Η ουσία του φαινομένου
Αιτίες
Συνέπειες
Τρόποι εξάλειψης της ανισορροπίας φάσης
εναλλακτική τεχνολογία.
Εύρος τάσεων φάσης.
Πρακτική χρήση.

Η ουσία του φαινομένου

Η ανισορροπία φάσης εκδηλώνεται σε τριφασικά δίκτυα τεσσάρων (πέντε) καλωδίων με σταθερά γειωμένο ουδέτερο με τάση έως και 1000 V.

Κατά κανόνα, ένα τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο χαμηλής τάσης με τάση 400 V (0,4 kV)
περιέχει πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, οι περιελίξεις των οποίων συνδέονται σε ένα "αστέρι" με μηδενική έξοδο.

Εάν το τριφασικό δίκτυο είναι τετρασύρμα, τότε μηδενικός αγωγόςεκτελεί δύο λειτουργίες. Η πρώτη λειτουργία: ο αγωγός μηδενικής λειτουργίας χρησιμοποιείται για τη σύνδεση μονοφασικών ηλεκτρικών δεκτών. Η δεύτερη λειτουργία: ο αγωγός μηδενικής λειτουργίας χρησιμεύει για τη λειτουργία της προστασίας.
Σε ένα δίκτυο πέντε καλωδίων, κάθε μία από τις δύο αναφερόμενες λειτουργίες έχει το δικό της καλώδιο.
Στα δίκτυα χαμηλής τάσης διακρίνονται πρωτογενείς και δευτερεύουσες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας (τροφοδοτικά), ανεξάρτητα από τον τρόπο λήψης ηλεκτρική ενέργεια.
Οι πρωτογενείς πηγές περιλαμβάνουν εκείνες που παράγουν απευθείας ηλεκτρική ενέργεια, όπως ηλεκτρικές γεννήτριες (υδραυλικές μονάδες, ατμοστρόβιλοι, κινητήρες ντίζελ, κινητήρες αερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κίνηση).
Οι δευτερεύουσες πηγές περιλαμβάνουν εκείνες που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια των πρωτογενών πηγών, κατά κανόνα, πρόκειται για μετασχηματιστές που είναι εγκατεστημένοι σε υποσταθμούς μετασχηματιστών (TS).

Ένα ιδανικό μοντέλο που εμφανίζει τη σχέση και την παρεμβολή φάσεων και γραμμικών τάσεων μπορεί να απεικονιστεί ως ισόπλευρο τρίγωνο με κορυφές "A", "B", "C" και κέντρο "0".
Τα διανύσματα AB, BC και CA (που βρίσκονται στις πλευρές του τριγώνου) είναι γραμμικές τάσεις (380V).
Τα διανύσματα που σχεδιάζονται από το κέντρο του τριγώνου προς τις κορυφές του - 0A, 0B και 0C - είναι οι τάσεις φάσης.
Στην ιδανική περίπτωση, είναι ίσα μεταξύ τους 0A=0B=0С και μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά γωνία 120°, δηλαδή └A0B=└B0C=└C0A=120°.
Αυτό το μοντέλο είναι ιδανικό και δεν υπάρχει ανισορροπία τάσης φάσης σε αυτό.

Δεδομένου ότι πολλοί καταναλωτές, συμπεριλαμβανομένων των μονοφασικών, συνδέονται με τους μετασχηματιστές του υποσταθμού μετασχηματιστή, σε κάθε τυχαία χρονική στιγμή μπορεί να αναμένεται ότι τα φορτία σε διαφορετικές φάσεις θα είναι διαφορετικά.
Επιπλέον, ακόμη και αν τα μονοφασικά φορτία έχουν το ίδιο μέγεθος, τότε η συμπερίληψή τους υπό φορτίο ή η αποσύνδεσή τους δεν μπορεί να συμβεί συγχρονισμένα. Η κατάσταση προκύπτει RA > RB > RC ≠ 0, όπου "R" είναι η αντίσταση φορτίου και, κατά συνέπεια, "RA" είναι η αντίσταση φορτίου στη φάση Α, "RB" είναι η αντίσταση φορτίου στη φάση Β, "RC" είναι αντίσταση φορτίου στη φάση C.

Η διαφορά στα φορτία φάσης σε μέγεθος και φύση δημιουργεί συνθήκες για την εμφάνιση ανισορροπίας τάσης φάσης.

Αν στραφούμε στο ισόπλευρο τρίγωνο που περιγράφεται παραπάνω, τότε γραφικά θα μοιάζει με αυτό: το σημείο 0 στο κέντρο του τριγώνου, από το οποίο προέρχονται τα διανύσματα των ιδανικών τάσεων φάσης 220V 0A, 0B και 0C, μετατοπίζεται σε σχέση με το κέντρο του τριγώνου. Ας το πούμε 0′. Τα ίδια τα διανύσματα των τάσεων φάσης μετατοπίζονται από μια αυθαίρετη γωνία μεταξύ τους. Τα διανύσματα μετατοπισμένης τάσης φάσης 0'A, 0'B και 0'C δεν είναι ίσα μεταξύ τους, 0'A ≠ 0'B ≠ 0'C.
Η τάση σε κάθε μία από τις φάσεις αλλάζει από τιμή 220 V, για παράδειγμα, σε 190V, 240V και 230V, αντίστοιχα.

Αυτή η κατάσταση ονομάζεται ανισορροπία τάσης φάσης.

Εάν οι αντιστάσεις φορτίου ήταν ίσες, τότε τα ρεύματα που διέρχονταν από αυτές θα ήταν επίσης ίσα μεταξύ τους.
Δεδομένου ότι η γωνία διάτμησης μεταξύ τους είναι 120°, το γεωμετρικό άθροισμά τους θα ήταν μηδέν.

Ωστόσο, εάν δεν είναι ίσα, ως αποτέλεσμα άθροισης, προκύπτει ένα ρεύμα I00′, το οποίο ονομάζεται εξισορρόπηση. Και, επομένως, η τάση U00', η οποία ονομάζεται τάση πόλωσης.

Η ανισορροπία των φάσεων (τάσεις φάσης), κατά κανόνα, χαρακτηρίζεται από την αμετάβλητη ή την ομοιότητα των γραμμικών τάσεων της πηγής και μια σημαντική διαφορά στο μέγεθος των τάσεων φάσης. Δηλαδή, ένα ισόπλευρο τρίγωνο που σχηματίζεται από τα γραμμικά διανύσματα τάσης παραμένει ισόπλευρο τρίγωνο, πράγμα που σημαίνει ότι η τιμή των τριών γραμμικών τάσεων αντιστοιχεί σε 380V, είναι δυνατές μικρές αποκλίσεις των τιμών που ονομάζονται αποδεκτές.
Τα διανύσματα τάσης φάσης μέσα στο τρίγωνο, τα οποία συνδέουν το σημείο μέσα στο τρίγωνο με τις κορυφές του, μετατοπίζονται σημαντικά, το μέγεθος των τάσεων φάσης και η γωνία μετατόπισης μεταξύ τους αλλάζουν.

Αιτίες ανισορροπίας φάσης

Συμβατικά, οι αιτίες της ανισορροπίας φάσης μπορούν να χωριστούν σε εξωτερικές και εσωτερικές.

Εσωτερικές αιτίες συνδέονται με καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας που φορτώνουν άνισα τις φάσεις του δικτύου χωρίς να λαμβάνουν υπόψη την ισχύ
μονοφασικοί ηλεκτρικοί δέκτες, ο συντελεστής ταυτόχρονης ένταξής τους,
συνδέστε ισχυρούς ηλεκτρικούς δέκτες δύο φάσεων σε οικιακές πρίζες.

