Нарушаване на фазите в трифазна мрежа - какво е опасно и кога възниква?

  • Отопление

Най-често срещаният проблем, който генерира много разрушителни последствия, е фазовият дисбаланс в трифазна мрежа (до 1.0 kV) с мъртва заземена неутрална мрежа. При определени условия това явление може да повреди електрическите уреди и да застраши живота. Предвид спешността на проблема, ще бъде полезно да се разбере каква е асиметрията на течения и напрежения, както и причините за неговото възникване. Това ще ви позволи да изберете най-оптималната стратегия за защита.

Какво представлява фазовото несъответствие?

Този термин се използва, за да опише състоянието на мрежата, в която се получават нееднородни натоварвания между фазите, което води до кос. Ако направите векторна диаграма на идеална трифазна мрежа, тя ще изглежда като тази, показана на фигурата по-долу.

Диаграма на напрежението в идеални трифазни мрежи

Както може да се види от фигурата, в този случай двете линейни напрежения (AB = BC = CA = 380.0 V) и фазовите напрежения (AN = BN = CN = 220.0 V) са равни. За съжаление на практика постигането на такова идеално равенство е нереалистично. Това означава, че напрежението на мрежата, като правило, съвпадат, докато във фазата има разлики. В някои случаи те могат да надвишават допустимата граница, което ще доведе до извънредна ситуация.

Пример за модел на стрес, когато се получи изкривяване

Допустими стойности на кос

Тъй като в трифазните мрежи е невъзможно да се предотвратят и напълно да се премахнат изкривяванията, съществуват норми на асиметрия, в които се установяват отклонения. На първо място, това е GOST 13109 97, по-долу е отрязък от него (клауза 5.5), за да се избегнат несъответствията в документа.

Норми за асиметрия на напрежението GOST 13109-97

Тъй като основната причина за фазовия дисбаланс е пряко свързана с неправилното разпределение на товарите, съществуват норми за тяхното съотношение, предписани в SP 31 110. Отрязането от този набор от правила се посочва и в оригинала.

Изрежете от съвместно предприятие 31-110 (клауза 9.5)

Тук е необходима обяснителна терминология. За описване на асиметрията се използват три компонента: директни, нулеви и обратни последователности. Първият се счита за основен, той определя номиналното напрежение. Последните две могат да се разглеждат като смущения, които водят до формирането в товарните вериги на съответния ЕМП, които не участват в полезна работа.

Причини за фазов дисбаланс в трифазна мрежа

Както бе споменато по-горе, това състояние на електрическата мрежа най-често е причинено от неравномерно свързване на товара с фазите и нулева счупване. Най-често това се проявява в мрежи до 1 kV, което се свързва с особеностите на разпределението на електроенергията между еднофазни електрически приемници.

Намотките на трифазните силови трансформатори са свързани с "звезда". От кръстовището на намотките се изпуска четвърта жица, наречена нула или неутрална. Ако се получи прекъсване на неутралния проводник, в мрежата възниква асиметрия на напрежението, а косът ще зависи пряко от текущото натоварване. Пример за такава ситуация е даден по-долу. В този случай RN това са съпротиви при натоварване със същата стойност.

Фазово изместване, причинено от неутрално прекъсване

В този пример напрежението върху товара, свързано с фаза А, ще надвиши нормата и ще има тенденция към линейна, а във фаза С ще падне под допустимата граница. Натоварването, надвишаващо установената норма, може да доведе до такава ситуация. В този случай напрежението в недостатъчно заредените фази ще се увеличи, а при претоварените ще падне.

Мрежата също така води до дисбаланс на напрежението в режим на непълна фаза, когато фазов проводник е късат на земята. При извънредни ситуации е позволено да се използва мрежата в такъв режим, за да се осигури електричество на потребителите.

Въз основа на гореизложеното можем да посочим три основни причини за фазовия дисбаланс:

  1. Неравномерно натоварване по линиите на трифазна мрежа.
  2. При прекъсване на неутрал.
  3. Когато късото съединение на една от фазовите проводници към земята.

Асиметрия в мрежи с високо напрежение

Оборудването, свързано с него, понякога може да предизвика подобно състояние в мрежата 6.0-10.0 kV, като типичен пример можем да дадем на дъгообразна пещ за топене. Въпреки факта, че не се отнася за еднофазно оборудване, контролът на тока на дъгата в него се извършва на фази. В процеса на топене асиметричен късо съединение също може да се случи. Като се има предвид, че има инсталации за топене на дъга, задвижвани от 330.0 kV, може да се каже, че в тези мрежи е възможно фазово изкривяване.

В мрежите с високо напрежение фазовият дисбаланс може да бъде причинен от характеристиките на линиите за пренос на енергия, а именно, различното съпротивление във фазите. За да се коригира ситуацията, фазовите линии се транспонират, за тази цел са инсталирани специални опори. Тези скъпи съоръжения не са много издръжливи. Такива опори не са особено готови да се инсталират, предпочитайки да жертват качеството на електроенергията, отколкото надеждността на електропроводите.

Опасност и последици

Смята се, че най-значимите последствия от асиметрията са свързани с ниско качество на електроенергията. Това със сигурност е вярно, но не трябва да забравяме и други негативни въздействия. Те включват формирането на изравняващи токове, което води до увеличаване на консумацията на електрическа енергия. В случай на трифазен автономен електрически генератор това също води до увеличаване на потреблението на дизел или бензин.

При еднообразна връзка за натоварване, геометричната сума от токовете, преминаващи през нея, ще бъде близо до нула. При възникване на отклонение, увеличаването на тока на удара и компенсирането на напрежението. Увеличаването на първия води до увеличаване на загубите, второто - до нестабилното функциониране на домакинските уреди или друго оборудване, работата на защитните устройства, бързото влошаване на електрическата изолация и др.

Ние изброяваме какви последици могат да се очакват, когато има пристрастие:

  1. Отклонение на фазовото напрежение. В зависимост от разпределението на товарите са възможни две опции:
  • Напрежение над номиналното. В този случай повечето електрически уреди, оставени в електрическата мрежа, ще се провалят. При задействане резултатът ще бъде по-малко трагичен.
  • Напрежението пада под нормалното. Натоварването на електродвигателите се увеличава, мощността на електрическите машини спада, стартиращите течения растат. В електрониката има неизправности, устройствата могат да се изключат и да не се включват, докато косът не бъде преодолян.
  1. Повишено оборудване за потребление на електроенергия.
  2. Неправилното функциониране на електрическото оборудване води до намаляване на експлоатационния живот.
  3. Намалена технология на ресурсите.

Не трябва да се забравя, че изкривяването може да бъде животозастрашаващо. Ако номиналното напрежение е превишено, вероятността за късо съединение в окабеляването не е голяма, ако не е стара и кабелът е избран правилно. По-опасен в този случай, електрически уреди, свързани към мрежата. При възникване на дисбаланс може да възникне късо съединение на кутията или на електрическо устройство.

Трифазна защита срещу дисбаланс

Най-простият, но въпреки това ефективен начин да се сведат до минимум отрицателните последици от описаното по-горе отклонение е да се инсталира реле за фазово управление. Появата на такова устройство и пример за неговата връзка (в този случай след трифазен метър) може да се намери по-долу.

Реле за фазово управление (А) и пример за връзката му (В)

Тази трифазна автоматична машина може да има следните функции:

  1. За контрол на амплитудата на електрически ток. Ако параметърът е извън зададените граници, товарът се изключва от захранването. Като правило обхватът на реакцията на устройството може да бъде конфигуриран в съответствие с характеристиките на мрежата. Тази опция е налице за всички устройства от този тип.
  2. Проверете последователността на фазите на свързване. Ако редуването на грешното захранване е изключено. Този тип контрол може да е важен за определено оборудване. Например, при свързването на трифазни асинхронни електрически машини, това определя коя посока ще се върти.
  3. Проверете счупването на отделни фази, когато се установи такова натоварване, то е прекъснато от мрежата.
  4. Функцията наблюдава състоянието на мрежата веднага щом има пристрастия, тя се задейства.

Във връзка с релето за фазово управление могат да се използват трифазни стабилизатори на напрежение, като с тяхна помощ е възможно да се подобри качеството на електроенергията. Но тази опция не е много ефективна, тъй като такива устройства сами по себе си могат да причинят нарушение на симетрията, в допълнение към това, загубите се появяват върху стабилизаторите.

Най-добрият начин за балансиране на фазите е използването на специален трансформатор за тази цел. Тази опция за фазово изравняване може да даде резултати както при неправилно разпределение на еднофазни натоварвания на автономен трифазен електрически генератор, така и в по-сериозен мащаб.

Еднофазна защита

В този случай не е възможно да се повлияе на външните прояви на захранващата система, например, ако фазите са претоварени, потребителите на електроенергия не могат да коригират ситуацията. Всичко, което може да се направи, е да се защити електрическото оборудване чрез инсталиране на реле за напрежение и еднофазен стабилизатор.

Има смисъл да се инсталира общо стабилизиращо устройство за целия апартамент или къща. В този случай е необходимо да се изчисли максималното натоварване, след това да се добави марж от 15-20%. Това е марж за бъдещето, тъй като с течение на времето количеството на електрическото оборудване може да се увеличи.

Не е необходимо да свързвате цялото оборудване към мрежовия стабилизатор, а някои видове устройства (например електрически пещи или котли) могат да бъдат свързани директно към релето за напрежение (чрез AV). Това ще спести, тъй като по-малко устройства с електроенергия са по-евтини.

Линейни и фазови разлики

Трифазната верига за захранване на сгради и индустриални обекти е популярна в Руската федерация, тъй като има предимствата на икономическата ефективност (от гледна точка на използването на материали) и способността за прехвърляне на по-голямо количество електроенергия от веригата за еднофазно захранване.

Трифазната връзка позволява включването на генератори и електрически мотори с висока мощност, както и възможността за работа с различни параметри на напрежението, това зависи от вида на превключването на товара в електрическата верига. За да работите в трифазна мрежа, е необходимо да разберете съотношението на нейните елементи.

Трифазни мрежови елементи

Основните елементи на трифазната мрежа са генератор, електропроводна линия, товар (потребител). За да разгледаме въпроса за това какво е линейно и фазово напрежение във верига, нека да определим каква фаза е.

Една фаза е електрическа верига в многофазна електрическа верига. Началото на фазата е клип или край на проводника на електричеството, през който влиза електрически ток. Експертите винаги се различават в броя на фазите на електрическата верига: еднофазни, двуфазни, трифазни и многофазни.

Видове електрически вериги, тяхната класификация:

Най-често използваното трифазно включване на обекти, което има значително предимство както пред многофазни схеми, така и пред еднофазна схема. Разликите са както следва:

  • по-ниски разходи за транспортиране на електрическа енергия;
  • възможността за създаване на ЕМП за работа с асинхронни двигатели е работата на асансьори във високи сгради, оборудване в офиса и в производството;
  • Този тип свързване позволява да се използват едновременно линейно и фазово напрежение.

Какво е фазово и мрежово напрежение?

Фазовите и линейни напрежения в трифазните вериги са важни за манипулирането на електрически табла, както и за работата на оборудване, захранвано от 380 волта, а именно:

  1. Какво е фазово напрежение? Това напрежение, което се определя между началото на фазата и нейния край, на практика се определя между неутралната жица и фазата.
  2. Напрежението на линията се измерва между две фази, между терминалите на различни фази.

