подключается к началу следующей таким образом, что они формируют замкнутый треугольник, при этом линейные провода подключаются к вершинам треугольника. При такой форме соединения фазное напряжение генератора равняется линейному и меньше в √3 ≈ 1,73 раза по сравнению со схемой соединения звездой.