Στην πραγματική ζωή, η αιτία της ανισορροπίας φάσης είναι το ανομοιόμορφο φορτίο όχι μόνο σε μέγεθος, αλλά και στη φύση του φορτίου.
Το φορτίο μπορεί να είναι ενεργό (αντιστατικό) - (R) ή αντιδραστικό: επαγωγικό (L) ή χωρητικό (C).

Οι εξωτερικές αιτίες της ανισορροπίας φάσης μπορεί να σχετίζονται με δυσλειτουργίες
στο δίκτυο διανομής (για παράδειγμα, σε γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης (TL)
με υψηλή υγρασία και ελαττώματα στις γιρλάντες μονωτών ή αλεξικέραυνων επιμέρους φάσεων) ή παρουσία ισχυρών καταναλωτών συνδεδεμένων σε δύο φάσεις, π.χ. στην τάση γραμμής (για παράδειγμα, καταναλωτές δικτύων έλξης ή ηλεκτροκινητήρες ηλεκτρικών τρένων).

Επίσης, οι λόγοι μπορούν να συνδυαστούν (εξωτερικοί και εσωτερικοί).

Συνέπειες ανισορροπίας φάσης

Οι συνέπειες της ανισορροπίας φάσης εκδηλώνονται σε αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας από το δίκτυο. σε λανθασμένη λειτουργία ηλεκτρικών δεκτών, αστοχίες τους, αστοχίες, διακοπή λειτουργίας, καμένες ασφάλειες, φθορά μόνωσης.

Υπό όρους Αρνητικές επιπτώσειςΗ ανισορροπία φάσης μπορεί να χωριστεί σε τρεις ομάδες:

1. Συνέπειες για τους ηλεκτρικούς δέκτες (όργανα, εξοπλισμός) που σχετίζονται με βλάβες, αστοχίες, αυξημένη φθορά και μείωση της περιόδου λειτουργίας τους.

α) συνέπειες για μονοφασικούς ηλεκτρικούς δέκτες
Η χαμηλή τάση προκαλεί λανθασμένη λειτουργία μονοφασικών καταναλωτών: αμυδρό φως φωτιστικά, συνεχής θέρμανση συσκευές θέρμανσης, παρατεταμένη εκκίνηση συσκευών κινητήρα, δυσλειτουργίες υπολογιστών κ.λπ. Η υψηλή τάση προκαλεί αστοχίες των ηλεκτρικών δεκτών λόγω φθοράς της μόνωσης, σβήνοντάς τους προστατευτικές συσκευές, καμένες ασφάλειες.

β) τις συνέπειες της ανισορροπίας φάσης για τριφασικούς ηλεκτρικούς δέκτες
Το κύριο μέρος των τριφασικών καταναλωτών (καταναλωτές που τροφοδοτούνται από τάση γραμμής) είναι ηλεκτρικοί κινητήρες που κινούν υποβρύχιες αντλίες και αντλίες κοπράνων, κινητήρες αυτόματη πύλη, εργαλειομηχανές κ.λπ.
Το σύστημα ελέγχου και ελέγχου εκκίνησης τέτοιων τριφασικών καταναλωτών συνήθως συνδέεται με την τάση φάσης. Σε περίπτωση ανισορροπίας φάσης, το σύστημα ελέγχου εκκίνησης (CPS) του ηλεκτροκινητήρα, το οποίο ελέγχει τη διάρκεια και το γεγονός της εκκίνησης, είναι ασταθές, δηλ. εκδίδει αυθόρμητα εντολές για έναρξη ή διακοπή. Το εύρος της διακύμανσης της τάσης φάσης ρυθμίζεται αυστηρά από την επιχειρησιακή τεκμηρίωση (κατά κανόνα, δεν επιτρέπεται παραμόρφωση μεγαλύτερη από ± 7,5 ÷ 10% της ονομαστικής τιμής). Εάν η κλίση υπερέβη το επιτρεπόμενο όριο, τότε το CPS αποτυγχάνει. Όταν αποκατασταθεί το επίπεδο τάσης φάσης, εμφανίζεται η επόμενη εκκίνηση και ούτω καθεξής.
Είναι γνωστό ότι η λειτουργία "εκκίνησης". επαγωγικός κινητήραςχαρακτηρίζεται από βραχυπρόθεσμη λειτουργία των περιελίξεων του στάτορα στη λειτουργία βραχυκύκλωμα(ΚΖ), δηλ. Κατά την ενεργοποίηση, ο κινητήρας καταναλώνει πολύ περισσότερη ενέργεια από ό,τι κατά τη λειτουργία. Όπως είναι φυσικό, οι συχνές επανεκκινήσεις θα προκαλέσουν σημαντική υπερθέρμανση της μόνωσης και θα αυξήσουν σημαντικά την κατανάλωση ρεύματος από το δίκτυο.
Πιθανές αρνητικές συνέπειες αυτού του τρόπου λειτουργίας είναι είτε αστοχία εκκίνησης είτε αστοχία εξοπλισμού λόγω καύσης των περιελίξεων του κινητήρα.

2. Συνέπειες για τις πηγές ηλεκτρικής ενέργειας: αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας, αύξηση των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας όταν τροφοδοτείται από το κρατικό δίκτυο. όταν τροφοδοτείται από τριφασική αυτόνομη πηγή - μηχανική βλάβη (βλάβη στα ρουλεμάν του άξονα, θωράκια ρουλεμάν της γεννήτριας και κινητήρα μετάδοσης κίνησης, οπτανθρακοποίηση μπεκ), μείωση της περιόδου λειτουργίας της πηγής, αύξηση της φθοράς της, αυξημένη κατανάλωση καύσιμο, λάδι, ψυκτικό υγρό.

3. Συνέπειες για τους καταναλωτές που σχετίζονται με την ασφάλεια, καθώς η υποβάθμιση της ποιότητας της μόνωσης μπορεί να οδηγήσει σε:
- ηλεκτρικός τραυματισμός.
- ανάφλεξη ηλεκτρικής καλωδίωσης ή ηλεκτρικών δεκτών.
καθώς και τις συνέπειες που συνδέονται με την αύξηση των δαπανών για:
- ηλεκτρική ενέργεια;
— αναλώσιμα υλικάγια τη γεννητρια?
- επισκευή ηλεκτρικών δεκτών που έχουν υποστεί ζημιά λόγω ανισορροπίας φάσης.
- απόκτηση νέων ηλεκτρικών δεκτών που απέτυχαν λόγω ανισορροπίας φάσης.

Τρόποι εξάλειψης της ανισορροπίας φάσης

Δεν υπάρχει κεντρική λύση για την εξάλειψη της ανισορροπίας φάσης, καθώς είναι αδύνατο να υποχρεωθούν όλοι οι καταναλωτές να συνδέουν ταυτόχρονα φορτία ίσου μεγέθους και φύσης.