На практика фазовото напрежение е 60% различно от линейното, с други думи параметрите на линейното напрежение са 1,73 пъти фазовото напрежение. Трифазните вериги могат да имат линейно напрежение от 380 волта, което дава възможност за получаване на фазово напрежение от 220 V.

Разпределение на фазовото и линейно напрежение в жилищата:

Каква е разликата?

За обществото терминът "междуфазово напрежение" се среща в многофамилни, високи сгради, когато се предвиждат първите етажи за офис площи, както и в търговски центрове, когато сградите са свързани с няколко трифазни захранващи кабели, които осигуряват 380 волта. Този тип домашна връзка осигурява работата на асинхронни повдигачи, работата на ескалатор, промишлено хладилно оборудване.

На практика правенето на трифазната електрическа верига е съвсем проста, като се има предвид, че фазата и нулата отиват в апартамента и всичките три фази + неутрални към офис пространството.

Схема на свързване на апартамента от трифазната схема:

Сложността на схемите за линейна връзка се състои в трудността при определяне на процеса на инсталиране на проводника, което може да доведе до повреда на оборудването. Веригата се различава основно между фазово и линейно свързване, връзки на намотката за натоварване и източника на захранване.

Електрически схеми

Има две схеми за свързване на източници на напрежение (генератори) към мрежата:

Когато се свързва звезда, началото на генераторите е свързано в една точка. Това не дава възможност за увеличаване на властта. А връзката под схемата "делта" е, когато намотките са свързани в серия, а именно, началото на намотаването на една фаза е свързано с края на намотката на другата. Това дава възможност за увеличаване на напрежението три пъти.

Схеми на свързване "звезда", "триъгълник":

За по-добро разбиране на електрическите схеми, специалистите определят кои фази и линейни токове са:

  • линеен ток е ток, който протича в подводницата, свързваща източника на електрическа енергия и приемника (натоварване);

Линейни и фазови токове:

Линейните и фазовите токове са важни, когато има небалансирано натоварване на източника (генератора), което често се среща в процеса на свързване на обекти към захранването. Всички параметри, свързани с линията, са линейни напрежения и токове, а във фаза са параметрите на фазовите стойности.

От връзката звезда става ясно, че линейните токове имат същите параметри като фазовите токове. Когато системата е симетрична, няма нужда от неутрален проводник, на практика поддържа симетрията на източника, когато товарът е асиметричен.

Поради асиметрията на свързаното натоварване (и на практика това се случва със включването на осветителни устройства във веригата) е необходимо да се осигури независимо функциониране на трите фази на веригата, което може да се направи в трипроводната линия, когато фазите на приемника са свързани в триъгълник.

Експертите обръщат внимание на факта, че когато линейното напрежение намалява, параметрите на промяната на фазовото напрежение. Знаейки стойността на междуфазовото напрежение, лесно можете да определите големината на фазовото напрежение.

Как да направите изчисление на линейно напрежение?

Специалисти за изчисляване на параметрите на линейно напрежение, използвайки формулата на Kirchhoff:

Когато се извършва разклонена система за подаване на обект с електрическа енергия, понякога има нужда да се изчисли напрежението между два проводника "нула" и "фаза": IF = IL, което означава, че фазовите и линейни параметри са равни. Съотношението между фазовите проводници и линейното може да се намери с помощта на формулата:

Намереният елемент на съотношенията на напреженията и оценката на системата за захранване от специалисти се извършва с линейни параметри, когато тяхната стойност е известна. В четирите проводни системи се извършва маркировка 380/220 волта.

заключение

Използвайки възможностите на трифазна схема (четирипроводна верига), можете да направите различни връзки, което позволява широкото й използване. Експертите смятат, че трифазното напрежение ще бъде свързано като универсална опция, тъй като позволява свързването на товар с висока мощност, жилищни помещения и офис сгради.

В жилищните сгради основните потребители са домакински уреди, предназначени за мрежа от 220 V, поради което е важно да се направи равномерно разпределение на натоварването между фазите на веригата, което се постига чрез включване на апартаментите в мрежата според принципа на шаха. Разпределението на натоварването на частните къщи се различава, като в тях се извършва според стойностите на натоварването на всяка фаза на цялото домакинско оборудване, токове в проводници, преминаващи през периода на максимално включване на устройствата.

Какво е линейно и фазово напрежение, какво е тяхното съотношение?

AC напрежение и неговите величини

Напрежението се отличава от характера на тока: AC и DC. Променливата може да бъде от различни форми, основната точка е, че нейният знак и стойност се променят във времето. Постоянният знак винаги има една полярност и стойността може да бъде стабилизирана или нестабилизирана.

В нашите изходи напрежението е променливо синусоидално. Различават се различните му ценности, най-често се използват понятията за моментна, амплитудна и действаща. Както подсказва името, моментното напрежение е броят на волта в определен момент от времето. Амплитудата е люлеенето на синусоида спрямо нула във волта, ефективната е интегралът на напрежението функция във времето, връзката между тях е: действа √2 или 1,41 пъти по-малко от амплитудата. Ето как изглежда в диаграмата:

Трифазно напрежение

При трифазни схеми има два вида напрежение - линейни и фазови. За да разберете разликите си, трябва да погледнете векторната схема и графиката. По-долу можете да видите три вектора Ua, Ub, Uc - това са вектори на напрежение или фази. Ъгълът между тях е 120 °, понякога те казват 120 електрически градуса. Този ъгъл съответства на този в най-простите електрически машини между намотките (полюсите).

Ако отразяваме вектора Ub, така че неговият ъгъл на наклон се запазва, но началото и крайът се сменят, неговият знак ще се промени на обратното. Тогава задаваме началото на вектора -Ub до края на вектора Ua, разстоянието между началото на Ua и края на -Ub ще съответства на вектора на линейното напрежение Ul.

С прости думи виждаме, че величината на напрежението на линията е по-голяма от фазата. Нека анализираме графиката на напрежението в трифазна мрежа.

Червената вертикална линия показва напрежението на линията между фаза 1 и фаза 2, а жълтата линия показва фазата на фазовата амплитуда 2.

КРАТКА: Линейно напрежение се измерва между фазите и фазите, а фазовото напрежение между фазата и нулата.

От гледна точка на изчисленията, разликата между напреженията се определя от решението на тази формула:

Линейното напрежение е повече от фаза √3 или 1,73 пъти.

Натоварването към трифазната мрежа може да се свърже с три или четири проводника. Четвъртият проводник е нула (неутрален). В зависимост от вида на мрежата може да бъде с изолиран неутрален и заземен. По принцип, при еднакво натоварване, могат да се доставят три фази без неутрален проводник. Необходимо е, така че напреженията и токовете да са равномерно разпределени и да няма фазов дисбаланс, а също и като защитен. В мрежи с глухи бариери, когато възникне повреда, автоматичният разединител ще бъде изхвърлен на кутията или ще се взриви предпазител в разпределителното табло, така че да избегнете опасността от токов удар.

Най-хубавото е, че в такава мрежа имаме едновременно две напрежения, които могат да се използват на базата на изискванията за натоварване.

Например: обърнете внимание на електрическия панел във входа на къщата. Три фази идват при вас и един от тях е донесен в апартамента и нулев. По този начин получавате 220V (фаза) контакти, а между фазите на входа 380V (линейни).

Диаграми за свързване на потребителите за три фази

Всички електродвигатели, мощни нагреватели и друго трифазно натоварване могат да бъдат свързани според схемата звезда или делта. Освен това повечето електродвигатели в Борнео имат набор от джъмпери, които, в зависимост от тяхната позиция, формират звезда или триъгълник на намотките, но по-късно. Какво представлява звездата връзка?

Свързването на звездата включва свързването на намотките на генератора по този начин, когато краищата на намотките са свързани в една точка и товарът е свързан с началото на намотките. Звездата също така свързва намотките на двигателя и мощните нагреватели, но вместо намотките в тях са нагревателните елементи.

Нека да поговорим за примера на електрическия мотор. При свързване на намотките си със звезда се прилага линейно напрежение 380 V към две намотки и т.н. с всяка двойка фази.

На фигура А, В, В - началото на намотките и X, Y, Z - краищата са свързани в една точка и тази точка е заземена. Тук виждате мрежа с ниско заземен неутрален (проводник N). На практика изглежда като на снимка на електрически мотор на Бур:

Червените квадрати подчертават краищата на намотките, те са взаимосвързани от джъмперите, такова подреждане на джъмперите (на линия) показва, че те са свързани със звезда. Син цвят - подхранване на три фази.

В тази снимка се маркират началото (W1, V1, U1) и краят (W2, V2, U2), забележете, че те са изместени от началото, това е необходимо за удобна триъгълна връзка:

При свързване в триъгълник се прилага линейно напрежение за всяка намотка, което води до факта, че тече големи потоци. Навиването трябва да бъде проектирано за такава връзка.

Всеки от методите за превключване има своите предимства и недостатъци, някои от двигателите преминават от звезда към триъгълник по време на стартиращия процес.

нюанси

В продължението на разговора за двигателите не може да се пренебрегне въпросът за избора на схемата за включване. Факт е, че обикновено двигателите на техните табели съдържат етикета:

На първия ред виждате легендата за триъгълник и звезда, забележете, че триъгълникът е на първо място. Освен това 220 / 380V е напрежение на триъгълник и звезда, което означава, че при свързване с триъгълник е необходимо линейното напрежение да бъде равно на 220V. Ако напрежението във вашата мрежа е 380, тогава трябва да свържете мотора към звезда. Докато фазата е винаги 1,73 по-малко, независимо от величината на линейния.

Добър пример е следният двигател:

Тук номиналното напрежение е вече 380/660, което означава, че то трябва да бъде свързано с триъгълник за линейна 380, а звездата е предназначена за захранване от три фази от 660V.

Ако при мощни натоварвания те работят по-често с стойности на междуфазовите напрежения, тогава в схемите за осветление в 99 %% от случаите се използва фазово напрежение (между фаза и нула). Изключенията са електрически кранове и други подобни, където може да се използва трансформатор с вторични намотки с линейна 220 V. Но това са по-скоро тънкостите и специфичните особености на конкретните устройства. По-лесно е за начинаещите да си спомнят това: фазовото напрежение е това, което е в гнездото между фаза и нула, линейно - на линия.

Защо на една фаза 220 и три фази 380 волта?

Защо 3 фази от 220 волта се превръщат в 380 волта.

На една фаза 220 и три фази 380 волта, защото фазовите вектори имат посока под ъгъл от 120 градуса един към друг. Поради това в този случай не е аритметично допълнение, а геометрично. Ето как е обяснено.

Трифазното електрическо напрежение, което на снимката по-долу е обозначено с R - S - T, когато се измерва с волтметър ще покаже 380 волта. Но ако всяка фаза показва 220 волта, защо се случва това?

Това е много просто. 380 волта, 3 фази, R - S - T формират фазови ъгли от по 120 градуса, вижте картината:

Всеки от тези ъгли изглежда като триъгълник.

Използваме правилото на триъгълника: сумата от ъглите в триъгълника е 180 °, полученият ъгъл е съответно RTN и TRN (180 ° -120 °) / 2 = 30 градуса.

По този начин се оказва, че напрежението на 3 фази е 380 волта, докато една фаза е 220 волта.

Тъй като токът се осигурява от три фази в триъгълник. Когато измерваме напрежението между всеки две съседни фази, се оказва, че то е 380 волта. Можете да нарисувате триъгълник на напрежението, всяка посока е означена с вектор. Има геометрично, а не аритметично добавяне на вектори.

Те объркали човек с триъгълници, степени и рисунки. Няма точни геометрични фигури, а ABSTRACTION.

