Линейно и фазово напрежение - разликата и съотношението

  • Инструмент

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.

Напрежението между щифт А и нулева точка, B и нулева точка, C и нулева точка се наричат ​​фазово напрежение, те са обозначени Ua, Ub и Uc, и тъй като мрежата е симетрична, можете просто да напишете 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.

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 и синусоида 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.

Разберете разликата между фазовото и линейно напрежение

Фазово напрежение и линейна, звезда и делта връзка. В разговорите на професионални електротехници често можете да чуете тези думи. Но дори и всеки електротехник не знае точния им смисъл. И така, какво означават тези термини? Нека се опитаме да го разберем.

В зората на електротехниката енергията на електрическите генератори и батериите беше прехвърлена на потребителите чрез DC мрежи. В САЩ основният апологет за тази идея е известният изобретател Томас Едисон и най-големите енергийни компании по онова време, подчиняващи се на властта на "инженерния гигант", без съмнение го въведоха в реалност.

Когато обаче възникна въпросът за създаването на широка електрическа мрежа от потребители, задвижвана от генератор, разположен на голямо разстояние, което изискваше създаването на първата електропроводна мрежа, проектът беше победен от никой, след това неизвестен сръбски експатриран Никола Тесла.

Той радикално промени самата идея за захранващата система, като използва, вместо постоянна, генератор и електрически проводници с променлив ток. Това позволява да се намалят значително енергийните загуби, потреблението на материали и да се подобри енергийната ефективност.

В тази система е използван трифазен алтернатор на променлив ток, създаден от Тесла, и енергията е била прехвърлена с помощта на трансформатори на напрежение, измислени от руския учен П. Яблочков.

Друг руски инженер, М. О. Доливо-Доброполски, година по-късно, не само създаде подобна система за доставка на електроенергия в Русия, но и значително подобри.

Тесла използва шест проводника за генериране и предаване на енергия, Доброволски предложи да се намали броят на четири чрез промяна на връзката на генератора.

Експериментирайки създаването на генератор, той изобретил асинхронен ротор електродвигател с катерици, който все още е най-широко използван в индустрията.

Какво е фаза: дефинирана в

Концепцията за фаза съществува само в синусоидални схеми на променлив ток. Математически такъв ток може да бъде представен и описан от уравненията на въртящ се вектор, фиксиран в единия край в началото на координатите. Промяната в напрежението на веригата във времето ще бъде проекция на този вектор върху координатната ос.

Стойността на това количество зависи от ъгъла, по който се намира вектора на координатната ос. Строго погледнато, ъгълът на вектора е фаза.

Стойността на напрежението се измерва спрямо потенциала на Земята, винаги равен на нула. Ето защо, телта, в която има напрежение на променлив ток, се нарича фаза, а другата, заземена, - нула.

Фазовият ъгъл на един вектор не представлява голяма практическа стойност - в електрическите мрежи той прави пълен ход на 360 ° в 1/50 сек. Когато повече употреба има относителен ъгъл между два вектора.

В схеми с така наречените реактивни елементи: намотки, кондензатори, тя се формира между векторите на стойностите на напрежението и тока. Този ъгъл се нарича фазово отместване.

Ако стойностите на реактивните натоварвания не се променят с времето, тогава фазовото отместване между тока и напрежението ще бъде постоянно. И вече с него можете да направите анализ и изчисление на електрическите вериги.

В XIX век, когато нямаше научна теория за електроенергията и цялото разработване на ново оборудване беше проведено експериментално, експериментаторите забелязаха, че завъртането на телта, въртящо се в постоянно магнитно поле, създава електрическо напрежение в своите краища.

След това се оказа, че се различава синусоидно. Ако вятър намотка на много завъртания, напрежението ще се увеличи пропорционално. По този начин се появиха първите електрически генератори, които биха могли да осигурят на потребителите електрическа енергия.

Тесла, в генератор, разработен за водноелектрическата гара Ниагара, а след това най-голямата в САЩ, за да използва магнитното поле по-ефективно, не постави една бобина в нея, а три.