Παραδοσιακά, οι σταθεροποιητές τάσης χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για να παρέχουν μια δεδομένη τάση σε κάθε μία από τις φάσεις. ΣΕ συνθήκες διαβίωσηςΧρησιμοποιούνται μονοφασικοί ρυθμιστές τάσης, οι οποίοι παρέχουν προστασία για μεμονωμένους ηλεκτρικούς δέκτες ή μια μικρή ομάδα από αυτούς.
Σε βιομηχανικές συνθήκες, χρησιμοποιούνται τριφασικοί σταθεροποιητές τάσης διαφόρων χωρητικοτήτων, οι οποίοι δομικά αποτελούνται από τρεις μονοφασικούς σταθεροποιητές τάσης.
Η αρχή της λειτουργίας τους είναι τέτοια ώστε να ανταποκρίνονται σε αποκλίσεις σε κάθε μεμονωμένη φάση και να ανεβάζουν ή να μειώνουν την τάση στο απαιτούμενο επίπεδο στη φάση τους, προκαλώντας αλλαγές τάσης στις άλλες δύο φάσεις και ως εκ τούτου αποτελούν δευτερεύουσα αιτία ανισορροπίας φάσης.
Από τα προηγούμενα, είναι σαφές ότι οι τριφασικοί σταθεροποιητές τάσης δεν λύνουν στην πραγματικότητα το πρόβλημα που τους έχει ανατεθεί, αφού οι ίδιοι προκαλούν ασυμμετρία τριφασικό σύστημα. Εκτός από το κύριο μειονέκτημά τους, οι τριφασικοί σταθεροποιητές τάσης καταναλώνουν σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και απαιτούν σημαντικό κόστος συντήρησης, καθώς έχουν χαμηλή αξιοπιστία - τόσο ηλεκτρομηχανικά όσο και ηλεκτρονικοί σταθεροποιητέςΟι τάσεις έχουν εξαρτήματα υψηλής φθοράς και συχνά αστοχίας.

Εναλλακτική τεχνολογία

Για να λύσετε το πρόβλημα της εξάλειψης της ανισορροπίας της τάσης φάσης και της εξασφάλισης μιας δεδομένης τάσης φάσης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια τεχνολογία που θα σας επιτρέψει να εξισορροπήσετε την τάση όχι σε κάθε μία από τις φάσεις ξεχωριστά, αλλά να εξισορροπήσετε τις φάσεις μεταξύ τους, δηλαδή , για εξισορρόπηση ολόκληρου του τριφασικού συστήματος - μετασχηματιστή εξισορρόπησης.
Μια τέτοια συσκευή είναι πολύ πιο αποτελεσματική, όχι μόνο καταναλώνει λιγότερο ρεύμα, αλλά και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας από το δίκτυο για ηλεκτρικούς δέκτες.

Εύρος τάσης φάσης

Ο μετασχηματιστής εξισορρόπησης επιτρέπει 100% ανισορροπία φορτίου και εξαλείφει την ανισορροπία της τάσης φάσης σε όλο το εύρος των αλλαγών τους, ανεξάρτητα από την αιτία της ανισορροπίας:
(1) λοξή στο δίκτυο τροφοδοσίας που προκαλείται από σφάλματα στο δίκτυο διανομής,
(2) άνιση κατανομή των φορτίων φάσης,
(3) σύνδεση ενός ισχυρού καταναλωτή,
(4) συνδυασμένες αιτίες.

Πρακτική χρήση

Εφαρμοσμένες εργασίες που επιλύονται με τη χρήση μετασχηματιστή εξισορρόπησης:

Εξάλειψη της ανισορροπίας της τάσης φάσης, δηλ. ευθυγράμμιση των φάσεων του δικτύου μεταξύ τους.
Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων σε φάσεις.
Εξασφάλιση της καθορισμένης τιμής των τάσεων φάσης.
Μετατροπή τριφασικού δικτύου σε μονοφασικό:
- με γαλβανική μόνωση
- χωρίς γαλβανική απομόνωση του δικτύου τροφοδοσίας και του καταναλωτή.
- με αλλαγή (αύξηση ή μείωση) στην τάση εξόδου.
Μετατροπή τριφασικού δικτύου τριών συρμάτων σε τριφασικό τετρασύρματο δίκτυο (δηλαδή σχηματισμός μηδενικού αγωγού εργασίας για δυνατότητα σύνδεσης φασικού φορτίου).
Δυνατότητα αφαίρεσης έως και 50% της τριφασικής ισχύος από μία φάση.
Δυνατότητα χρήσης λιγότερο ισχυρών γεννητριών για την ίδια ομάδα καταναλωτών.
Δυνατότητα σύνδεσης πιο ισχυρών ηλεκτρικών συσκευών όταν τροφοδοτούνται από αυτόνομη πηγή ή με περιορισμούς στην κατανάλωση ρεύματος από το κρατικό δίκτυο.
Θέρμανση κατασκευών και επικοινωνιών (κατά την παγοποίηση καλωδίων, κατάψυξη αγωγών κ.λπ.).

στρατιωτικός μηχανικός ισχύος, υποψήφιος τεχνικών επιστημών Evdokimov Vladimir Viktorovich

Τριφασικό σύστημα τροφοδοσίας- ειδική περίπτωση πολυφασικών συστημάτων ηλεκτρικά κυκλώματαεναλλασσόμενο ρεύμα, στο οποίο ημιτονοειδή EMF της ίδιας συχνότητας, που δημιουργούνται από μια κοινή πηγή, μετατοπίζονται χρονικά μεταξύ τους κατά μια ορισμένη γωνία φάσης. Σε ένα τριφασικό σύστημα, αυτή η γωνία είναι 2π/3 (120°).

Τριφασικό σύστημα πολλαπλών συρμάτων (εξάσυρμα). εναλλασσόμενο ρεύμαεφευρέθηκε από τον Νίκολα Τέσλα. Σημαντική συνεισφορά στην ανάπτυξη τριφασικών συστημάτων είχε ο MO Dolivo-Dobrovolsky, ο οποίος πρότεινε για πρώτη φορά συστήματα μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος τριών και τεσσάρων συρμάτων, αποκάλυψε μια σειρά από πλεονεκτήματα των τριφασικών συστημάτων χαμηλής καλωδίωσης σε σχέση με άλλα συστήματα , και πραγματοποίησε μια σειρά πειραμάτων με έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα.

Περιγραφή

Κάθε ένα από τα λειτουργικά EMF βρίσκεται στη δική του φάση της περιοδικής διαδικασίας, επομένως συχνά ονομάζεται απλώς "φάση". Επίσης, «φάσεις» ονομάζονται αγωγοί - φορείς αυτών των ΗΜΠ. Στα τριφασικά συστήματα η γωνία διάτμησης είναι 120 μοίρες. Οι αγωγοί φάσης ορίζονται στη Ρωσική Ομοσπονδία με λατινικά γράμματα L με ψηφιακό δείκτη 1 ... 3, ή A, B και C.

Συνήθεις ονομασίες καλωδίων φάσης:

Ρωσία, ΕΕ (πάνω από 1000V)	Ρωσία, ΕΕ (κάτω από 1000V)	Γερμανία	Δανία
ΑΛΛΑ	L1	L1	R
σι	L2	L2	μικρό
ντο	L3	L3	Τ

Πλεονεκτήματα

• Κερδοφορία.
  • Οικονομική μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
  • Λιγότερη κατανάλωση υλικού τριφασικών μετασχηματιστών.
  • Λιγότερη κατανάλωση υλικού των καλωδίων ρεύματος, αφού με την ίδια κατανάλωση ρεύματος μειώνονται τα ρεύματα στις φάσεις (σε σύγκριση με μονοφασικά κυκλώματα).
• Ισορροπία συστήματος. Αυτή η ιδιότητα είναι μία από τις πιο σημαντικές, καθώς σε ένα μη ισορροπημένο σύστημα υπάρχει ένα ανομοιόμορφο μηχανικό φορτίο στη μονάδα παραγωγής ενέργειας, το οποίο μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της.
• Η δυνατότητα εύκολης λήψης κυκλικής περιστροφής μαγνητικό πεδίοαπαραίτητο για τη λειτουργία ενός ηλεκτροκινητήρα και μιας σειράς άλλων ηλεκτρικών συσκευών. Οι τριφασικοί κινητήρες ρεύματος (ασύγχρονοι και σύγχρονοι) είναι απλούστεροι από τους κινητήρες συνεχές ρεύμα, μονοφασικών ή 2 φάσεων και έχουν υψηλούς ρυθμούς απόδοσης.
• Δυνατότητα λήψης σε μία εγκατάσταση δύο τάσεων λειτουργίας - φάσης και γραμμικής, και δύο επιπέδων ισχύος όταν συνδέονται σε "αστέρι" ή "τρίγωνο".
• Δυνατότητα απότομης μείωσης του τρεμουλιάσματος και της στροβοσκοπικής επίδρασης των φωτιστικών σε λαμπτήρες φθορισμού με την τοποθέτηση τριών λαμπτήρων (ή ομάδων λαμπτήρων) που τροφοδοτούνται από διαφορετικές φάσεις σε ένα φωτιστικό.

Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, τα τριφασικά συστήματα είναι τα πιο κοινά στη σημερινή βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας.

Διαγράμματα σύνδεσης τριφασικών κυκλωμάτων

Αστέρι

Ένα αστέρι είναι μια τέτοια σύνδεση όταν τα άκρα των φάσεων των περιελίξεων της γεννήτριας (G) συνδέονται σε ένα κοινό σημείο, που ονομάζεται ουδέτερο σημείο ή ουδέτερος. Τα άκρα των φάσεων των περιελίξεων του καταναλωτή (Μ) συνδέονται επίσης σε ένα κοινό σημείο.

Τα καλώδια που συνδέουν την αρχή της φάσης της γεννήτριας και του καταναλωτή ονομάζονται γραμμικός. Το καλώδιο που συνδέει δύο ουδέτερους ονομάζεται ουδέτερο.

Τριφασικό κύκλωμα, που έχει ένα ουδέτερο καλώδιο, ονομάζεται τετρασύρμα. Εάν δεν υπάρχει ουδέτερο καλώδιο - τριών συρμάτων.

Εάν οι αντιστάσεις Z a, Z b, Z c του καταναλωτή είναι ίσες μεταξύ τους, τότε ένα τέτοιο φορτίο ονομάζεται συμμετρικός.

Γραμμικά και φασικά μεγέθη

Η τάση μεταξύ του καλωδίου φάσης και του ουδέτερου (U a, U b, U c) ονομάζεται φάση. Τάση μεταξύ δύο καλώδια φάσης(U AB , U BC , U CA) ονομάζεται γραμμικό. Για τη σύνδεση των περιελίξεων με ένα αστέρι, με συμμετρικό φορτίο, ισχύει η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων:

I L = I F ; U L = 3 × U F (\displaystyle I_(L)=I_(F);\qquad U_(L)=(\sqrt (3))\times (U_(F)))

Είναι εύκολο να δείξουμε ότι η τάση της γραμμής μετατοπίζεται κατά φάση π / 6 (\displaystyle \pi /6)σχετικά με τη φάση:

UL ab = u F a − u F b = UF [ cos ⁡ (ω t) − cos ⁡ (ω t − 2 π / 3) ] = 2 UF sin ⁡ (− π / 3) sin ⁡ (ω t − π / 3) = 3 UF cos ⁡ (ω t + π − π / 3 − π / 2) (\displaystyle u_(L)^(ab)=u_(F)^(a)-u_(F)^(b )=U_(F)[\cos(\omega t)-\cos(\omega t-2\pi /3)]=2U_(F)\sin(-\pi /3)\sin(\omega t- \pi /3)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi -\pi /3-\pi /2))

U L = 3 U F cos ⁡ (ω t + π / 6) (\displaystyle u_(L)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi /6))

Τριφασική ισχύς ρεύματος

Για να συνδέσετε τις περιελίξεις με ένα αστέρι, με συμμετρικό φορτίο, η ισχύς ενός τριφασικού δικτύου είναι:

P = 3 UFIF cos φ = 3 UL 3 IL cos φ = 3 ULIL cos φ (\displaystyle P=3U_(F)I_(F)cos\varphi =3(\frac (U_(L))(\sqrt (3 )))I_(L)cos\varphi =(\sqrt (3))U_(L)I_(L)cos\varphi )

Συνέπειες καύσης (σπάσιμο) του ουδέτερου καλωδίου σε τριφασικά δίκτυα

Με συμμετρικό φορτίο σε τριφασικό σύστημα, η τροφοδοσία του καταναλωτή με γραμμική τάση είναι δυνατή ακόμη και αν δεν υπάρχει ουδέτερο καλώδιο. Ωστόσο, κατά την τροφοδοσία του φορτίου με τάση φάσης, όταν το φορτίο στις φάσεις δεν είναι αυστηρά συμμετρικό, η παρουσία ουδέτερου καλωδίου είναι υποχρεωτική. Όταν σπάσει ή σημαντική αύξηση της αντίστασης (κακή επαφή), η λεγόμενη "ανισορροπία φάσης", Ως αποτέλεσμα της οποίας το συνδεδεμένο φορτίο, σχεδιασμένο για την τάση φάσης, μπορεί να βρίσκεται υπό αυθαίρετη τάση στην περιοχή από μηδέν έως γραμμική (η συγκεκριμένη τιμή εξαρτάται από την κατανομή του φορτίου στις φάσεις τη στιγμή της θραύσης ουδέτερο σύρμα). Αυτή είναι συχνά η αιτία της βλάβης των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης σε πολυκατοικίες, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιές. Η χαμηλή τάση μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη του εξοπλισμού.

Το πρόβλημα των αρμονικών που είναι πολλαπλάσια του τρίτου

Η σύγχρονη τεχνολογία εξοπλίζεται όλο και περισσότερο με παλμικό δίκτυο. Μια πηγή μεταγωγής χωρίς διόρθωση συντελεστή ισχύος καταναλώνει ρεύμα σε στενούς παλμούς κοντά στις κορυφές του ημιτονοειδούς τάσης τροφοδοσίας κατά τα διαστήματα φόρτισης του πυκνωτή ανορθωτή εισόδου. Ενας μεγάλος αριθμός απότέτοια τροφοδοτικά στο δίκτυο δημιουργούν αυξημένο ρεύμα της τρίτης αρμονικής της τάσης τροφοδοσίας. Τα αρμονικά ρεύματα που είναι πολλαπλάσια του τρίτου, αντί για αμοιβαία αντιστάθμιση, αθροίζονται μαθηματικά στον ουδέτερο αγωγό (ακόμη και με συμμετρική κατανομή φορτίου) και μπορούν να οδηγήσουν σε υπερφόρτωσή του ακόμη και χωρίς υπέρβαση της επιτρεπόμενης κατανάλωσης ισχύος κατά φάσεις. Ένα τέτοιο πρόβλημα υπάρχει, ειδικότερα, σε κτίρια γραφείων με μεγάλο αριθμό εξοπλισμού γραφείου που λειτουργεί ταυτόχρονα. Η λύση στο πρόβλημα της τρίτης αρμονικής είναι η χρήση ενός διορθωτή συντελεστή ισχύος (παθητικού ή ενεργού) ως μέρος του κυκλώματος των παραγόμενων τροφοδοτικών μεταγωγής. Οι απαιτήσεις του IEC 1000-3-2 περιορίζουν τις αρμονικές συνιστώσες του ρεύματος φορτίου για συσκευές με ισχύ 50 W ή μεγαλύτερη. Στη Ρωσία, ο αριθμός των αρμονικών στοιχείων του ρεύματος φορτίου τυποποιείται με τα πρότυπα GOST R 54149-2010, GOST 32144-2013 (από 1.07.2014), OST 45.188-2001.