И разликата между фазите се дължи на факта, че между захранващото напрежение във всяка от трите фази има разлика във времето за една трета от цикъла.

Например, за да опростим, нека си представим, че честотата на нашата мрежа е 1 Hertz (= 1 генератор завой в секунда).

След стартиране на трифазния генератор в първата фаза максималното напрежение ще се появи в 0-та милисекунда във втората фаза през 333-та милисекунда, в третата фаза на 666-то.

След това започва нов цикъл, в първия етап импулсът се увеличава до 1000-то, във втория през 1333 г., в третия през 1666 г. и така нататък.

Така че, докато през първата фаза токът захранва своя максимум при 220 през следващата 2000-и втора, втората фаза нямаше време да направи това още и беше развълнувана само от минус 160, а разликата между тях е 220 - (- 160) = 380.

Ако токът премина в пълна антифаза, тогава треморът ще бъде напълно противоположен и ще бъде равен на 220 - (- 220) = 440.

Е, защо разликата между фаза и нула е 220, и така е разбираемо, защото напрежението във фаза е 220, а нулата е нула: 220-0 = 220

Разликата между напреженията, представени под формата на графика:

Анимирано движение на тока в трифазна мрежа за яснота:

Както можем да видим оттук, когато в един от кабелите токът вече се движи напълно, в другия проводник токът все още не е ускорил напълно да "избяга" от него, а в третия вече е спрял да се ускорява.

Напрежение между две фази

Линейно и фазово напрежение - разликата и съотношението

В тази кратка статия, без да се впускаме в историята на мрежите за променлив ток, ще изследваме връзката между фазовите и линейни напрежения. Ще отговорим на въпросите за това, какво е фазовото напрежение и какво напрежение е, как се свързват помежду си и защо тези взаимоотношения са точно такива.

Не е тайна, че днес електроенергията от централите за производство на електроенергия се доставя на потребителите чрез високоволтови електропроводи с честота 50 Hz. При трансформаторните подстанции се отделя високо синусоидално напрежение и се разпределя на потребителите на ниво 220 или 380 волта. Някъде еднофазова мрежа, някъде трифазна, но нека да разберем.

Ефективна стойност и амплитудна стойност на напрежението

На първо място, ние отбелязваме, че когато казват 220 или 380 волта, те означават ефективните стойности на напрежението, да се използва математическия език, средно квадратните стойности на напрежението. Какво означава това?

Това означава, че всъщност амплитудата на Um (максималното) синусоидално напрежение, фаза Umf или линейна Uml винаги е по-голяма от тази ефективна стойност. За синусоидално напрежение, амплитудата му е по-голяма от ефективната стойност от корена 2 пъти, т.е. 1,414 пъти.

Така че при фазово напрежение от 220 волта, амплитудата е 310 волта, а при линейно напрежение 380 волта, амплитудата е 537 волта. И ако считаме, че напрежението в мрежата никога не е стабилно, тогава тези стойности могат да бъдат както по-ниски, така и по-високи. Това обстоятелство винаги трябва да се има предвид например при избора на кондензатори за трифазен асинхронен електродвигател.

Фазово мрежово напрежение

Намотките на генератора са свързани съгласно схемата "звезда" и са свързани с краищата X, Y и Z в една точка (в центъра на звездата), която се нарича неутрална или нулева точка на генератора. Това е четирипроводна трифазна схема. Линиите L1, L2 и L3 са свързани към щифтовете на намотката А, B и C, а неутралната жичка N е свързана към нулевата точка.

Напрежение между терминал А и нулевата точка, В, и нулевата точка С и температурата нула - наречена фаза напрежения, тяхната определена Ua, UB и UC, както и симетрична мрежа, може просто напиши Uf - фазово напрежение.

В трифазни мрежи повечето страни, стандартната фазовото напрежение е приблизително 220 волта - напрежението между фазовия проводник и неутралната точка, която обикновено се основава, както и неговия потенциал се приема като нула, и поради това се нарича още нулевата точка.

Линейно напрежение на трифазната мрежа

Напреженията между клема А и клема B между клема B и клема C между клема C и клема A се наричат ​​напрежения в линията, т.е. напреженията между линейните проводници на трифазна мрежа. Те представляват Uab, Ubc, Uca, или просто можете да напишете Ул.

Стандартното напрежение в повечето държави е приблизително 380 волта. Лесно е да се отбележи, че 380 случая са повече от 220 1,727 пъти, а при пренебрегване на загубите е ясно, че това е корен квадратен от 3, т.е. 1,732. Разбира се, напрежението в мрежата през цялото време в една или друга посока варира в зависимост от текущото мрежово натоварване, но връзката между напрежението на линията и фазата е точно това.

Откъде дойде коренът на 3

В електротехниката, векторният метод често се използва за представяне с времето на синусоидално променящи се напрежения и токове. Методът се основава на предположението, че когато вектор U върти около произхода с постоянна ъглова ω скорост, неговата проекция на оста Y е пропорционална на задължително ωt, т.е. синуса на ъгъла ω между вектора U и оста X, че при всяка точка от времето се определя.

Графиката на проекцията спрямо времето е синусоида. И ако амплитудата на напрежението е дължината на вектора U, тогава прожекцията, която се променя с времето, е текущата стойност на напрежението, а синусоида U (ωt) отразява динамиката на напрежението.

Така че, ако сега ние представлява вектор схема на трифазни напрежения, се оказва, че сред най-вектори от трите фази равни ъгли на 120 °, а след това, ако дължината на вектора - е ефективните стойности на фазови напрежения Uf, а след това да се намери напрежението Ул трябва да се изчисли разликата между всяка двойка вектори на двуфазни напрежения. Например Ua - Ub.

След като завършихме конструкцията на паралелограмния метод, ще видим, че векторът е Ul = Ua + (-Ub), а в резултат на това Ul = 1.732Uf. Следователно се оказва, че ако стандартното фазово напрежение е равно на 220 волта, тогава съответното линейно напрежение ще бъде равно на 380 волта.

Членове и схеми

Полезно за електротехника

Веднага ще ви кажа защо трябва да измервате напрежението във волта себе си във вашия апартамент или къща.

На първо място. за да се уверим, че електрическият контакт, превключвателят и осветителното тяло работят, проверяваме наличието на напрежение на техните контакти, което трябва да съответства на 220 волта с толеранси за домашната мрежа за електрозахранване.

На второ място. ако напрежението в окабеляването е значително по-високо от допустимите граници, тогава, както показа практиката, това често е причина за аварии в електрониката, домакинските уреди и изгарянето на лампите в осветителните тела. Нещо повече, не само излишък или опасно пренапрежение в електрическата мрежа, но по същия начин, но разбира се в по-малка степен-опасно понижение под допустимата стойност на напрежението, в такива условия обикновено се чупи хладилник компресор.

Допустими стойности на напрежението, причини за вълни.

Съгласно изискванията на GOST 13109 стойността на напрежението в домашната електрическа мрежа трябва да бъде в рамките на 220V ± 10% (от 198 волта до 242 волта). Ако в къщата или в апартамента си има слабо осветени, мигащи светлини или изобщо често изгарят, домакински уреди и електроника не работят стабилно, препоръчвам да изключите всичко максимално и да проверите напрежението в окабеляването.

Ако сте регистрирали напрежение, то най-често при периодично понижаване под допустимото ниво са виновни съседите в къщата или на улицата. Тъй като линията, водеща от подстанцията, е не само ваш, но и вашите съседи. Той обикновено се характеризира с частни или отделни къщи, в случаите, когато на другия човек, а още повече, ако няколко, на същата линия ще включва силен потребителите, които периодично се променя нивото на потребление на енергия, като машина за заваряване, струг, и така нататък. Г.

Вторият вариант се отнася за всички, но е по-често срещан в жилищни сгради. Ако в нисковолтово разпределително табло се изключи нула, всички апартаменти започват да получават електричество в авариен режим. Освен това, в зависимост от натоварването на всяка фаза, в един апартамент ще има пренапрежение в другото, а напротив, падане.

Защо се случва това? Защото на подовия панел има 3 фази + нула = заземяващ проводник. Всеки апартамент е свързан със същата фаза, нула и земята (за 3 проводника).

Апартаментите се намират на различни фази, тъй като е необходимо да се осигури равномерно натоварване и за трите фази за нормална работа на цялата електроснабдителна мрежа към подстанцията. Така напрежението между фазите е 380 волта, а между фазата и нулата (земята) - 220 волта.

Оказва се, че всички нулеви проводници, показани в една точка (виж дясната диаграма), както и невъзможността (счупване) на нула provodnika- всички апартаменти се доставят без само фази, които са свързани в звезда.

Какво е линейно и фазово напрежение.

Познаването на тези понятия е много важно за работа в електрически табла и с електрически уреди, работещи на 380 волта. Ако имате обикновен апартамент и няма да работите в електрически табла, можете да пропуснете този елемент, тъй като във вашия апартамент само фазовото напрежение от 220 волта.

В повечето частни или отделни къщи се появяват само 2 (фазови и нулеви) или 3 (+ земни) проводника на електрическото табло или брояч, което означава, че във Вашия апартамент или къща има 220 вата. Но ако пристигнат 4 или 5 жици, това означава, че вашият дом (понякога в гаражите и особено в офисите) е свързан към 380-волтова мрежа.

Напрежението между две от трите фази на захранващата линия се нарича линейно и между всяка фаза и нулева фаза.

В нашата страна линейното напрежение при електрическите потребители е 380 волта (измерено между фазите), а фазовото напрежение е 220 волта. Погледнете снимката вляво.

Има и други стойности в електрическата система на нашата страна, но фазата винаги е по-малка от линейната от квадратния корен на три.

Как да проверите напрежението.

За измерване на напрежението на електрическия ток се използват следните измервателни уреди:

  1. Волтметър. добре познат на всички от уроците по физика. В ежедневието не се използва.
  2. Мултиметър. притежаващи множество функции, включително измерване на големината на тока и напрежението. Препоръчвам да прочетете нашата статия: "Как да използвам мултиметър".
  3. Тестовата апаратура е същата като мултицет, само конструкция на механичен превключвател.

Внимание, когато измервате DC източници (които се приписват на тях), е необходимо да се спазва полярността.

Как да измерваме напрежението в изхода, в лампата и др.:

  1. Проверяваме надеждността на изолацията на измервателното устройство, особено внимание към сондите, които задължително трябва да бъдат свързани само със съответните операции на гнездата.
  2. Настройваме превключването на границите на измерванията на устройството в положение на измерване на променливо напрежение до 250 волта (400 - за измерване на линейно напрежение).
  3. Поставете сондите в изхода или ги приберете в контактите на лампата, лампата или друго електрическо устройство.
  4. Премахнете показанията.

Бъдете внимателни - работата се извършва под напрежение - не докосвайте с ръце неизолирани контакти и жици, които са под напрежение.

Как да измерваме напрежението на батерията, батерията и захранването.

Всички източници на постоянен ток трябва да се измерват по отношение на поляритета - поставяме черната сонда върху отрицателния терминал, а червеният - върху положителния терминал.

И така, всичко се извършва по същия начин, както при горните измервания в изхода, но само измервателното устройство или мултиметърът трябва да се превключат към режим на DC измерване с граница, по-висока от посочената на батерията. батерията или захранването.

  • Как да се измери силата на редуване или.
  • Как да използвате мултиметър за.
  • Как да използвате индикатора.
  • Как да проверите кондензатора, определете.