Опитвайки се с такива генератори, първите електроинженери забелязаха, че напреженията в намотките не се променят едновременно. Когато например в единия от тях достигне положителен максимум, в другите две тя ще бъде половината от отрицателния минимум и периодично за всяка намотка, а за математическото описание на такава система е необходима система от три въртящи се вектора с относителен ъгъл от 120 °.,

По-късно се оказа, че ако натоварванията в веригите на намотките са много различни един от друг, това значително влошава работата на самия генератор. Оказа се, че при големи разклонени мрежи е по-изгодно да не се плъзгат три различни линии за електрозахранване към потребителите, а да се приведе един трифазен към тях, а в края му да се осигури равномерно разпределение на товарите на всяка фаза.

Доливо - Доброволски предложи точно такава схема, когато един изход от всяка от трите намотки на генератора е свързан заедно и заземен, в резултат на което техният потенциал става равен и нулев, а електрическите напрежения се отстраняват от другите три извода на намотките.

Тази схема получи името "звезда връзка". Това все още е основната схема на организацията на трифазни електрически мрежи.

Разберете какво напрежение фаза

За да се създадат такива мрежи, се изисква да се изведе електропровод от генератора към консуматори, състоящи се от трифазни жици и един нулев проводник. Разбира се, в реални мрежи, за да се увеличат загубите в проводниците и в двата края на линиите, също се свързват стъпкови и стъпкови трансформатори, но това не променя реалната картина на работата на мрежата.

Нулевата жица е необходима, за да се фиксира потенциалът на общия изход на генератора към потребителя, тъй като напрежението във всеки фазов проводник е създадено спрямо него.

По този начин фазовото напрежение се формира и измерва по отношение на общата точка на свързване на намотките - неутралната жица. В добре балансирана трифазна мрежа за натоварвания минималният ток преминава през неутралната жица.

На изхода на трифазната преносна мрежа има трифазни проводници: L1, L2, L3 и една нула - N. Съгласно съществуващите европейски стандарти те трябва да имат цветова нотация:

  • L1 е кафяво;
  • L2 е черен;
  • L3 е сиво;
  • N е син;
  • Жълто зелено за защитно заземяване.

Тези линии се насочват към големи, сериозни потребители: предприятия, градски квартали и т.н. Но крайните потребители с ниска мощност обикновено не се нуждаят от три източника на напрежение, така че те се свързват с еднофазни мрежи, където има само една фаза и един неутрален проводник.

Еднородното разпределение на товарите във всяка от трите еднофазни линии осигурява равновесието на фазите в трифазната електрозахранваща система.

Какво е напрежение в мрежата?

Предимствата на еднофазовата мрежа са, че един от проводниците има потенциал близък до този на Земята.

Това, на първо място, помага да се гарантира електрическата безопасност на оборудването, когато рискът от токов удар е само един фазов проводник.

На второ място, такава схема е удобна за окабеляване на мрежи, изчисляване и разбиране на тяхната работа и извършване на измервания. Така че, за да намерите фазов проводник, не са необходими специални измервателни устройства, достатъчно е да имате индикаторна отвертка.

Но може да се получи още едно напрежение от трифазни мрежи, ако свържете товара между два фазови проводника. Тя ще бъде по-висока в стойност, отколкото фазовото напрежение, защото ще бъде проекция на координатната ос на не един вектор, а два, разположени под ъгъл от 120 ° един към друг.

Този "надвиснал" ще доведе до ръст от около 73%, или √3-1. Съгласно съществуващия стандарт линейното напрежение в трифазна мрежа трябва да бъде равно на 380 V.

Каква е основната разлика между тези напрежения

Ако подходящ товар е свързан към такава мрежа, например трифазен електродвигател, той ще даде механична мощност много по-голяма от еднофазен един със същия размер и тегло. Но можете да свържете трифазно натоварване по два начина. Едно, както вече беше споменато - "звезда".

Ако първоначалните изходи на трите намотки на генератора или линейния трансформатор не са свързани заедно, но свържете всеки от тях към крайния изход на следващия, като създадете серийна верига от намотките, тази връзка се нарича "триъгълник".

Неговата особеност е в отсъствието на неутрална жица, а за да се свържете с такива мрежи се нуждаете от подходящото трифазно оборудване, при което товарите се свързват и с "триъгълник".

При такава връзка са в експлоатация само линейни напрежения от 380 V. Един пример: електрическият мотор, свързан към трифазна мрежа според звездната верига, с ток в намотките от 3.3 А, ще развие мощност от 2190 W.