Τρίγωνο

Ένα τρίγωνο είναι μια τέτοια σύνδεση όταν το τέλος της πρώτης φάσης συνδέεται με την αρχή της δεύτερης φάσης, το τέλος της δεύτερης φάσης στην αρχή της τρίτης και το τέλος της τρίτης φάσης συνδέεται με την αρχή της πρώτα.

Σχέση ρευμάτων και τάσεων γραμμής και φάσης

Για τη σύνδεση των περιελίξεων σε τρίγωνο, με συμμετρικό φορτίο, ισχύει η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων:

I L = 3 × I F ; U L = U F (\displaystyle I_(L)=(\sqrt (3))\times (I_(F));\qquad U_(L)=U_(F))

Τριφασική ισχύς ρεύματος

Για σύνδεση περιελίξεων σε δέλτα, με συμμετρικό φορτίο, ισχύς τριφασικό ρεύμαείναι ίσο με:

P = 3 UFIF cos φ = 3 ULIL 3 cos φ = 3 ULIL cos φ (\displaystyle P=3U_(F)I_(F)cos\varphi =3U_(L)(\frac (I_(L))(\sqrt (3)))cos\varphi =(\sqrt (3))U_(L)I_(L)cos\varphi )

Κοινά πρότυπα τάσης

Βαθμολόγηση

Οι αγωγοί που ανήκουν σε διαφορετικές φάσεις επισημαίνονται με διαφορετικά χρώματα. διαφορετικά χρώματασημειώστε επίσης τους ουδέτερους και τους προστατευτικούς αγωγούς. Αυτό γίνεται για να παρέχεται επαρκής προστασία από ζημιές. ηλεκτροπληξία, καθώς και για ευκολία συντήρησης, εγκατάστασης και επισκευής ηλεκτρικές εγκαταστάσειςΚαι ηλεκτρολογικός εξοπλισμός. Σε διαφορετικές χώρες, η σήμανση των αγωγών έχει τις δικές της διαφορές. Ωστόσο, πολλές χώρες ακολουθούν γενικές αρχές χρωματική κωδικοποίησηαγωγούς που ορίζονται στο πρότυπο της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής IEC 60445:2010.

Χρώματα φάσης

Κάθε φάση σε ένα τριφασικό σύστημα έχει το δικό της χρώμα. Διαφέρουν ανάλογα με τη χώρα. Χρησιμοποιούνται τα χρώματα του διεθνούς προτύπου IEC 60446 (IEC 60445).

Η χώρα	L1	L2	L3	Ουδέτερο / μηδέν	Γη / προστατευτική γη
Ρωσία, Ουκρανία, Καζακστάν (μέχρι το 2009), Κίνα	Κίτρινος	Πράσινος	το κόκκινο	Μπλε	Κίτρινο/Πράσινο (ριγέ)
Ευρωπαϊκή Ένωση και όλες οι χώρες που χρησιμοποιούν ευρωπαϊκό πρότυπο CENELEC από τον Απρίλιο του 2004 (IEC 60446), Χονγκ Κονγκ από τον Ιούλιο 2007, Σιγκαπούρη από τον Μάρτιο 2009, Ουκρανία, Καζακστάν από το 2009, Αργεντινή	καφέ	Το μαυρο	Γκρί	Μπλε	Κίτρινο/Πράσινο (ριγέ)
Ευρωπαϊκή Ένωση έως τον Απρίλιο του 2004	το κόκκινο	Κίτρινος	Μπλε	Το μαυρο	Κίτρινο/Πράσινο (ριγέ)
Ινδία, Πακιστάν, ΗΒ έως τον Απρίλιο του 2006, Χονγκ Κονγκ έως τον Απρίλιο του 2009, Νότια Αφρική, Μαλαισία, Σιγκαπούρη έως τον Φεβρουάριο του 2011	το κόκκινο	Κίτρινος	Μπλε	Το μαυρο	Κίτρινο/Πράσινο (ριγέ) (πράσινο σε εγκαταστάσεις πριν από το 1970)

Τάση φάσης και γραμμική, αστέρι και τρίγωνη σύνδεση. Σε συζητήσεις επαγγελματίες ηλεκτρολόγουςΜπορείτε να ακούσετε συχνά αυτές τις λέξεις. Αλλά ούτε και κάθε ηλεκτρολόγος γνωρίζει την ακριβή σημασία τους. Τι σημαίνουν λοιπόν αυτοί οι όροι; Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε.

Στην αυγή της ανάπτυξης της ηλεκτρικής μηχανικής, η ενέργεια των ηλεκτρικών γεννητριών και των μπαταριών μεταδόθηκε στους καταναλωτές μέσω δικτύων συνεχούς ρεύματος. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο κύριος απολογητής αυτής της ιδέας ήταν ο διάσημος εφευρέτης Τόμας Έντισον και οι μεγαλύτερες ενεργειακές εταιρείες εκείνη την εποχή, υπακούοντας στην εξουσία του «γίγαντα της μηχανικής», την εφάρμοσαν σιωπηρά.

Ωστόσο, όταν προέκυψε το ζήτημα της δημιουργίας ενός εκτεταμένου ηλεκτρικού δικτύου καταναλωτών, που θα τροφοδοτείται από μια γεννήτρια που βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση, η οποία απαιτούσε τη δημιουργία της πρώτης γραμμής μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, κέρδισε το έργο του τότε άγνωστου Σέρβου μετανάστη Νίκολα Τέσλα.

Άλλαξε ριζικά την ίδια την ιδέα του συστήματος τροφοδοσίας, χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια και ηλεκτρικές γραμμές εναλλασσόμενου ρεύματος αντί για σταθερή. που μείωσε σημαντικά τις απώλειες ενέργειας, την κατανάλωση υλικών και αύξησε την ενεργειακή απόδοση.

Αυτό το σύστημα χρησιμοποίησε έναν τριφασικό εναλλάκτη που δημιουργήθηκε από τον Tesla και η ενέργεια μεταφέρθηκε χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές τάσης που εφευρέθηκε από τον Ρώσο επιστήμονα P. N. Yablochkov.

Ένας άλλος Ρώσος μηχανικός, ο M.O. Dolivo-Dobrovolsky, ένα χρόνο αργότερα, όχι μόνο δημιούργησε ένα παρόμοιο σύστημα τροφοδοσίας στη Ρωσία, αλλά και το βελτίωσε σημαντικά.

Ο Tesla χρησιμοποίησε έξι καλώδια για την παραγωγή και τη μετάδοση ενέργειας, ο Dobrovolsky πρότεινε τη μείωση αυτού του αριθμού σε τέσσερα τροποποιώντας τη σύνδεση της γεννήτριας.

Ενώ πειραματιζόταν με τη δημιουργία μιας γεννήτριας, εφηύρε ταυτόχρονα έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα με ρότορα κλωβού σκίουρου, ο οποίος εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία.

Η έννοια της φάσης υπάρχει μόνο σε κυκλώματα ημιτονοειδούς εναλλασσόμενου ρεύματος. Μαθηματικά, ένα τέτοιο ρεύμα μπορεί να αναπαρασταθεί και να περιγραφεί από τις εξισώσεις ενός περιστρεφόμενου διανύσματος που είναι σταθερό στο ένα άκρο στην αρχή. Η αλλαγή στο μέγεθος της τάσης του κυκλώματος με την πάροδο του χρόνου θα είναι μια προβολή αυτού του διανύσματος στον άξονα συντεταγμένων.