Защо на една фаза 220 и три фази 380 волта?

Трифазното електрическо напрежение, което на снимката по-долу е обозначено с R - S - T, когато се измерва с волтметър ще покаже 380 волта. Но ако всяка фаза показва 220 волта, защо се случва това?

Това е много просто. 380 волта, 3 фази, R - S - T формират фазови ъгли от по 120 градуса, вижте картината:

Всеки от тези ъгли изглежда като триъгълник.

Използваме правилото на триъгълника: сумата от ъглите в триъгълника е 180 °, полученият ъгъл е съответно RTN и TRN (180 ° -120 °) / 2 = 30 градуса.

По този начин се оказва, че напрежението на 3 фази е 380 волта, докато една фаза е 220 волта.

Те объркали човек с триъгълници, степени и рисунки. Няма точни геометрични фигури, а ABSTRACTION.

И разликата между фазите се дължи на факта, че между захранващото напрежение във всяка от трите фази има разлика във времето за една трета от цикъла.

Например, за да опростим, нека си представим, че честотата на нашата мрежа е 1 Hertz (= 1 генератор завой в секунда).

След стартиране на трифазния генератор в първата фаза максималното напрежение ще се появи в 0-та милисекунда във втората фаза през 333-та милисекунда, в третата фаза на 666-то.

След това започва нов цикъл, в първия етап импулсът се увеличава до 1000-то, във втория през 1333 г., в третия през 1666 г. и така нататък.

Така че, докато през първата фаза токът захранва своя максимум при 220 през следващата 2000-и втора, втората фаза нямаше време да направи това още и беше развълнувана само от минус 160, а разликата между тях е 220 - (- 160) = 380.

Ако токът премина в пълна антифаза, тогава треморът ще бъде напълно противоположен и ще бъде равен на 220 - (- 220) = 440.

Е, защо разликата между фаза и нула е 220, и така е разбираемо, защото напрежението във фаза е 220, а нулата е нула: 220-0 = 220

Разликата между напреженията, представени под формата на графика:

Анимирано движение на тока в трифазна мрежа за яснота:

Както можем да видим оттук, когато в един от кабелите токът вече се движи напълно, в другия проводник токът все още не е ускорил напълно да "избяга" от него, а в третия вече е спрял да се ускорява.

Трифазна мрежа е безпотенциален проводник и трифазни проводници с потенциал от 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t), 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t + 2 * pi / 3 ) и 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t - 2 * pi / 3), където sqrt е корен квадратен. Ако вземете две фазови проводници, тогава между тях ще има потенциална разлика от 220 * sqrt (2) * (cos (2 * pi * 50t) + cos (2 * pi * 50t + 2 * pi / 3). Спомняме си училищната тригонометрия, получаваме 220 * sqrt (3) * sqrt (2) * cos (. = 381 * sqrt (2) * cos (т.е. AC напрежение 381 (

добавете към предпочитани

Една фаза за получаване на 220 волта трябва да бъде измерена между работния неутрален проводник и фаза, и за да получите 380 волта трябва да се измери между два фазови проводника. Всяка от трите фази до нула ще даде 220 волта. Захранването, доставено в три фази, се нарича така поради "наслагването" на векторите един спрямо друг на 120 градуса, в средата има нулев проводник, получен в подстанцията, а само фазите достигат до подстанцията с електропровод.

добавете към предпочитани

380 е 220 умножена от корена на 3. Точно същото като 127 (запомнете, след като ние имахме точно такова напрежение?) - това е 220 разделени от корена на 3. Piece е, че ако се изготви връзка от три фази " звезда, с неутрален проводник, след което се получава равностранен триъгълник, неутралната жица съответства на центъра на симетрия на този триъгълник, фазовото напрежение (220) до разстоянието от този център до горния и страничното напрежение между фазите. В страничен триъгълник страната, точно до корена на 3, е по-голяма от разстоянието от центъра до върха.

добавете към предпочитани

Накрая, аз предположих, че)))) Амплитудата стойност на напрежение 1 фаза 310V (Ефективно напрежение 220V), амплитудата разлика между двете фази е 540V, а ефективната ще бъде 380V, това е 540V / (корен на 2). Коренът на 2 е осредняването на чиста синусова вълна. Честотата ще остане същата 50 Hz. В различна техника, продукцията може да няма синусоида и ще има други амплитуди, както и един вид изходен сигнал, но какво би било ефективно напрежение от 22V.

Нарушаване на фазите в трифазна мрежа - какво е опасно и кога възниква? Напрежение между фазите в трифазна мрежа 380v

какви са причините, последиците, защитата

Най-често срещаният проблем, който генерира много разрушителни последствия, е фазовият дисбаланс в трифазна мрежа (до 1.0 kV) с мъртва заземена неутрална мрежа. При определени условия това явление може да повреди електрическите уреди и да застраши живота. Предвид спешността на проблема, ще бъде полезно да се разбере каква е асиметрията на течения и напрежения, както и причините за неговото възникване. Това ще ви позволи да изберете най-оптималната стратегия за защита.

Какво представлява фазовото несъответствие?

Този термин се използва, за да опише състоянието на мрежата, в която се получават нееднородни натоварвания между фазите, което води до кос. Ако направите векторна диаграма на идеална трифазна мрежа, тя ще изглежда като тази, показана на фигурата по-долу.

Диаграма на напрежението в идеални трифазни мрежи

Както може да се види от фигурата, в този случай двете линейни напрежения (AB = BC = CA = 380.0 V) и фазовите напрежения (AN = BN = CN = 220.0 V) са равни. За съжаление на практика постигането на такова идеално равенство е нереалистично. Това означава, че напрежението на мрежата, като правило, съвпадат, докато във фазата има разлики. В някои случаи те могат да надвишават допустимата граница, което ще доведе до извънредна ситуация.

Пример за модел на стрес, когато се получи изкривяване

Допустими стойности на кос

Тъй като в трифазните мрежи е невъзможно да се предотвратят и напълно да се премахнат изкривяванията, съществуват норми на асиметрия, в които се установяват отклонения. На първо място, това е GOST 13109 97, по-долу е отрязък от него (клауза 5.5), за да се избегнат несъответствията в документа.

Норми за асиметрия на напрежението GOST 13109-97

Тъй като основната причина за фазовия дисбаланс е пряко свързана с неправилното разпределение на товарите, съществуват норми за тяхното съотношение, предписани в SP 31 110. Отрязането от този набор от правила се посочва и в оригинала.

Изрежете от съвместно предприятие 31-110 (клауза 9.5)

Тук е необходима обяснителна терминология. За описване на асиметрията се използват три компонента: директни, нулеви и обратни последователности. Първият се счита за основен, той определя номиналното напрежение. Последните две могат да се разглеждат като смущения, които водят до формирането в товарните вериги на съответния ЕМП, които не участват в полезна работа.

Причини за фазов дисбаланс в трифазна мрежа

Както бе споменато по-горе, това състояние на електрическата мрежа най-често е причинено от неравномерно свързване на товара с фазите и нулева счупване. Най-често това се проявява в мрежи до 1 kV, което се свързва с особеностите на разпределението на електроенергията между еднофазни електрически приемници.

Намотките на трифазните силови трансформатори са свързани с "звезда". От кръстовището на намотките се изпуска четвърта жица, наречена нула или неутрална. Ако се получи прекъсване на неутралния проводник, в мрежата възниква асиметрия на напрежението, а косът ще зависи пряко от текущото натоварване. Пример за такава ситуация е даден по-долу. В този случай RH е съпротивлението на натоварването, същото като стойност.

Фазово изместване, причинено от неутрално прекъсване

В този пример напрежението върху товара, свързано с фаза А, ще надвиши нормата и ще има тенденция към линейна, а във фаза С ще падне под допустимата граница. Натоварването, надвишаващо установената норма, може да доведе до такава ситуация. В този случай напрежението в недостатъчно заредените фази ще се увеличи, а при претоварените ще падне.

Мрежата също така води до дисбаланс на напрежението в режим на непълна фаза, когато фазов проводник е късат на земята. При извънредни ситуации е позволено да се използва мрежата в такъв режим, за да се осигури електричество на потребителите.

Въз основа на гореизложеното можем да посочим три основни причини за фазовия дисбаланс:

  1. Неравномерно натоварване по линиите на трифазна мрежа.
  2. При прекъсване на неутрал.
  3. Когато късото съединение на една от фазовите проводници към земята.

Асиметрия в мрежи с високо напрежение

Оборудването, свързано с него, понякога може да предизвика подобно състояние в мрежата 6.0-10.0 kV, като типичен пример можем да дадем на дъгообразна пещ за топене. Въпреки факта, че не се отнася за еднофазно оборудване, контролът на тока на дъгата в него се извършва на фази. В процеса на топене асиметричен късо съединение също може да се случи. Като се има предвид, че има инсталации за топене на дъга, задвижвани от 330.0 kV, може да се каже, че в тези мрежи е възможно фазово изкривяване.

В мрежите с високо напрежение фазовият дисбаланс може да бъде причинен от характеристиките на линиите за пренос на енергия, а именно, различното съпротивление във фазите. За да се коригира ситуацията, фазовите линии се транспонират, за тази цел са инсталирани специални опори. Тези скъпи съоръжения не са много издръжливи. Такива опори не са особено готови да се инсталират, предпочитайки да жертват качеството на електроенергията, отколкото надеждността на електропроводите.

Опасност и последици

Смята се, че най-значимите последствия от асиметрията са свързани с ниско качество на електроенергията. Това със сигурност е вярно, но не трябва да забравяме и други негативни въздействия. Те включват формирането на изравняващи токове, което води до увеличаване на консумацията на електрическа енергия. В случай на трифазен автономен електрически генератор това също води до увеличаване на потреблението на дизел или бензин.

При еднообразна връзка за натоварване, геометричната сума от токовете, преминаващи през нея, ще бъде близо до нула. При възникване на отклонение, увеличаването на тока на удара и компенсирането на напрежението. Увеличаването на първия води до увеличаване на загубите, второто - до нестабилното функциониране на домакинските уреди или друго оборудване, работата на защитните устройства, бързото влошаване на електрическата изолация и др.

Ние изброяваме какви последици могат да се очакват, когато има пристрастие:

  1. Отклонение на фазовото напрежение. В зависимост от разпределението на товарите са възможни две опции:
  • Напрежение над номиналното. В този случай повечето електрически уреди, оставени в електрическата мрежа, ще се провалят. При задействане резултатът ще бъде по-малко трагичен.
  • Напрежението пада под нормалното. Натоварването на електродвигателите се увеличава, мощността на електрическите машини спада, стартиращите течения растат. В електрониката има неизправности, устройствата могат да се изключат и да не се включват, докато косът не бъде преодолян.
  1. Повишено оборудване за потребление на електроенергия.
  2. Неправилното функциониране на електрическото оборудване води до намаляване на експлоатационния живот.
  3. Намалена технология на ресурсите.

Не трябва да се забравя, че изкривяването може да бъде животозастрашаващо. Ако номиналното напрежение е превишено, вероятността за късо съединение в окабеляването не е голяма, ако не е стара и кабелът е избран правилно. По-опасен в този случай, електрически уреди, свързани към мрежата. При възникване на дисбаланс може да възникне късо съединение на кутията или на електрическо устройство.

Трифазна защита срещу дисбаланс

Най-простият, но въпреки това ефективен начин да се сведат до минимум отрицателните последици от описаното по-горе отклонение е да се инсталира реле за фазово управление. Появата на такова устройство и пример за неговата връзка (в този случай след трифазен метър) може да се намери по-долу.