Оказва се, че като имаме трифазна мрежа и един и същ електродвигател, можем да получим много по-голяма мощност от използването на еднофазни такива, а просто чрез промяна на електрическата схема ще увеличим изходната мощност на двигателя три пъти повече. Вярно е, че намотките му също трябва да бъдат класифицирани за увеличаване на тока.

По този начин основната разлика между двата вида напрежение в AC мрежите, както разбрахме, е величината на напрежението в мрежата, което е 3 пъти фазовото напрежение. Абсолютната стойност на потенциалната разлика между фазовия проводник и Земята се приема като стойността на фазовото напрежение. Линейното напрежение е относителната величина на потенциалната разлика между два фазови проводника.

Трифазен ток

Повечето алтернатори, както и електропроводите, използват трифазни системи. Текущото прехвърляне се извършва на три реда (или четири) вместо на две. Трифазният ток е система от променлив ток, където стойностите на токовете и напреженията варират синусоидално. Честотата на синусоидалните токови трептения в Русия и Европа е 50 Hz.

Защо да използвате трифазен ток

Транспортирането на електроенергия от централи до отдалечени точки включва използването на много дълги проводници и кабели с висока устойчивост. Това означава, че част от енергията ще бъде загубена, разсейваща се под формата на топлина. Чрез намаляване на токовете, предавани от електрически линии, можете значително да намалите загубите.

Най-често срещаната форма на производство на електроенергия е трифазно поколение. В индустрията трифазен променлив ток често се използва за работа с електродвигатели.

Предимствата на трифазната система:

  1. Възможността за наличие на фазово и линейно напрежение в трифазни схеми на две различни стойности: висока - за мощни консуматори, ниска - за останалите;
  2. Намалени загуби при транспортирането на енергия, поради което използването на по-евтини проводници и кабели;
  3. Трифазните машини имат по-стабилен въртящ момент от еднофазен (по-висока производителност);
  4. Най-добра производителност при трифазни генератори;
  5. В някои случаи, постоянен ток трябва да се получава от променлив ток. В този случай използването на 3 фазови тока е значително предимство, тъй като пулсацията на ректифицираното напрежение е много по-ниска.

Какво е трифазен ток?

Трифазната AC система е три синусоидални токови сигнали, разликите между които са една трета от цикъла или 120 електрически градуса (пълен цикъл е 360 °). Те преминават високите си по нормален начин, наречен фазова последователност. Синусоидното напрежение е пропорционално на косинуса или синуса на фаза.

Три фази обикновено се доставят в три (или четири) проводника, а фазовите и линейни напрежения в трифазни схеми са потенциални разлики между двойки проводници. Фазовите токове са текущи стойности във всеки проводник.

Трифазни схеми

В конфигурацията на звездата има трифазни проводници. Ако нулевите точки на електрозахранването и приемника са свързани, тогава се получава четири-жична "звезда".

В схемата, междуфазовото напрежение между фазовите проводници (наричани също линейни) и фазовото напрежение между отделните фазови проводници и N-проводника са различни.

Кое фазово напрежение е най-ясно определено от конструкцията на векторите - това са три симетрични вектора U (A), U (B) и U (C). Тук можете да видите какво линейно напрежение е:

Това е важно! Векторни конструкции дават представа за смяната между съответстващата фаза и междуфазовото напрежение - 30 °.

Ето защо напрежението на линията за звездна верига с еднакви натоварвания може да се изчисли както следва:

Uab = 2 х Ua x cos 30 ° = 2 х Ua x 3/2 = 3 x Ua.

По същия начин има и други индикатори на фазовото напрежение.

Линейно и фазово напрежение, ако обобщим стойностите на вектора на всички фази, са равни на нула:

Ако към "звездата" е свързан електрически приемник с идентична съпротива във всяка фаза:

Можете да изчислите линейните и фазовите токове:

Изграждане на вектори в схема "Y"

За общите случаи на "звезда" системата линейните текущи стойности са идентични на фазовите.

Обикновено се приема, че източникът захранващ консуматорите на енергия е симетричен и само импедансът определя работата на веригата.

Тъй като индексът на сумиращия ток съответства на нула (закона на Kirchhoff), в случай на четирипроводна система в неутрален проводник токът не тече. Системата ще се държи еднакво независимо дали съществува неутрален проводник или не.

За активната мощност на трифазен приемник е валидна следната формула:

P = √3 x Uf I x cos φ.