Η τιμή αυτής της ποσότητας εξαρτάται από τη γωνία στην οποία βρίσκεται το διάνυσμα ως προς τον άξονα των συντεταγμένων. Αυστηρά μιλώντας, η γωνία του διανύσματος είναι η φάση.

Η τιμή της τάσης μετριέται σε σχέση με το δυναμικό της Γης, το οποίο είναι πάντα μηδέν. Επομένως, το καλώδιο στο οποίο υπάρχει τάση εναλλασσόμενου ρεύματος ονομάζεται φάση και το άλλο, γειωμένο, ονομάζεται μηδέν.

Η γωνία φάσης ενός μεμονωμένου διανύσματος δεν αντιπροσωπεύει ένα μεγάλο πρακτική αξία- στα ηλεκτρικά δίκτυα, κάνει μια πλήρη περιστροφή 360 ° σε 1/50 του δευτερολέπτου. Οπου μεγαλύτερη εφαρμογήέχει σχετική γωνία μεταξύ των δύο διανυσμάτων.

Σε κυκλώματα με τα λεγόμενα αντιδραστικά στοιχεία: πηνία, πυκνωτές, σχηματίζεται μεταξύ των διανυσμάτων των τιμών τάσης και ρεύματος. Μια τέτοια γωνία ονομάζεται μετατόπιση φάσης.

Εάν οι τιμές των αντιδρώντων φορτίων δεν αλλάξουν στο χρόνο, τότε η μετατόπιση φάσης μεταξύ ρεύματος και τάσης θα είναι σταθερή. Και με τη βοήθειά του, μπορείτε να αναλύσετε και να υπολογίσετε ηλεκτρικά κυκλώματα.

Τον 19ο αιώνα, όταν δεν υπήρχε ακόμη επιστημονική θεωρία για τον ηλεκτρισμό και όλη η ανάπτυξη του νέου εξοπλισμού γινόταν πειραματικά, οι πειραματιστές παρατήρησαν ότι ένα πηνίο σύρματος που περιστρέφεται σε σταθερό μαγνητικό πεδίο δημιουργεί μια ηλεκτρική τάση στα άκρα του.

Στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι αλλάζει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο. Εάν τυλίγετε ένα πηνίο πολλών στροφών, η τάση θα αυξηθεί αναλογικά. Κάπως έτσι εμφανίστηκαν οι πρώτες ηλεκτρικές γεννήτριες, οι οποίες μπορούσαν να παρέχουν στους καταναλωτές ηλεκτρική ενέργεια.

Ο Tesla στη γεννήτρια, που αναπτύχθηκε για τον τότε μεγαλύτερο στις Ηνωμένες Πολιτείες, τον υδροηλεκτρικό σταθμό του Νιαγάρα, για πιο αποτελεσματική χρήση του μαγνητικού πεδίου, τοποθέτησε σε αυτό όχι ένα πηνίο, αλλά τρία.

Για μια περιστροφή του ρότορα, το μαγνητικό πεδίο του στάτορα διέσχιζε τρία πηνία ταυτόχρονα, λόγω των οποίων η έξοδος της γεννήτριας αυξήθηκε κατά τη ρίζα τρεις φορές και ήταν δυνατό να τροφοδοτηθούν τρεις διαφορετικοί καταναλωτές από αυτήν ταυτόχρονα χρόνος.

Ενώ πειραματίζονταν με τέτοιες γεννήτριες, οι πρώτοι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί παρατήρησαν ότι οι τάσεις στις περιελίξεις δεν άλλαζαν ταυτόχρονα. Όταν, για παράδειγμα, σε ένα από αυτά φτάσει σε ένα θετικό μέγιστο, στα άλλα δύο θα είναι ίσο με το μισό του αρνητικού ελάχιστου, και έτσι περιοδικά για κάθε περιέλιξη, και για τη μαθηματική περιγραφή ενός τέτοιου συστήματος, ένα σύστημα τριών Χρειαζόταν ήδη περιστρεφόμενα διανύσματα με σχετική γωνία μεταξύ τους 120°.

Αργότερα αποδείχθηκε ότι εάν τα φορτία στα κυκλώματα περιέλιξης ήταν πολύ διαφορετικά μεταξύ τους, αυτό επιδείνωσε σημαντικά τη λειτουργία της ίδιας της γεννήτριας. Αποδείχθηκε ότι σε μεγάλα διακλαδισμένα δίκτυα είναι πιο κερδοφόρο να μην σύρετε τρεις διαφορετικές γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές, αλλά να τους φέρετε μια τριφασική γραμμή ρεύματος και ήδη στο τέλος της για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη κατανομή φορτίων σε κάθε φάση .

Ήταν αυτό το σχήμα που πρότεινε ο Dolivo-Dobrovolsky, όταν μία έξοδος από καθεμία από τις τρεις περιελίξεις της γεννήτριας συνδέεται και γειώνεται, ως αποτέλεσμα του οποίου το δυναμικό τους γίνεται το ίδιο και ίσο με μηδέν, και ηλεκτρικές τάσειςαφαιρείται από τους άλλους τρεις ακροδέκτες των περιελίξεων.

Αυτό το σχήμα ονομάστηκε "σύνδεση αστεριών". Εξακολουθεί να είναι το κύριο σχήμα για την οργάνωση τριφασικών ηλεκτρικών δικτύων.

Ας καταλάβουμε τι είναι η τάση φάσης

Για τη δημιουργία τέτοιων δικτύων, απαιτείται η διεξαγωγή μιας γραμμής ισχύος από τη γεννήτρια στους καταναλωτές, που αποτελείται από τρία καλώδια φάσης και ένα μηδέν. Φυσικά, σε πραγματικά δίκτυα, οι μετασχηματιστές step-up και step-down συνδέονται επίσης και στα δύο άκρα των γραμμών για τη μείωση των απωλειών στα καλώδια, αλλά αυτό δεν αλλάζει την πραγματική εικόνα του δικτύου.

Το ουδέτερο καλώδιο χρειάζεται για να καθορίσει το δυναμικό της κοινής εξόδου της γεννήτριας που θα μεταφερθεί στον καταναλωτή, επειδή σε σχέση με αυτό δημιουργείται τάση σε κάθε καλώδιο φάσης.

Έτσι, η τάση φάσης σχηματίζεται και μετράται σε σχέση με το κοινό σημείο σύνδεσης των περιελίξεων - το ουδέτερο καλώδιο. Σε ένα καλά ισορροπημένο τριφασικό δίκτυο, το ελάχιστο ρεύμα διαρρέει το ουδέτερο καλώδιο.

Στην έξοδο μιας τριφασικής γραμμής ρεύματος, υπάρχουν τρία καλώδια φάσης: L1, L2, L3 και ένα μηδέν - N. Σύμφωνα με τα υπάρχοντα ευρωπαϊκά πρότυπα, θα πρέπει να έχουν χρωματική κωδικοποίηση:

• L1 - καφέ;
• L2 - μαύρο;
• L3 - γκρι?
• N - μπλε;
• Κιτρινοπράσινο για προστατευτική γη.

Τέτοιες γραμμές απευθύνονται σε μεγάλους σοβαρούς καταναλωτές: επιχειρήσεις, αστικές μικροπεριοχές κ.λπ. Αλλά οι τελικοί καταναλωτές χαμηλής κατανάλωσης, κατά κανόνα, δεν χρειάζονται τρεις πηγές τάσης, επομένως συνδέονται σε μονοφασικά δίκτυα, όπου υπάρχει μόνο μία φάση και ένα ουδέτερο καλώδιο.