Реле за фазово управление (А) и пример за връзката му (В)

Тази трифазна автоматична машина може да има следните функции:

  1. За контрол на амплитудата на електрически ток. Ако параметърът е извън зададените граници, товарът се изключва от захранването. Като правило обхватът на реакцията на устройството може да бъде конфигуриран в съответствие с характеристиките на мрежата. Тази опция е налице за всички устройства от този тип.
  2. Проверете последователността на фазите на свързване. Ако редуването на грешното захранване е изключено. Този тип контрол може да е важен за определено оборудване. Например, при свързването на трифазни асинхронни електрически машини, това определя коя посока ще се върти.
  3. Проверете счупването на отделни фази, когато се установи такова натоварване, то е прекъснато от мрежата.
  4. Функцията наблюдава състоянието на мрежата веднага щом има пристрастия, тя се задейства.

Във връзка с релето за фазово управление могат да се използват трифазни стабилизатори на напрежение, като с тяхна помощ е възможно да се подобри качеството на електроенергията. Но тази опция не е много ефективна, тъй като такива устройства сами по себе си могат да причинят нарушение на симетрията, в допълнение към това, загубите се появяват върху стабилизаторите.

Най-добрият начин за балансиране на фазите е използването на специален трансформатор за тази цел. Тази опция за фазово изравняване може да даде резултати както при неправилно разпределение на еднофазни натоварвания на автономен трифазен електрически генератор, така и в по-сериозен мащаб.

Еднофазна защита

В този случай не е възможно да се повлияе на външните прояви на захранващата система, например, ако фазите са претоварени, потребителите на електроенергия не могат да коригират ситуацията. Всичко, което може да се направи, е да се защити електрическото оборудване чрез инсталиране на реле за напрежение и еднофазен стабилизатор.

Има смисъл да се инсталира общо стабилизиращо устройство за целия апартамент или къща. В този случай е необходимо да се изчисли максималното натоварване, след това да се добави марж от 15-20%. Това е марж за бъдещето, тъй като с течение на времето количеството на електрическото оборудване може да се увеличи.

Не е необходимо да свързвате цялото оборудване към мрежовия стабилизатор, а някои видове устройства (например електрически пещи или котли) могат да бъдат свързани директно към релето за напрежение (чрез AV). Това ще спести, тъй като по-малко устройства с електроенергия са по-евтини.

Трифазни и еднофазни мрежи. Разликите. Ползи. недостатъци

В електрическото оборудване на жилищни жилищни сгради, както и в частния сектор се използват трифазни и еднофазни мрежи. Първоначално електрическата мрежа излиза от електроцентралата с три фази и най-често трифазната енергийна мрежа е свързана с жилищни сгради. Освен това тя се разклонява в отделни фази. Този метод се използва за създаване на най-ефективното предаване на електрически ток от електроцентралата до крайното му предназначение, както и за намаляване на загубите по време на транспортирането.

За да определите броя фази във вашия апартамент, просто отворете разпределителното табло, разположено на площадката, или директно в апартамента и вижте колко кабели отиват в апартамента. Ако мрежата е еднофазна, проводниците ще бъдат двуфазни и нулеви. Възможна е още трета жица - заземяване.

Ако електрическата мрежа е трифазна, то проводниците ще бъдат 4 или 5. Три от тях са фази, четвъртата е нула, а петата е земята. Също така броят на фазите се определя от броя на прекъсвачите.

Трифазните мрежи в апартаментите рядко се използват при свързване на стари електрически печки с три фази или мощни товари под формата на циркулярен трион или отоплителни уреди. Броят на фазите може да се определи и от входното напрежение. В 1-фазова мрежа напрежението е 220 волта, в трифазна мрежа има и 220 волта между фазата и нулата, между 2 фази - 380 волта.

разлики

Ако не вземете предвид разликата в броя на кабелите на мрежите и електрическата схема, можете да определите някои други функции, които имат трифазни и еднофазни мрежи.

• В случай на трифазно мрежово захранване фазовият дисбаланс е възможен поради неравномерно разделение между фазите на товара. На една фаза може да се свърже мощен нагревател или печка, а от друга - телевизор и пералня. Тогава има и този негативен ефект, придружен от асиметрията на напреженията и токовете във фазите, което води до неизправност на домакинските устройства. За да се предотвратят такива фактори, е необходимо предварително да се разпредели натоварването през фазите преди полагане на електрическата инсталация • Трифазната мрежа изисква повече кабели, проводници и превключватели, което означава, че не спестява пари • Капацитетът на еднофазна домакинска мрежа е значително по-малък от трифазния. Ако възнамерявате да използвате няколко мощни консуматора и домакински уреди, електрически инструменти, е за предпочитане да въведете трифазен захранващ блок към вашия дом или апартамент. • Основното предимство на 3-фазова мрежа е малка напрежение в сравнение с 1-фазова мрежа, при условие че захранването е същото. Това може да се обясни с факта, че в трифазната мрежа токът във фазовия проводник е три пъти по-малко, отколкото в 1-фазова мрежа и няма нулев ток.

Предимства на 1-фазова мрежа

Основното предимство е ефективността на използването му. В такива мрежи се използват трижилни кабели, в сравнение с факта, че в трифазните мрежи - петжилни. За да се защитят оборудването в 1-фазови мрежи, е необходимо да има еднополюсни защитни прекъсвачи, докато в 3-фазови мрежи са необходими триполюсни машини.

В тази връзка размерите на устройствата за защита също ще бъдат значително различни. Дори на една електрическа машина вече има спестявания от два модула. И в размер е около 36 мм, което значително ще засегне поставянето на машините в екрана на DIN шината. И когато инсталирате диференциална машина, спестяването на пространство ще бъде повече от 100 мм.

Трифазни и еднофазни мрежи за частна къща

Потреблението на електроенергия от населението постоянно се увеличава. В средата на миналия век имаше относително малко домакински уреди в частни домове. Днес това е напълно различна картина. Домакинските потребители на енергия в частни домове се размножават със скокове. Следователно в собствената им частна собственост вече не става въпрос за това кои мрежи за електроенергия да изберат да се свързват. Най-често в частни сгради изпълняват мрежата за електрозахранване с три фази и от еднофазовата мрежа.

Но една трифазна мрежа струва подобно предимство за инсталацията? Мнозина смятат, че чрез свързването на три фази ще бъде възможно да се използва голям брой устройства. Но не винаги това се оказва. Максималната допустима мощност се определя в техническите условия за свързване. Обикновено този параметър е 15 kW за всички частни домакинства. В случай на еднофазна мрежа, този параметър е почти същият. Ето защо е ясно, че няма особена полза от гледна точка на властта.

Но трябва да се помни, че ако трифазните и еднофазовите мрежи имат еднаква мощност, тогава може да се използва по-малък кабел за напрежение, който се използва за 3-фазова мрежа, тъй като мощността и тока се разпределят във всички фази, поради което зареждат по-малко проводниците на отделните фази. Номиналният ток на прекъсвача за 3-фазова мрежа също ще бъде по-нисък.

От голямо значение е размерът на таблото, което за 3-фазова мрежа ще бъде много по-голямо. Това зависи от размера на трифазен метър, който е по-голям от еднофазен, а входната машина ще заема повече място. Следователно разпределителната централа за трифазна мрежа ще се състои от няколко нива, което е недостатък на тази мрежа.

Но трифазната енергия има свои предимства, които се изразяват във факта, че можете да свържете трифазни токови приемници. Те могат да бъдат електрически мотори, електрически бойлери и други мощни устройства, което е предимството на трифазна мрежа. Работното напрежение на 3-фазова мрежа е 380 V, което е по-високо, отколкото при еднофазен тип, което означава, че трябва да се обърне повече внимание на въпросите, свързани с електрическата безопасност. Такъв е и случаят с пожарната безопасност.

Недостатъци на трифазна мрежа за частна къща

В резултат на това съществуват няколко недостатъка на използването на трифазна мрежа за частна къща:

  1. Необходимо е да се получат технически условия и разрешение за свързване на мрежата от електрозахранването.
  2. Увеличава се опасността от нараняване на електрическия удар, както и опасността от пожар поради повишено напрежение.
  3. Значителни общи размери на кутията за разпределение на мощността. За собствениците на селски къщи такъв недостатък няма много значение, тъй като те имат достатъчно място.
  4. Изисква инсталиране на ограничители на напрежението под формата на модули на входния панел. В трифазна мрежа това е особено вярно.
Предимствата на трифазната енергия за частни домове
  1. Възможно е разпределението на товара да се извършва равномерно през фазите, за да се избегне фазов дисбаланс.
  2. Мощни трифазни консуматори на енергия могат да бъдат свързани към мрежата. Това е най-осезаемата стойност.
  3. Намаляване на номиналните стойности на устройствата за защита на входа, както и намаляване на напречното сечение на входния кабел.
  4. В много случаи е възможно да се получи разрешение от фирмата за продажба на енергия, за да се увеличи допустимото максимално ниво на електроенергия.

В резултат на това можем да заключим, че се препоръчва практически да въведете трифазната електрическа мрежа за частни сгради и къщи с жилищна площ от повече от 100 m2. Трифазно захранване е особено подходящо за собствениците, които ще инсталират циркуляр, отоплителен котел и различни механизми за задвижване с трифазни електрически мотори.

Останалите собственици на частни къщи, които преминават към трифазно захранване, не са необходими, тъй като това може да създаде само допълнителни проблеми.

Защо на една фаза 220 и три фази 380 волта?

Тъй като токът се захранва от три фази в триъгълник. Когато измерваме напрежението между всеки две съседни фази, се оказва, че то е 380 волта. Можете да нарисувате триъгълник на напрежението, всяка посока е означена с вектор. IDT геометрично, а не аритметично добавяне на вектори.

220 волта е напрежението между фаза 1 и "нула", а 380 волта е фазовото фазово напрежение. т.е. да предположим, че има три фази A, B, C и нула, между A-0, B-0, C-0 ще бъде 220 волта, а между AB, BS и AC ще бъде 380 волта.

Накрая, аз предположих, че)))) Амплитудата стойност на напрежение 1 фаза 310V (Ефективно напрежение 220V), амплитудата разлика между двете фази е 540V, а ефективната ще бъде 380V, това е 540V / (корен на 2). Коренът на 2 е осредняването на чиста синусова вълна. Честотата ще остане същата 50 Hz. В различна техника, продукцията може да няма синусоида и ще има други амплитуди, както и един вид изходен сигнал, но какво би било ефективно напрежение от 22V.

Една фаза за получаване на 220 волта трябва да бъде измерена между работния неутрален проводник и фаза, и за да получите 380 волта трябва да се измери между два фазови проводника. Всяка от трите фази до нула ще даде 220 волта. Захранването, доставено в три фази, се нарича така поради "наслагване"; векторите са относително един към друг на 120 градуса, в средата има нулев проводник, получен в подстанцията и само фази дойдат към подстанцията с електропровод.

Трифазното електрическо напрежение, което на снимката по-долу е обозначено с R - S - T, когато се измерва с волтметър ще покаже 380 волта. Но ако всяка фаза показва 220 волта, защо се случва това?

Това е много просто. 380 волта, 3 фази, R - S - T формират фазови ъгли от по 120 градуса, вижте картината:

Всеки от тези ъгли изглежда като триъгълник.

Използваме правилото на триъгълник: сумата от ъглите в триъгълника е 180, полученият ъгъл е RTN и TRN, съответно (180-120) / 2 = 30 градуса.