Реактивна мощност:

Q = √3 x Uf I x sin φ.

"Y" при асиметрично натоварване

Това е такава схема на конфигурация, където текущата стойност на една фаза се различава от другата, или фазовите отмествания на токовете са различни в сравнение с напрежението. Междуфазовото напрежение ще остане симетрично. Появата на нулева точка от центъра на триъгълника се определя от векторни конструкции. Резултатът е асиметрията на фазовите напрежения и външния вид на Uo:

Uo = 1/3 (U (A) + U (В) + U (С)).

Въпреки асиметричното натоварване индикаторът за сумиращия ток е нулев.

"Y" без N-проводник при асиметрично натоварване

Това е важно! Работата на веригата с асиметрично натоварване зависи от това дали има N-проводник.

Веригата се държи по различен начин, когато N-проводник е свързан с незначителен импеданс Zo = 0. Нулевите точки на източника на захранване и електрическия приемник са галванично свързани и имат същия потенциал. Фазовото напрежение на различните фази придобива идентична стойност, а токовата стойност в N-проводника:

Четирипроводна верига "Y"

При пренос на енергия е обичайно да се използват трипроводни системи при нива на високо и средно напрежение. При ниско напрежение, където е трудно да се избегнат небалансирани товари, се използват четирижилни системи.

Схема "Δ"

Свързвайки края на всяка фаза на електрическия приемник до началото на следващия, можете да получите трифазен ток със серийно свързани фази. Получената конфигурация на веригата се нарича "триъгълник". В тази форма тя може да работи само като трипроводна.

С помощта на векторни конструкции, разбираеми дори за чайници, са илюстрирани фазовите и линейни напрежения и токове. Всяка фаза на електрическия приемник е свързана към напрежението между двете проводници. Линейното и фазовото напрежение са идентични при приемника.

"Δ" схема и конструкция на вектора

Интерфейсните токове за "триъгълника" - I (A), I (B), I (C). Фаза I (AB), IВС), I (СА).

Линейните токове са от векторни конструкции:

Сумарната стойност на тока в симетрична система е нула. RMS фазови токове:

I (AB) = I (Вс) = I (SA) = U / Z.

Тъй като фазовото отместване между U и I е 30 °, линейният ток в тази конфигурация ще бъде равен на:

I (A) = I (AB) - I (SA) = 2 x I (AB) x cos 30 ° = 2 x Ако x √3 / 2 = √3 x Ако.

Това е важно! Ефективната величина на линейния ток е √ 3 пъти ефективната величина на фазовия ток.

Трифазен и еднофазен ток

Конфигурацията на схема "Y" дава възможност да се използват две различни напрежения при захранване на потребители на домакинска и промишлена мрежа: 220 V и 380 V. 220 V се получава с помощта на два проводника. Един от тях е фаза, а другият е N-проводник. Напрежението между тях съответства на фазата. Ако вземем 2 проводника, и двете представляват фази, тогава напрежението между фазите се нарича линейно и е равно на 380 V. Всички 3 фази се използват за свързване.

Разпределение на напрежението в еднофазни и трифазни системи

Основните разлики между еднофазни и трифазни системи:

  1. Еднофазен ток изисква мощност през един проводник, трифазен - през три;
  2. За да завършите еднофазовата верига на захранване, се изискват 2 проводника: още един неутрален, за трифазен - 4 (плюс неутрален);
  3. Най-голямата мощност се предава в три фази, за разлика от еднофазна система;
  4. Еднофазовата мрежа е по-проста;
  5. Когато фазов проводник работи повреден в еднофазна мрежа, мощността е напълно изгубена, а в трифазен ток се захранва през останалите две фази.

Интересното е. Никола Тесла, откривателят на многофазовите токове и изобретателят на асинхронен двигател, използва двуфазен ток с фазова разлика от 90 °. Такава система е подходяща за създаване на въртящо се магнитно поле повече от еднофазно, но по-малко от трифазно. Двуфазната система първоначално е широко разпространена в Съединените щати, но след това напълно изчезна от употребата.

Днес почти цялото захранване се основава на нискочестотен трифазен ток с паралелно използване на отделни фази. Почти всички електроцентрали имат генератори, които произвеждат трифазен ток. Трансформаторите могат да работят с трифазен или еднофазен ток. Наличието на реактивна мощност в такива мрежи изисква инсталиране на компенсаторно оборудване.