Η ομοιόμορφη κατανομή των φορτίων σε κάθε μία από τις τρεις μονοφασικές γραμμές διασφαλίζει την ισορροπία των φάσεων σε ένα τριφασικό σύστημα τροφοδοσίας.

Έτσι, για την οργάνωση μονοφασικών δικτύων, χρησιμοποιείται η τάση ενός από τα καλώδια φάσης σε σχέση με το μηδέν. Αυτή η τάση ονομάζεται τάση φάσης.

Σύμφωνα με το πρότυπο που υιοθετείται στις περισσότερες χώρες για τους τελικούς καταναλωτές, θα πρέπει να είναι 220 V. Σχεδόν όλος ο οικιακός ηλεκτρικός εξοπλισμός υπολογίζεται και παράγεται για αυτό. Στις ΗΠΑ και σε ορισμένες χώρες Λατινική Αμερικήγια μονοφασικά δίκτυα, η τυπική τάση είναι 127 V και σε ορισμένα σημεία ακόμη και 110 V.

Τι είναι η τάση γραμμής

Πλεονεκτήματα μονοφασικό δίκτυοστο ότι ένα από τα σύρματα έχει δυναμικό κοντά στο δυναμικό της Γης.

Αυτό, πρώτον, βοηθά στη διασφάλιση της ηλεκτρικής ασφάλειας του εξοπλισμού, όταν ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας είναι μόνο ένα καλώδιο φάσης.

Δεύτερον, ένα τέτοιο σχήμα είναι βολικό για την καλωδίωση δικτύων, τον υπολογισμό και την κατανόηση της εργασίας τους και τη λήψη μετρήσεων. Έτσι, για να βρείτε σύρμα φάσηςκανένα ιδιαίτερο όργανα μέτρησης, αρκεί να έχετε ένα κατσαβίδι δείκτη.

Αλλά από τα τριφασικά δίκτυα, μπορείτε να πάρετε μια ακόμη τάση εάν συνδέσετε ένα φορτίο μεταξύ δύο καλωδίων φάσης. Θα είναι υψηλότερη σε τιμή από την τάση φάσης, επειδή θα είναι μια προβολή στον άξονα συντεταγμένων όχι ενός διανύσματος, αλλά δύο, που βρίσκονται σε γωνία 120 ° μεταξύ τους.

Αυτό το "παράρτημα" θα δώσει μια αύξηση περίπου 73%, ή √3–1. Σύμφωνα με το υπάρχον πρότυπο, η τάση γραμμής σε ένα τριφασικό δίκτυο πρέπει να είναι 380 V.

Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των τάσεων

Εάν συνδεθεί ένα κατάλληλο φορτίο σε ένα τέτοιο δίκτυο, για παράδειγμα, ένας τριφασικός ηλεκτροκινητήρας, θα παρέχει μηχανική ισχύ πολύ μεγαλύτερη από έναν μονοφασικό ίδιου μεγέθους και βάρους. Αλλά μπορείτε να συνδέσετε ένα τριφασικό φορτίο με δύο τρόπους. Ένα, όπως ήδη αναφέρθηκε - "αστέρι".

Εάν τα αρχικά συμπεράσματα και των τριών περιελίξεων μιας γεννήτριας ή ενός γραμμικού μετασχηματιστή δεν συνδέονται μεταξύ τους, αλλά καθένα από αυτά συνδέεται με το τελικό συμπέρασμα του επόμενου, δημιουργώντας μια αλυσίδα σειράς από τις περιελίξεις, μια τέτοια σύνδεση ονομάζεται " τρίγωνο".

Η ιδιαιτερότητά του είναι η απουσία ουδέτερου καλωδίου και για να συνδεθείτε σε τέτοια δίκτυα, χρειάζεστε κατάλληλο τριφασικό εξοπλισμό, στον οποίο τα φορτία συνδέονται επίσης με ένα "τρίγωνο".

Με αυτή τη σύνδεση, μόνο τάσεις γραμμής 380 V ενεργούν στο φορτίο. Ένα παράδειγμα: ένας ηλεκτροκινητήρας που περιλαμβάνεται στο τριφασικό δίκτυοσύμφωνα με το σχήμα "αστέρι", με ρεύμα στις περιελίξεις 3,3 A, θα αναπτύξει ισχύ 2190 watt.

Ο ίδιος κινητήρας, ενεργοποιημένος από ένα "τρίγωνο", θα είναι τρεις φορές πιο ισχυρός στη ρίζα - 5570 W αυξάνοντας το ρεύμα στα 10 A.

Αποδεικνύεται ότι, έχοντας ένα τριφασικό δίκτυο και τον ίδιο ηλεκτρικό κινητήρα, μπορούμε να έχουμε σημαντικά μεγαλύτερο κέρδος ισχύος από τη χρήση μονοφασικών, και απλώς αλλάζοντας το σχήμα σύνδεσης, θα τριπλασιάσουμε την ισχύ εξόδου του κινητήρα. Είναι αλήθεια ότι οι περιελίξεις του πρέπει επίσης να είναι σχεδιασμένες για αυξημένο ρεύμα.

Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο τύπων τάσεων στα δίκτυα AC, όπως διαπιστώσαμε, είναι το μέγεθος της τάσης γραμμής, η οποία είναι 3 φορές μεγαλύτερη από την τάση φάσης. Το μέγεθος της τάσης φάσης λαμβάνεται ως η απόλυτη τιμή της διαφοράς δυναμικού μεταξύ του καλωδίου φάσης και της Γης. Η γραμμική τάση είναι η σχετική τιμή της διαφοράς δυναμικού μεταξύ δύο καλωδίων φάσης.

Λοιπόν, στο τέλος του άρθρου υπάρχουν δύο βίντεο σχετικά με τη σύνδεση με ένα αστέρι και ένα τρίγωνο, για όσους θέλουν να καταλάβουν με περισσότερες λεπτομέρειες.

Ηλεκτρικό δίκτυο - ένα σύνολο ηλεκτρικών εγκαταστάσεων για τη μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας, που αποτελείται από υποσταθμούς, διακόπτες, αγωγοί, αέρας και καλωδιακές γραμμέςγραμμές μεταφοράς που λειτουργούν σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ένας άλλος ορισμός είναι δυνατός: ένα σύνολο υποσταθμών και διακοπτών και ηλεκτρικών γραμμών που τα συνδέουν, που βρίσκονται στην επικράτεια μιας περιοχής, οικισμού, καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής της Ρωσίας είναι ενωμένοι στο ομοσπονδιακό ενεργειακό σύστημα, το οποίο είναι πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για όλους τους καταναλωτές. Η μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται με τη χρήση εναέριες γραμμέςηλεκτροφόρα καλώδια που διασχίζουν ολόκληρη τη χώρα. Για να μειωθούν οι απώλειες κατά τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, ένα πολύ υψηλής τάσης- δεκάδες και (συχνότερα) εκατοντάδες κιλοβολτ.

Λόγω της οικονομικής του αποδοτικότητας, κατά τη μετάδοση ενέργειας, χρησιμοποιείται από τον Ρώσο μηχανικό M.O. Το Dolivo-Dobrovolsky είναι ένα τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος στο οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μεταδίδεται χρησιμοποιώντας τέσσερα καλώδια. Τρία από αυτά τα καλώδια ονομάζονται γραμμή ή φάση και το τέταρτο - ουδέτερο σύρμαή απλώς ουδέτερο.