По този начин се оказва, че напрежението на 3 фази е 380 волта, докато една фаза е 220 волта.

380 волта напрежение между три фази (A, B, C). Между всяка фаза и "Nolquot"; - 220V. Нулата е глухо-заземен неутрален между Земята и свързващия център на трите намотки на трансформатора, ако е свързан със "звезда", която се извежда от отделен проводник към линията, се нарича нула;

На една фаза 220 и три фази 380 волта, защото фазовите вектори имат посока под ъгъл от 120 градуса един към друг. Поради това в този случай не е аритметично допълнение, а геометрично. Ето как е обяснено.

380 е 220 умножена от корена на 3. Точно същото като 127 (запомнете, след като ние имахме точно такова напрежение?) - това е 220 разделени от корена на 3. Piece е, че ако се направи връзка на три фази quot с неутрален проводник се получава равностранен триъгълник, неутралната жица съответства на центъра на симетрия на този триъгълник, фазовото напрежение (220) е разстоянието от този център до върха, а страната е междуфазовото напрежение. В страничен триъгълник страната, точно до корена на 3, е по-голяма от разстоянието от центъра до върха.

Няма триъгълник електрони. Това е за по-лесно прибавяне на фазите. Скоростта на разпространение на електрическото поле е равна на скоростта на светлината, като електроните (токът) се въртят напред и назад с честота 50 Hz.

При една фаза 220 и при три фази 380 волта, тъй като фазовите вектори, през които е подаден електрически ток, са разположени един спрямо друг под ъгъл от 120 градуса. Следователно в този случай не може да се приложи математическото действие "добавяне".

Трифазни и еднофазни мрежи

Трифазната мрежа е метод за предаване на електрически ток, когато променлив ток преминава през три проводника, а единият отива назад. Тези проводници, на които протича токът, се наричат ​​фаза и на които се връща - нула.

Трифазната схема се състои от трифазни жици и една нула. Това е възможно, тъй като фазата на променливия ток във всеки от трите проводника се измества по отношение на съседната от 120 °. Предаването на променлив ток става точно с помощта на трифазни мрежи. Това е изгодно от икономическа гледна точка - не са необходими още два неутрални кабела. Приближавайки се до потребителя, токът се разделя на три фази и всеки от тях се дава на неутралния проводник. Така че той влиза в апартаменти и къщи. Въпреки че в частния сектор често трифазната мрежа се въвежда директно в къщата.

Всяка еднофазна електрическа верига се състои от два проводника. На един проводник токът тече от потребителя и от друга се връща. Ако отворите такава схема, токът няма да изчезне. Това е всичко описание на еднофазна схема.

Земята или, по-правилно, заземяването е третият проводник в еднофазова мрежа. По същество тя не носи работното натоварване, но служи като вид предпазител. Това може да бъде обяснено с един пример. В случай, че електроенергията излезе извън контрол (например късо съединение), съществува риск от пожар или токов удар. За да се предотврати това да се случи (т.е. текущата стойност не трябва да надвишава безопасното ниво за хора и устройства), се въвежда заземяване. На този проводник, излишъкът от електроенергия буквално отива на земята.

От трансформаторната стъпаловидна подстанция до ASU (устройство за разпределение на входа, където се осъществява приемането, дозирането и разпределението на електрическата енергия), се появява трифазна мрежа с петжилен проводник, а в апартаментите ни се появява триъгълна. На въпроса, къде отиват още двама, отговорът е прост: те захранват други апартаменти. Това не означава, че има само 3 апартамента, те могат да бъдат толкова, колкото искате, ако само кабелът може да издържи. Просто във вътрешността на VRU се извършва трифазова схема за изключване на еднофазни схеми.

На всяка фаза, която влиза в апартамента, се добавят нула и заземяване и се получава трижилен кабел. В идеалния случай в трифазна мрежа има само една нула. Не е необходимо повече, тъй като токът се измества във фаза една спрямо друга една трета. Нула е неутрален проводник, в който няма напрежение. Що се отнася до земята, тя няма потенциал, за разлика от фазовия проводник, при който напрежението (фазовото напрежение между фазата и нулата) е 220 V. Между фазите (така нареченото мрежово напрежение между някоя от трите фази) напрежението е 380 V. Фазовите проводници в три фази мрежите обикновено се обозначават като: фаза А - жълта, фаза Б - зелена, фаза С - червена.

В трифазна мрежа, към която нищо не е свързано, в неутралния проводник няма напрежение. Най-интересното нещо започва да се случва, когато мрежата е свързана към еднофазна схема. Една фаза навлиза в апартамента, където има 2 крушки и хладилник, а вторият - 5 климатика, 2 компютъра, душ кабина, индукционна готварска печка и т.н. Ясно е, че натоварването на тези 2 фази не е една и съща, има фазов дисбаланс, проводникът на говора вече не отива. На него също се появява напрежение и колкото по-неравномерно е натоварването, толкова по-голямо е. Фазите вече не се компенсират взаимно, така че общата стойност е нула.

В момента ситуацията се влошава от факта, че повечето домакински уреди са импулсни. По тази причина възникват допълнителни импулсни токове, които не се компенсират в средата. Тези импулсни устройства заедно с различно натоварване на фазите създават такива условия, че в неутрален проводник може да има ток, равен или по-голям от тока на една от фазите. Но неутралният елемент е със същото напречно сечение като фазовия проводник, а товарът е по-голям.

Ето защо напоследък все повече възниква феномен, наречен "изгаряне" или разкъсване на неутрален проводник - неутралният проводник просто не може да се справи с товара, прегрява и изгаря.

За да се предпази от такова неудобство, е необходимо или да се увеличи напречното сечение на неутралния проводник (и това е скъпо), или да се разпредели товара между 3 фази равномерно (което е невъзможно в жилищна сграда). Ето защо считам, че оптималното решение е използването на реле за контрол на напрежението, което ще изключи захранването в апартамента в случай, че напрежението надвиши допустимите граници. По този начин ще защити вашите електрически уреди.

Монитор за напрежение

Коя мрежа е по-добре да прекарате в частна къща?

Ако имате трифазно оборудване в къщата си, отговорът е очевиден. Предимствата на трифазната мрежа могат да се отдадат и на факта, че за въвеждане може да се използва кабел с по-малко напречно сечение, отколкото с еднофазна мрежа, тъй като в трифазна мрежа захранването се разпределя в три фази, така че всяка фаза да има по-малък товар.

Недостатъците на трифазния вход включват по-високи разходи за закупуване на трифазни автоматични машини, RCD, метър, размери на разпределителните табла ще бъдат повече от еднофазни, а също и с трифазна мрежа е необходимо правилното разпределение на товара през фазите, за да се избегне фазов дисбаланс - асиметрия на токове и напрежения.

Що се отнася до захранването, тук основно всичко зависи от максималната допустима мощност, посочена в техническите спецификации на връзката. Ако имате малка лятна къща или кабина в дача и предполагате, че мощността е 5 кВт, тогава ще е достатъчно еднофазов вход, но ако имате голяма селска къща с много потребители или работилница с трифазни консуматори, разбира се, не можете да правите без трифазна мрежа,

Прекъсване на нулева тел в трифазна мрежа

Здравейте, скъпи читатели и гости на сайта "Бележки електротехник".

Винаги съм ви препоръчвал и дори ви принуждавал да защитите електрическото оборудване и електрическите уреди на Вашите апартаменти и къщи от увеличаване или намаляване на напрежението в мрежата, за да монтирате еднофазно или трифазно реле за напрежение, в зависимост от вашата мрежа.

Като еднофазно реле за напрежение могат да се използват устройства от различни производители, например PH-113 от Novatek-Electro, UZM-51 от Meander, RV-32A от EKF, CM-EFS.2 от ABB, AZM-40A от " Resanta ", ZUBR D40t от" DS Electronics "и други като тях.

Като трифазно реле за напрежение мога да препоръчам: цифрово реле напрежение V-протектор 380V от Digitop, RNPP-311 от Novatek-Electro, RKN-3-15-15 и UZM-3-63 от Meander, CM- MPS.11 от ABB.

Всички горепосочени устройства контролират входното напрежение на мрежата и ако напрежението по някаква причина е надхвърлило определените настройки, то те трябва да изключат консуматорите, като по този начин ги защитят и спасят от повреда.

Спомням си, че според GOST 29322-92, Таблица 1, номиналното напрежение на еднофазна мрежа трябва да бъде 230 (V), а трифазната - 400 (V). Съгласно GOST 13109-97, т.5.2, максималното допустимо отклонение на напрежението не трябва да надвишава ± 10%, т.е. за еднофазна мрежа е напрежение от 207 (V) до 253 (V), а за трифазна мрежа - от 360 до 440 (V).

Има много причини за отклонението на напрежението и аз вече ги изброих в една от моите статии. Но днес бих искал да подчертая една много често срещана причина, като нулева почивка.

Има доста статии по тази тема в Интернет, но цялата предоставена информация е предимно теоретична и повърхностна. В тази статия ще ви разкажа подробно за възникването на такава ситуация, направете изчисления на токове и напрежения в нормален режим и при нулева счупване, въз основа на реални натоварвания на примера на няколко апартамента, и в края на краищата аз ще симулирам ситуацията с разрушаване на нула в трифазна мрежа на реално пример.

Изчисляване на асиметричния режим на трифазна мрежа с нулева жичка

За интерес теорията няма да се разглежда в нейната чиста форма, а като илюстративен пример. Да предположим, че на сайта имаме три апартамента.

Ето един пример за такъв подов щит за три апартамента, за които съм написал отделна и подробна статия.

Всеки апартамент се захранва от алеята, но от различни фази - нещо обичайно. Апартамент номер 1 се захранва от фаза А, апартамент номер 2 е от фаза Б, а апартамент номер 3 е от фаза В.

Нека да приемем като конвенция, че в определен момент в апартамент № 1 е включен електрически чайник с мощност 2000 (W), в апартамент № 2 се запалват нажежаеми лампи с обща мощност 400 (W), а в апартамент № 3 тя гори една единична крушка с нажежаема жичка 75 (W).

Специално цитирах чисто активния товар като пример, за да не усложнявам изчисленията и векторни диаграми чрез ъгли на срязване и т.н. Естествено, в действителност няма чисто активно натоварване на апартаментите, но въпреки това смисълът остава същият.

И сега нека си спомним малко TOE.

Натоварването на всеки апартамент е представено под формата на съпротивления, които обозначаваме с "Z". Z е импедансът на веригата, като се има предвид активната и реактивната компонента, но както казах по-горе, нямаме реактивен компонент (товарът е чисто активен), затова в нашия случай Z = R. Оказва се следното:

Zа = Ra = 24,2 (Ом) - съпротивлението на натоварването на апартамент номер 1

Zb = Rb = 121 (Ohm) - съпротивлението на натоварването на апартамент номер 2

Zc = Rc = 645.3 (Ohm) - съпротивлението на натоварване на апартамент номер 3

Както можете да видите, натоварването на апартаментите е различно, т.е. Това е типичен асиметричен режим на работа на четирипроводна трифазна мрежа с неутрален проводник, когато товарът е свързан съгласно схемата "звезда". Тази схема има свои собствени характеристики, но повече по-късно.

Така че номиналното линейно (междуфазово) мрежово напрежение е 400 (V), а фазовото напрежение (между фазата и нулата) е 230 (V).

На напрежението на електрозахранването напреженията се означават като UAB, UBC и UCA, а фазите UA, UB и UC. Натоварване на същите обозначения, само с малки букви (индекси).