Какви са основните разлики между линейното и фазовото напрежение?

Един от видовете системи с множество фази, верига, състояща се от три фази. Те са електродвижещи сили от синусоидален тип, възникващи със синхронна честота, от един електрогенератор и имат различна фаза.

По фаза имаме предвид самостоятелни блокове на система с много фази, които имат идентични текущи параметри. Следователно, в електрическото поле определението за фаза има двойна интерпретация.

Първо, като стойност, имаща синусоидално колебание, и второ, като независим елемент в електрическа мрежа с множество фази. В зависимост от тяхното количество се маркира специална верига: двуфазна, трифазна, шестфазна и т.н.

Днес в електроенергийната индустрия най-популярни са трифазните вериги. Те разполагат с цял списък от предимства, които ги отличават от техните еднофазни и многофазни колеги, тъй като на първо място те са по-евтини по отношение на инсталационната технология и транспорта на електроенергия с най-малко загуби и разходи.

На второ място, те са склонни лесно да образуват движи кръгово магнитно поле, което е движещата сила за асинхронни двигатели, които се използват не само за предприятията, но и във всекидневния живот, например механизма за повдигане на високи асансьори и т.н.

Електрически вериги, които имат три фази, ви позволяват едновременно да използвате два типа напрежение от един източник на електроенергия - линейни и фазови.

Видове напрежение

Знанията за техните характеристики и експлоатационни характеристики са изключително необходими за манипулации в електрически табла и при работа с устройства, задвижвани от 380 волта:

  1. Линеен. Той се нарича "междуфазов ток", т.е. преминава между двойка контакти или идентични печати на различни фази. Тя се определя от потенциалната разлика на двойка фазови контакти.
  2. Фаза. Той се появява при приключване на първоначалните и окончателните заключения на етапа. Също така, той се обозначава като ток, който се получава, когато един от фазовите контакти с нулев изход се затваря. Стойността му се определя от абсолютната стойност на разликата в изводите от фазата и Земята.

разлики

В един обикновен апартамент или частен дом, като правило, има само еднофазен 220-волтов тип мрежа, следователно, да се защитят властта си, подадена в основно две жици - Ground - фаза и нула, а третият се добавя по-малко за тях.

Високите жилищни сгради с офиси, хотели или търговски центрове се доставят директно с 4 или 5 захранващи кабела, осигуряващи трите фази на 380-волтова мрежа.

Защо такова твърдо разделение? Факт е, че трифазовото напрежение, на първо място, се характеризира с повишена мощност и второ, е специално подходящо за захранване на специални трифазни свръхмощни електрически мотори, използвани в заводи, електрически лебедки, ескалатори и т.н.

Такива двигатели, когато се интегрират в трифазна мрежа, произвеждат многократно повече усилия, отколкото техните еднофазни съпротивления със същия размер и тегло.

При свързването на проводниците не е необходимо да се монтира нулев контакт, тъй като вероятността за авария е много малка, поради ненатовареното неутрално положение.

Но такова мрежово оформление също има своя слаба точка, тъй като е изключително трудно да се намери местоположението на повреда на проводника в случай на авария или повреда в линейна инсталационна схема, което може да увеличи риска от пожар.

По този начин основната разлика между фазовите и линейните типове са различните схеми на свързване на източника и на намотките на потребителите.

съотношение

Стойността на фазовото напрежение е около 58% от линейната аналогова мощност. Това означава, че при нормални работни параметри линейната стойност е стабилна и надвишава фазовата стойност с 1,73 пъти.

Оценката на напрежението в трифазната електрическа токова мрежа се осъществява предимно от нейния линеен компонент. За електропроводи от този тип, доставени от подстанции, то обикновено е равно на 380 волта и е идентично на аналогова фаза 220 V.

В електрическите мрежи с четири проводника напрежението на трифазен ток е означено с двете стойности - 380/220 V. Това осигурява възможност за захранване от такава мрежа от устройства, едновременно с еднофазна консумация на мощност от 220 волта и по-мощни агрегати, проектирани за ток от 380 V.

Най-достъпната и универсална система се превърна в трифазен тип 380/220 V, който има неутрален проводник, т.нар. Заземяване. Електрическите модули, работещи на една и съща 220 V фаза, могат да бъдат захранвани от мрежово напрежение, когато са свързани към всяка двойка фазови клеми.