Σχεδιασμένο για χαμηλότερες τάσεις από την τάση στο σύστημα ισχύος. Η μείωση της τάσης πραγματοποιείται σε δύο στάδια. Πρώτον, σε έναν υποσταθμό υποβάθμισης, ο οποίος αποτελεί μέρος του συστήματος ισχύος, η τάση μειώνεται στα 6-10 kV (kilovolt). Πραγματοποιείται περαιτέρω μείωση της τάσης. Οι γνωστοί τυποποιημένοι «θάλαμοι μετασχηματιστών» τους είναι διάσπαρτοι σε πλήθος επιχειρήσεων και κατοικημένων περιοχών. Μετά τον υποσταθμό του μετασχηματιστή, η τάση πέφτει στα 220-380 V.

Η τάση μεταξύ των καλωδίων γραμμής ενός τριφασικού συστήματος AC ονομάζεται τάση γραμμής. Η ονομαστική τάση στη Ρωσία είναι 380 V (volt). Η τάση μεταξύ του ουδέτερου και οποιουδήποτε από τα καλώδια γραμμής ονομάζεται φάση. Είναι μια ρίζα τρεις φορές μικρότερη από τη γραμμική. Η ονομαστική του αξία στη Ρωσία είναι 220 V.

Η πηγή ρεύματος για το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι τριφασικοί εναλλάκτες που είναι εγκατεστημένοι σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Κάθε μία από τις περιελίξεις της γεννήτριας προκαλεί μια τάση γραμμής. Οι περιελίξεις είναι συμμετρικά διατεταγμένες γύρω από την περιφέρεια της γεννήτριας. Κατά συνέπεια, οι γραμμικές τάσεις μετατοπίζονται μεταξύ τους σε φάση. Αυτή η μετατόπιση φάσης είναι σταθερή και ίση με 120 μοίρες.

Τριφασικό σύστημα AC

Μετά τον υποσταθμό μετασχηματιστή, η τάση μέσω ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣή (σε επιχειρήσεις) τα σημεία διανομής πηγαίνουν στους καταναλωτές.

Ορισμένοι καταναλωτές (ηλεκτρικοί κινητήρες, βιομηχανικός εξοπλισμός, υπολογιστές mainframe και ισχυρός εξοπλισμός επικοινωνίας) έχουν σχεδιαστεί για άμεση σύνδεση σε ένα τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο. Σε αυτά συνδέονται τέσσερα καλώδια (χωρίς να υπολογίζεται η προστατευτική γείωση).

Οι καταναλωτές χαμηλής κατανάλωσης (προσωπικοί υπολογιστές, οικιακές συσκευές, εξοπλισμός γραφείου κ.λπ.) έχουν σχεδιαστεί για μονοφασικό ηλεκτρικό δίκτυο. Σε αυτά συνδέονται δύο καλώδια (χωρίς να υπολογίζεται η προστατευτική γείωση). Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, ένα από αυτά τα καλώδια είναι γραμμικό και το άλλο είναι ουδέτερο. Η τάση μεταξύ τους σύμφωνα με το πρότυπο είναι 220 V.

Οι παραπάνω τιμές πραγματικής τάσης δεν εξαντλούν πλήρως τις παραμέτρους του ηλεκτρικού δικτύου. Η μεταβλητή χαρακτηρίζεται επίσης από συχνότητα. Η ονομαστική τυπική τιμή συχνότητας στη Ρωσία είναι 50 Hz (Hertz).

Οι πραγματικές τιμές της τάσης και της συχνότητας του ηλεκτρικού δικτύου, φυσικά, μπορεί να διαφέρουν από τις ονομαστικές τιμές.

Νέοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας συνδέονται συνεχώς στο δίκτυο (αυξάνεται το ρεύμα ή το φορτίο στο δίκτυο) ή κάποιοι καταναλωτές αποσυνδέονται (με αποτέλεσμα να μειώνεται το ρεύμα ή το φορτίο του δικτύου). Όταν το φορτίο αυξάνεται, η τάση στο δίκτυο πέφτει και όταν το φορτίο μειώνεται, η τάση στο δίκτυο αυξάνεται.

Για να μειωθεί η επίδραση των αλλαγών του φορτίου στην τάση, υπάρχει αυτόματο στους υποσταθμούς υποβάθμισης. Είναι σχεδιασμένο να διατηρεί σταθερή (εντός ορισμένων ορίων και με συγκεκριμένη ακρίβεια) τάση όταν αλλάζει το φορτίο στο δίκτυο. Η ρύθμιση πραγματοποιείται με εναλλαγή των περιελίξεων ισχυρών μετασχηματιστών υποβάθμισης.

Καθορίζεται από τη συχνότητα περιστροφής των γεννητριών σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Με την αύξηση του φορτίου, η συχνότητα τείνει να μειώνεται ελαφρώς, το σύστημα ελέγχου της μονάδας παραγωγής ενέργειας αυξάνει τη ροή του ρευστού εργασίας μέσω του στροβίλου και η ταχύτητα της γεννήτριας αποκαθίσταται.

Φυσικά κανένα σύστημα ελέγχου (τάση ή συχνότητα) δεν μπορεί να λειτουργήσει τέλεια και σε κάθε περίπτωση ο χρήστης του ηλεκτρικού δικτύου πρέπει να συμβιβαστεί με κάποιες αποκλίσεις στα χαρακτηριστικά του δικτύου από τις ονομαστικές τιμές.

Στη Ρωσία, οι απαιτήσεις για την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας είναι τυποποιημένες. Το GOST 23875-88 δίνει ορισμούς και το GOST 13109-87 ορίζει τις τιμές αυτών των δεικτών. Αυτό το πρότυπο καθορίζει τις τιμές των δεικτών στα σημεία σύνδεσης των καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας. Για τον χρήστη, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να απαιτήσει από την εταιρεία παροχής ενέργειας καθιερωμένους κανόνεςπαρατηρείται όχι κάπου στο σύστημα ισχύος, αλλά απευθείας στην πρίζα του.

Οι πιο σημαντικοί δείκτες ποιότητας ισχύος είναι η απόκλιση τάσης από την ονομαστική τιμή, ο συντελεστής μη ημιτονικότητας τάσης, η απόκλιση συχνότητας από 50 Hz.

Σύμφωνα με το πρότυπο, για τουλάχιστον το 95% του χρόνου κάθε ημέρας, η τάση φάσης πρέπει να είναι στην περιοχή 209-231 V (5% απόκλιση), η συχνότητα πρέπει να είναι στην περιοχή 49,8-50,2 Hz και ο συντελεστής μη ημιτονικότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 5%.

Το υπόλοιπο 5 τοις εκατό ή λιγότερο του χρόνου κάθε μέρα, η τάση μπορεί να κυμαίνεται από 198 έως 242 V (απόκλιση 10%), η συχνότητα από 49,6 έως 50,4 Hz και ο συντελεστής μη ημιτονικότητας δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 10%. Επιτρέπονται επίσης ισχυρότερες αλλαγές συχνότητας: από 49,5 Hz έως 51 Hz, αλλά η συνολική διάρκεια τέτοιων αλλαγών δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 90 ώρες ετησίως.

Οι βλάβες τροφοδοσίας είναι καταστάσεις κατά τις οποίες οι δείκτες ποιότητας ισχύος υπερβαίνουν τα καθορισμένα όρια για μικρό χρονικό διάστημα. Η συχνότητα μπορεί να αποκλίνει κατά 5 Hz από την ονομαστική τιμή. Η τάση μπορεί να πέσει στο μηδέν. Στο μέλλον, οι δείκτες ποιότητας θα πρέπει να αποκατασταθούν.

Πηγές A.A. Lopukhin αδιάκοπη παροχή ενέργειαςκανένα μυστικό