Но на практика такива идеални ценности рядко се срещат по няколко причини. Първоначално високо напрежение с не-идеално напрежение на линията може да дойде на трансформатора, който се превръща в ниската страна с някои разлика, както добре. В допълнение, самият трансформатор може да има част от най-заредената фаза, при която напрежението ще бъде леко намалено, в сравнение с другите.

Аз ще взема истински пример от практиката, така че линейното и фазовото напрежение на мен имат следните значения:

Предполагаме, че неутралният (нулев) проводник от трансформаторната подстанция (TP) към подовия панел е перфектен (ZN = 0), т.е. Пренебрегвам неговата съпротива, която се състои от съпротивлението на преходните контакти и самите проводници. Няма да взема предвид устойчивостта на контактните връзки и проводниците на фазите.

По този начин се оказва, че напрежението между нулата на източника на енергия (в моя случай е трансформатор) и нулата на товара (потребителите) е нула, т.е. тези точки имат един и същ потенциал.

Напрежението между тези точки се нарича неутрално напрежение и е обозначено като UnN.

В този случай напрежението на неутрално пристрастие е нула (UnN = 0), което означава, че фазовите напрежения при захранването (трансформатора) и при натоварването (консуматорите) са точно еднакви:

  • UA = Ua = 239 (В)
  • UB = Ub = 225 (В)
  • UC = Uc = 232 (В)

Диаграмата на векторно напрежение ще има следната форма. За по-голяма яснота исках да го настроя на мащаб, но не намерих прилична онлайн услуга и нямам време да го извадя на графична хартия, като на университет.

Естествено, фазовите напрежения се преместват една спрямо друга с 120 електрически градуса.

Сега трябва да знаем товарните токове във фазите, които ние изчисляваме съгласно Закона на Ом за веригата, знаейки фазовите напрежения и съпротивленията на товарите. Изчисляването на фазовите токове ще се извършва в експоненциална форма на сложен номер.

Сега отлагаме получените стойности на токовете в нашата векторна диаграма. защото Тъй като товарът е чисто активен, тогава токовите вектори ще бъдат подравнени с векторите на фазовото напрежение.

Това е нормалният режим на работа, когато няма прекъсване на неутралния проводник, т.е. Това е асиметричен режим на работа на четирипроводна, трифазна мрежа с нулева жичка.

За интерес може да се изчисли токът в неутралния проводник, който е равен на геометричната сума на всички фазови токове. За удобство добавянето на сложни числа ги превежда от експоненциална към алгебрична форма и отново записва резултата в експоненциален.

Оказа се, че текущата стойност на нула е 8,86 (A).

Изчисляване на асиметричния режим на трифазна мрежа без неутрален проводник

Но сега нека да преминем към най-интересното!

Да предположим, че в подовия панел, поради лош контакт, багажника нула N (PEN) изгоря от нас, или електротехникът върши работата, погрешно го изтръгна, например на това място (посочих точката на разкъсване не с червен кръст). Току-що посочих две причини за нулев пробив, всъщност може да има много.

Ето снимка на подобен щит за подови настилки. Между другото, този щит е в разочарование и имам отделна статия за него, където разяснявам подробно как и какво трябва да бъде фиксирано и коригирано в него.

И така, какво се случва, когато основната нула на N (PEN) се счупи?

Когато нулевата жица се счупи, всичките три съпротивления ще бъдат включени от звезда, но без нула. Ще има неутрално преместване и преразпределение (кос) на фазовите напрежения на апартаментите. Всъщност имаме трифазна трипроводна мрежа без нулев проводник, но с различни товари.

И за да разберем точно как се разпределят фазовите напрежения, първо е необходимо да се намери неутрално напрежение на пристрастие (използвайки метода на възловото напрежение).

По този начин се оказа, че когато нулата се счупи между неутралния трансформатор и изгорелия неутрал в подовия щит, ще се появи потенциал от около 181 (B).

Ако сте използвали остаряла TN-C заземяваща система във вашата къща, в която всички отворени метални конструкции са свързани към неутрална (нулирана), тогава тази потенциална разлика (напрежение) ще бъде върху всички метални части, които са неутрализирани и в нашия пример металното тяло ще бъде под напрежение подовия щит и всичко свързано с нулевия блок N и това са нашите нулеви проводници на трите наши апартаменти.

Натискайки тялото на екрана или някакъв неутрален проводник, ще попаднете под действието на електрически ток.

Аз няма да говоря за последствията, няколко статии на сайта вече са написани за това с реални случаи, да се запознаят:

Ако сте направили разделянето на проводника PEN в подовия панел и сте превключили от заземителната система TN-C към TN-CS, тази потенциална разлика няма да бъде само върху изгорялата нула и върху дизайна на щита, но и върху корпусите на всичките ви електрически уреди и оборудване, които Значително увеличава шансовете да бъдете засегнати от електрически ток Между другото, това е още едно доказателство, че отделянето на PEN проводника трябва да се извършва не в подовия щит, а в ASU.

Но това не е всичко.

Определете фазовото напрежение при натоварването, като се вземе предвид преместването на неутрала.

И какво виждаме? И виждаме фазовия дисбаланс в трифазната мрежа.

Във фаза А напрежението ще се понижи от 239 (V) на 65 (V), във фаза B напрежението ще се увеличи от 225 (V) на 335 (V), а във фаза С напрежението ще се увеличи от 232 (V) до 372 (V),

Естествено, в апартамент № 1 с такова ниско напрежение от 65 (V) нищо няма да се случи с електрическа кана, просто просто няма да работи. Но ако вместо чайник, хладилник, климатик или други потребители с моторно натоварване бяха свързани, тогава е много вероятно те да не са в ред.

Но в апартаментите номер 2 и номер 3 последствията ще бъдат много тъжни. При напрежение 335 (V) и 372 (V), лампите в тях незабавно ще се изгарят. Ако вместо лампите е включен различен товар, било то телевизор, компютър и други домакински уреди, те веднага ще се провалят, освен ако, разбира се, нямат вградена защита срещу напрежение. Възможно е дори да има огън.

Да, между другото, нашата схема на вектор след изгарянето на нула ще изглежда така.

Както можете да видите, неутралната точка n се е преместила до точка n ', т.е. до най-заредената фаза А. В най-натоварената фаза напрежението намалява, а в по-малко заредената фаза, напротив, се увеличава почти до напрежението в мрежата.

При промяна на съпротивлението на фазовите натоварвания, напрежението на пристрастие на неутралния блок може да варира широко, докато неутралната точка n 'може да бъде разположена на различни места на векторната диаграма и фазовото напрежение на потребителя може да варира от нулево до линейно напрежение.

В тази ситуация фазовите напрежения при захранването (трансформатора) ще останат непроменени, т.е. асиметрията на товара не оказва влияние върху системата за захранващо напрежение.

И сега, като отново се позоваваме на закона на Ом, ние изчисляваме фазовите токове.

Нека да проверим изчисленията си според първия закон на Кирхоф - геометричната сума на токовете на всички фази, когато неутралната жица е нарушена, трябва да бъде нула. Така че нека да потвърдим тази самоличност.

Идентичността е вярна, като се вземат предвид малките грешки, възникнали при изчисленията.

Но това не е всичко. След като потребителите разбият поради свръхнапрежение, ще започне следващото преразпределение на фазовите напрежения, но вече като се вземат предвид тези изгорени консуматори, а след това напрежението може да се увеличи в друга фаза. По принцип такава безкрайна реакция ще продължи, докато всичко бъде изгорено.

данни

Какво заключение може да се направи?

В този пример аз моделирах прекъсването на неутралния проводник в подовия панел, от който бяха захранвани еднофазните натоварвания на три апартамента от различни фази. Ако разгледаме цялата жилищна сграда, ситуацията ще бъде подобна, тъй като натоварването на фазите варира значително и във всеки случай ще бъде асиметрично. Подобна ситуация може да възникне и в частна къща с трифазен вход.

По този начин от изчисленията се вижда, че когато нулевият проводник е счупен в трифазни мрежи с ниско заземен неутрал, ако натоварванията са небалансирани, фазовите напрежения могат да достигнат опасни стойности. Спомням си, че в този пример, във фаза В и фаза С напрежението се е увеличило съответно до 335 (V) и 372 (В), т.е. се увеличи почти до линейна.

Тук исках да добави, че със симетрично натоварване, в случай на нулева счупване, няма да има фазово отклонение. Ето защо много трифазни двигатели се захранват от четирижилни кабели без нула (A, B, C и PE).

Защита срещу нулева счупване

Какви мерки могат да се предприемат за предотвратяване на такива инциденти?

Ако това е жилищна сграда, тогава непрекъснато се изисква обслужващата организация постоянно да следи и редовно да проверява състоянието на окабеляването от ASU към подовите панели, включително всички необходими измервания с участието на електрическата лаборатория (ETL). Ние, между другото, редовно привличаме управляващи компании (МК) да извършват такава работа, защото тези измервания трябва да се извършват с определена честота, която е посочена в OLC и PTEEP. Между другото, тук са снимките от последната проверка на една жилищна сграда. И как е имало нещо друго там ?!

Вероятно ще напиша отделна статия с тази статия със специфични коментари, за да се абонирате за новините на сайта, за да не пропуснете най-интересното.

Ето още няколко снимки от обектите. Понякога е страшно дори да погледнете в електрически щит, да не говорим за каквото и да е работа в него.

Ако все още имате ситуация с нулева счупване, тогава ще ви спестят само устройства (релета), за които говорих в самото начало на статията. Освен това "библейският електротехник" (PUE, стр.7.1.21) препоръчва да не се пренебрегват тези съвети.

Също така PUE, стр.1.7.145 забранява инсталирането на превключващи устройства (прекъсвачи, предпазители и др.) В неутралния проводник PEN, за да предпази потребителите от фазов дисбаланс в асиметричния режим.

Внимание! Един от редовните читатели на сайта симулира ситуация с нулева фаза в трифазна мрежа, когато натоварването във всяка фаза е една и съща, и след това добави допълнителен товар към една от фазите. Вече въз основа на теорията, представена в тази статия, вижте какво се случва в тези два различни случая. Константин от мен лично, благодаря ви много за предоставения материал.

В заключение, бих искал да подчертая, че всички по-горе в тази статия се отнасят до счупването на неутралния проводник в трифазна мрежа. Ако при еднофазовия вход към апартамента встъпителната нула е изстреляна от вас, тогава няма да ви изгори нищо, но възникна ситуация с различен план, която подробно описах в статията за появата на "две фази" в гнездата.

Послепис Дали някой от вас стане "жертва" на нулева почивка ?! При какви обстоятелства се е случило, какви са последствията - споделете историята си в коментарите, за да архивирате информацията в тази статия с примери от реалния живот.

Ако статията ви е полезна, споделете я с приятелите си:

Счупване на нула и несъответствие на фазите в трифазна мрежа. Дебалансиране на напрежението

В статиите ни често споменахме фазов дисбаланс в трифазната мрежа, че това е неприятна ситуация, водеща до дисбаланс на напрежението и неуспех на домакинските уреди. Читателите обърнаха внимание на факта, че в такива ситуации защитната автоматика би трябвало да доведе до изключване, или нещо може да се направи на ръка, най-малкото повечето въпроси бяха формулирани по този начин. Всъщност не, затова решихме в рамките на тази статия да разгледаме този проблем - защита срещу фазов дисбаланс.