В този случай използването на нулева продукция като заземяване не е необходимо, въпреки че в случай на повреда на изолацията на проводниците, нейното отсъствие сериозно увеличава вероятността от токов удар.

схема

Трифазните единици имат две схеми за свързване към мрежата: първата е "звезда", втората е "делта". В първото изпълнение първоначалните контакти на всичките три намотки на генератора са затворени заедно в паралелна верига, която, както е в случая с традиционните алкални батерии, няма да доведе до увеличаване на мощността.

Второто, последователно свързване на намотките на източника на ток, където всеки първоначален изход е свързан към крайния контакт на предишната намотка, дава трикратно увеличение на напрежението, дължащо се на ефекта от сумирането на напреженията, когато се свързва последователно.

Освен това същите електрически схеми също имат товар под формата на електродвигател, само устройството, свързано към трифазната мрежа според звездната верига при ток от 2.2 А, ще произведе 2190 W мощност и един и същ модул, свързан чрез делта, може да за да даде три пъти повече мощност - 5570, поради факта, че поради серийното свързване на намотките и вътрешността на двигателя, сегашната сила е сумирана и достига 10 A.

Изчисляване на линейно и фазово напрежение

Мрежите с линеен ток се използват широко поради техните характеристики на по-малък риск от нараняване и лекота на размножаване на такива електрически кабели. Всички електрически устройства в този случай са свързани само с един фазов проводник, през който протича токът, а единственият, който е опасен, а вторият е земята.

Лесно е да се изчисли такава система, която може да се ръководи от обичайните формули от курса на училищната физика. Освен това, за да се измери този параметър на мрежата, достатъчно е да се използва конвенционален мултицет, а за да се отчитат връзките на фазовия тип, е необходимо да се използва цялата система на оборудването.

За да изчислите напрежението на линейния ток, приложийте формулата на Kirchhoff:

Уравнението показва, че с всяка от частите на електрическата верига силата на тока е нула - k = 1.

И закона на Ом:

Чрез тях можете лесно да правите изчисления за всяка характеристика на конкретен печат или електрическа мрежа.

Ако системата е разделена на няколко линии, може да се наложи да се изчисли напрежението между фазата и нулата:

Тези стойности са променливи и варират при различните опции за свързване. Ето защо линейните характеристики са идентични на фазите.

В някои случаи обаче се изисква да се изчисли какво е съотношението на фазата и линейния проводник.

За това използвайте формулата:

UL - линейна, Uph - фаза. Формулата е валидна само акоL = IF.

Когато към електрическата система се добавят допълнителни разрядни елементи, е необходимо и лично да се изчисли фазовото напрежение. В този случай стойността на Uff се заменя с цифрови данни от независим печат.

Когато свързвате индустриалните системи към мрежата, може да се наложи да изчислите стойността на реактивната трифазна мощност, която се изчислява по следната формула:

Идентична структура на формулата на активната мощност:

Примери за изчисление:

Например, бобините на трифазен източник на ток са свързани съгласно схемата "звезда", тяхната електродвижеща сила е 220V. Необходимо е да се изчисли напрежението в мрежата.

Линейните напрежения в тази връзка ще бъдат същите и са дефинирани като:

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, концепцията за "повърхностно напрежение" е намерен в апартамента, високи сгради, когато на първия етаж се предвижда офиси, както и в търговски центрове, където структурата на предмети, за да се свържат няколко захранващи кабели в мрежата на трифазен, които осигуряват напрежение от 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.

ELEKTROSAM.RU

търсене

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 подобни фактори, е необходимо предварително да се разпредели натоварването във фазите преди полагане на проводниците на електрическата мрежа.
• За 3-фазова мрежа са необходими повече кабели, проводници и ключове, което означава, че не спестява много пари.
• Възможностите на еднофазна домакинска мрежа са значително по-малки от трифазната власт. Ако възнамерявате да използвате няколко мощни консуматора и домакински уреди, електрически инструменти, е за предпочитане да внесете в къщата или апартамента трифазна мрежа за електрозахранване.
• Основното предимство на 3-фазова мрежа е малка спада на напрежението 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 може да се заключи, че се препоръчва практически да се въведе трифазен ток за частни сгради и къщи с жилищна площ от повече от 100 м 2. 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.