Основни понятия за фазово несъответствие и мрежови параметри

За да започнете, вземете обичайните мащаби - с лъч, върху който слагаме топката. Докато балансът е балансиран, топката ще бъде в средата. Но веднага щом колелцето се завърти, топката се спуска надолу по склона. Топката също има тежест, затова колкото по-близо е до ръба на рока, толкова по-трудно ще бъде да се балансират тези скали. Проблемът не е дори, че теглото на топката не е известно, факт е, че тя се движи. Приблизително същият проблем възниква, когато се появява фазов дисбаланс в трифазна мрежа, само в този случай везните няма да имат две рамена, а три, а когато самите топчета не са ясни.

В горния пример няма формули, но има физика на феномена, тъй като дори в мрежа от две фази (или фаза и неутрална), топката е всъщност консумация на енергия. Ако процесът не бъде спрян, то топката ще достигне края на рамото на скалата, ще падне върху чашата и няма да бъде възможно да се възстанови равновесието без външна намеса. Графично това може да се представи, както следва:

Зелените линии са състояние на равновесие, червените линии показват как напрежението може да се промени, когато фазата е неправилно подредена в трифазна мрежа и ще възникне спешна ситуация, когато стойността на сегмента "Фаза С точка N" надвишава 300 волта. Екстремен случай е ситуация, в която точка N съвпада с "Фаза А" или "Фаза Б". Още веднъж гледаме фигурата - кос (сегмент N-N, стойност на кос) в тази ситуация ще достигне 220 V.

Същевременно в раздел "Фаза C - N" стойността на напрежението вместо 220V ще бъде 380 V. За домакински уред, проектиран за максимално 250 V, това е бедствие. Разбира се, автоматичните прекъсвачи ще трябва да изключат линията в такива условия, но това ще се случи само ако има натоварване във веригата.

Нека да обобщим междинния резултат: фазовият дисбаланс в трифазната мрежа е необичайна ситуация, която води до промени в параметрите на мрежата, което може да доведе до инциденти. Нека видим откъде идва този кос, и дали можем да се борим с него.

Причини за изкривяване на фазата

Вече анализирахме трифазната мрежа в подробности, остава да разгледаме друг аспект - прекъсването в нулевата точка на трифазната мрежа, което е най-неприятното злополука.

В електрическите мрежи прекъсването на всякакви проводници е вече злополука, което не води до нищо добро, но неутралната почивка е особено неприятна. Огромен брой апартаменти днес са захранвани от трифазни трансформатори с твърдо заземено неутрално устройство. В допълнение към сигурността, това е неутрално, което позволява малките фазови дисбаланси в трифазната мрежа да бъдат гладко приведени в съответствие, давайки повече или по-малко 220V на апартаментите със заземяване.

Изключване на неутрала (например на входа на решетката). Какво получаваме в резултат на тази ситуация? Първоначално ще получим неконтролируем процес на преразпределение на напрежението (което ще зависи от натоварването на всяка фаза в различните апартаменти). Най-устойчивата (заредена) фаза ще приеме функцията "неутрална". Напрежението в него ще започне да нараства до стойности от 380V. Най-незаредената фаза ще "изтече" до 127V или по-ниска. Резултатът ще бъде предвидим - провалът на домакинските уреди, изгорелите лампи и други проблеми. Първият ще се провали устройствата с двигатели, а след това с отоплителни елементи. Точните инструменти също ще страдат, но в по-малка степен. Съвременната телевизия е малко вероятно да изгори - изключете. Но пералната машина няма да оцелее със сигурност.

Най-лошото от всички ще бъдат тези, които ще бъдат "в края" на тази линия, натоварванията ще надхвърлят допустимите, освен това не всички автомати "разберат", че е време да се прекъснат. Има огромни рискове от пожар, както при устройства, така и при окабеляване. Така че прекъсване в нулева точка в трифазна мрежа е граничен случай, когато има пълен дисбаланс на напрежението, няма земна връзка = човешки шок и гарантирана спешна ситуация за електрическата мрежа. Снимката е само пример за екстремно фазова кос на тестовия инструмент:

Това, разбира се, е най-неприятната ситуация, но спадът на напрежението в мрежата също не е толкова безобиден, колкото изглежда, особено когато става дума за частна къща, задвижвана от три фази.

Просто реле за контрол на напрежението, което може да бъде инсталирано в апартамент (или панел), конфигуриран да бъде принуден да се изключва, когато напрежението се промени, ще предпази от електрическото окабеляване и уредите от тази ситуация.

Нека се върнем към други причини за фазови изкривявания в трифазна мрежа, или по-скоро се интересуваме повече от вътрешно приложение - т.е. двуфазова мрежа на апартамент или частна къща, която е КОМПОЗИТНА част от трифазна мрежа. Не забравяйте за тази част - нашите две фази са само част от голяма електроенергийна мрежа.

Друг пример. Нашият апартамент има 4 линии. Вземете всички устройства, удължителни кабели и тройници и всички включени в един изход на един ред. И ние ще включим мултицет в гнездото на друга линия и ще видим какво ще се случи с напрежението. Какво ще се случи? Да, автоматичната защита ще спре този позор и ще прекъсне връзката с проблема. Но преди това ще видим на мултиметъра на "свободната линия", че напрежението значително ще надвиши 220 V. По този принцип е изградена защитата от фазово изкривяване - разпределението на натоварването.

Още веднъж, фазовият дисбаланс възниква в ситуация, когато една от фазите е "претоварена" с товар, докато другата е "свободна". Тези везни - на една чаша пускаме устройствата, включително и един по един, а втората скала е празна. Естествено, купата с инструменти ще надхвърли празната.

В действителност, за обширна енергийна система, процесът е по-сложен, тъй като в процеса участват промишлени електрически приемници, системи за улично осветление и реактивна мощност. Но смисълът на процеса е точно такъв - основната задача на електротехник, особено на домашен любимец като нас, е правилното да предскаже натоварването на различни части от електрическата мрежа в апартамент или къща, което предотвратява концентрацията на мощни потребители в една линия.

Начини за защита срещу фаза кос

По този начин, за да се предпази от фазово изкривяване, се използват следните методи:

  1. Компетентен дизайн на мрежата с прогноза за натоварване. Това ви позволява да балансирате потреблението, така че фазите, свързани със силата на обекта, да са равномерно натоварени.
  2. Използване на устройства, които позволяват да се натоварва натоварването на различни фази в автоматичния режим, без участието на оператора (за големи обекти).
  3. Промени в моделите на потребление в съществуващи мрежи, ако са направени грешки в дизайна на мрежата или не е възможно първоначално да се изчисли консумацията на енергия на всеки сайт.
  4. Промяна на мощността на потребителите в най-критичните ситуации.

Най-екстремният начин да се избегне изкривяването е да се преразпредели енергийното захранване (превключване на жилищна сграда на по-заредена линия), което позволява проблематичният обект да бъде "разреден" с голям брой потребители във всичките три фази.

Има и други начини, но те се отнасят до промишленото потребление, няма да ги разглеждаме. И ние отбелязваме, че компетентен проект (схема) не е панацея, електрическата система на къща или апартамент не е догма, живее заедно с жителите и промени толкова често, че в продължение на няколко години може да се различава от първоначалното състояние.

Основното заключение на тази част от статията - преди да свържете кабелите, помислете дали равномерно разпределяте всичко по различни линии. Ако купувате много мощна перална машина, направете отделна линия за нея. Свържете се с електротехник, за да включите тази линия. В крайна сметка, асиметрията на стреса на целия вход е пълният дисбаланс на всички потребители. Колкото по-равномерно вашият апартамент консумира електроенергия, толкова по-малко проблеми ще има на пода, и колкото повече такива са подовете, толкова по-стабилно ще бъде напрежението, толкова по-дълго всички електрически уреди ще работят без проблеми.

Заключение. Защо се нуждаем от познаване на фазовите изкривявания в ежедневието?

Когато "фазата изчезна" и се случи инцидент, разбира се, няма да се получи, всичко ще се случи. Но все пак най-малко една обща представа за равновесието на електрическата система трябва да бъде, тъй като редица признаци ще дадат разбиране, че е възможно спешно положение. Основният проблем на фазовото несъответствие в трифазна мрежа е спадът на напрежението. Текущите ще се променят, но напрежението е основният симптом, който ще даде разбиране, че възникват проблеми. Опитахме се да визуализираме тези знаци, надяваме се, че ще бъде полезно, особено ако имате апартамент в нова сграда. Няма да имаме никакви признаци тук, обикновено е авария, която има прекалено кратък интервал преди началото на последствията, но най-важното е да изключите енергийната мрежа. И това е важно - извадете щепсела от контакта! И така, какво би трябвало да предизвика подозрение:

  • Мигат енергоспестяващи или флуоресцентни лампи. Дори трептенето трябва да бъде предупредено, тъй като тези светлинни източници са най-чувствителни към напрежението;
  • Мигането на крушки с нажежаема жичка, слабо или обратно ярка светлина. Промяната на яркостта, която може да се види визуално, е добра причина да изключите ключа за отваряне, за да разберете причината. В този случай промените в напрежението вече са големи;
  • Признаци на ненормални електрически уреди. Това важи за уреди с вградена защита - ютии, електрически чайници, микровълнова печка и др. Чайникът е изключен, микровълновата фурна не се стартира. Това показва, че мрежовото напрежение е под приемливо. Защитните машини все още не реагират, но мрежовите настройки са се променили.
  • Бутон "Топъл", който включва светлината. Може да не виждате мига, но изключвайки светлината, чувствате, че превключвателят е по-топъл от стената. Това е опасен знак;
  • Когато включите щепсела в контакта, можете да чувате (чувате) искри. Не залепвайте щепсела. Това е много лош знак. Може би същата нулева скъсване в трифазна мрежа;
  • Спонтанно изключване на защитните прекъсвачи при липса на претоварване и разбирането, че натоварването в апартамента (къщата) изобщо не се е променило. Това се изразява при включване на осветлението или включените в мрежата уреди (същата чайник). По принцип защитата в тези мрежи е добре направена, устройствата ще оцелеят, но предпазните мерки няма да се намесят;
  • Искри, звуци на кликвания в панела и подобни знаци, когато влизат в апартамента, трябва да сигнализират най-много. В такива ситуации не бива да се опитвате да включите електрическата крушка - най-добре е да разберете от вашите съседи какво се случва и да предизвикате авариен екип от енергийни инженери. Същото трябва да се направи, ако светлината на площадката на входа мига силно или изгаря напълно (особено с разрушаването на крушката). Това са признаци за извънредно положение на цялата електрическа мрежа, а не само във вашия апартамент.

И, разбира се, си струва да мислите за инсталиране на устройство, което може непрекъснато да показва напрежение: реле, индикатор или друг. Някои съвременни измервателни уреди са оборудвани с такава опция, която ви позволява да наблюдавате визуално входното напрежение. Този вид индикатор е незаменим, защото не всеки знае как да използва измервателни устройства и е трудно да се измерват параметрите с волтметър или мултиметър през цялото време. Отлична мощност е регулатор на напрежението за частна къща (в областта на критичното оборудване), която показва входното напрежение и напрежението, което то дава на устройствата.

Е, никой не е отменил здравия разум, както и разбирането, че устройствата никога няма да започнат да се държат "по някакъв начин погрешни", особено наведнъж. Ако това се случи, започнете да предприемате действия, преди фазовият дисбаланс да доведе до преки загуби. Не забравяйте, че енергийните инженери, разбира се, са отговорни за параметрите на мрежата, но това е ограничено от границите и множество резерви, така че в случай на такива аварии няма нужда да се очаква компенсация.