Većina generatora naizmjenična struja, kao i vodovi koji prenose električnu energiju koriste trofazne sisteme. Prenos struje se vrši duž tri (ili četiri) linije umjesto dvije. Trofazna struja je sistem izmjenične električne struje u kojem se vrijednosti struja i napona mijenjaju po sinusoidnom zakonu. Frekvencija sinusnih oscilacija struje u Rusiji i Evropi je 50 Hz.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-15-768x530..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Trofazni dalekovod
Zašto koristiti trofaznu struju
Prijevoz električne energije iz elektrana na udaljene lokacije podrazumijeva korištenje vrlo duge žice i kablovi koji imaju visoka otpornost. To znači da će se dio energije izgubiti i raspršiti u obliku topline. Smanjenjem struja koje se prenose duž dalekovoda, gubici se mogu značajno smanjiti.
Najčešći oblik proizvodnje električne energije je trofazna proizvodnja. U industriji se trofazna izmjenična struja često koristi za rad električnih motora.
Prednosti trofaznog sistema:
- Mogućnost prisustva faznih i linijskih napona u trofaznim krugovima od dva različita značenja: visoka – za moćne potrošače, niska – za druge;
- Smanjeni gubici tokom transporta energije, a samim tim i upotreba jeftinijih žica i kablova;
- Trofazne mašine imaju stabilniji obrtni moment od jednofaznih mašina (veće performanse);
- Najbolje performanse kod trofaznih generatora;
- U nekim slučajevima, jednosmjerna struja se mora dobiti iz naizmjenične struje. U isto vrijeme, upotreba 3-fazne struje je značajna prednost, budući da je valovitost ispravljenog napona mnogo niža.
Šta je trofazna struja
Trofazni sistem naizmenične struje sastoji se od tri sinusna strujna signala, među kojima su razlike jedna trećina ciklusa ili 120 električnih stepeni (pun ciklus je 360°). Oni prolaze kroz svoje maksimume u pravilnom redoslijedu koji se naziva fazni niz. Sinusoidni napon je proporcionalan kosinusu ili sinusu faze.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-11-210x140..jpg 615w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Trofazna struja
Tri faze se obično napajaju preko tri (ili četiri) žice, a fazni i linijski naponi u trofaznim kolima predstavljaju potencijalne razlike između parova provodnika. Fazne struje su količine struje u svakom vodiču.
Trofazni dijagrami kola
U konfiguraciji zvjezdanog kola postoje tri fazne žice. Ako su nulte tačke sistema napajanja i prijemnika spojene, onda se dobija četvorožična "zvijezda".
Kolo razlikuje fazni napon koji se nalazi između faznih vodiča (takođe se naziva linearnim) i fazni napon - između pojedinačnih faznih vodiča i N-provodnika.
Koji je fazni napon najjasnije se određuje konstruisanjem vektora - to su tri simetrična vektora U(A), U(B) i U(C). Ovdje možete vidjeti koliki je mrežni napon:
- U(AB) = U(A) – U(B);
- U(BC) = U(B) – U(C);
- U(CA) = U(C) – U(A).
Bitan! Vektorske konstrukcije daju ideju o pomaku između konzistentnog faznog i međufaznog napona - 30°.
Stoga se linijski napon za zvjezdasto kolo s ujednačenim opterećenjem može izračunati na sljedeći način:
Uab = 2 x Ua x cos 30° = 2 x Ua x √3/2 = √3 x Ua.
Slično se nalaze i drugi indikatori faznog napona.
Linearni i fazni napon, ako zbrojimo vektorske količine svih faza, jednaki su nuli:
- U(A) + U(B) + U(C) = 0;
- U(AB) + U(BC) + U(CA) = 0.
Ako je električni prijemnik sa otporom identičnim u svakoj fazi spojen na zvijezdu:
tada možete izračunati linearne i fazne struje:
- Ia = Ua/Za;
- Ib = Ub/Zb;
- Ic = Uc/Zc.
Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-12-600x335.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/3-12-768x429..jpg 902w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Konstrukcija vektora u “Y” dijagramu
Primjenjivo za opšti slučajevi U sistemu „zvezda”, linearne količine struje su identične faznim.
Obično se pretpostavlja da je izvor koji napaja električne prijemnike simetričan, a samo impedancija određuje rad kola.
S obzirom da indikator zbrajanja struje odgovara nuli (Kirchhoffov zakon), u slučaju četverožičnog sistema, struja ne teče u neutralnom provodniku. Sistem će se ponašati isto bez obzira da li postoji neutralni provodnik ili ne.
Za aktivna snaga trofazni prijemnik, formula vrijedi:
P = √3 x Uf I x cos φ.
Reaktivna snaga:
Q = √3 x Uf I x sin φ.
"Y" za asimetrično opterećenje
Ovo je konfiguracija kola u kojoj se jačina struje jedne faze razlikuje od druge, ili su fazni pomaci struja različiti u odnosu na napone. Međufazni naponi će ostati simetrični. Koristeći vektorske konstrukcije, određuje se izgled pomaka nulte tačke od centra trougla. Rezultat je asimetrija vrijednosti faznog napona i pojava Uo:
Uo = 1/3 (U(A) + U(B) + U(C)).
Unatoč asimetričnom opterećenju, indikator zbrajanja struje je nula.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-11-768x515..jpg 210w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/ 03/4-11.jpg 901w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
"Y" bez N-provodnika na a simetrično opterećenje
Bitan! Rad kola s asimetričnim opterećenjem ovisi o tome postoji li ili ne N-provodnik.
Kolo se ponaša drugačije kada je N-provodnik beznačajan impedansa Zo = 0. Nulte tačke napajanja i prijemnika su galvanski povezane i imaju isti potencijal. Fazni napon različitih faza poprima identične vrijednosti, a trenutna vrijednost jeN-dirigent:
Io = I(A) + I(B) + I(C).
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-6-210x140..jpg 720w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Četvorožični "Y" krug
Prilikom prijenosa energije uobičajeno je koristiti trožilne sisteme na visokom i srednjem naponu. Na niskim naponskim nivoima, gdje je teško izbjeći neuravnotežena opterećenja, koriste se četverožilni sistemi.
"Δ" šema
Povezivanjem kraja svake faze prijemnika na početak sljedeće, možete dobiti trofaznu struju sa fazama spojenim u seriju. Rezultirajuća konfiguracija kola naziva se "trokut". U ovom obliku može raditi samo kao trožični.
Uz pomoć vektorskih konstrukcija, razumljivih i za lutke, ilustrovani su fazni i linearni naponi i struje. Svaka faza električnog prijemnika povezana je na linearni napon između dva vodiča. Linijski i fazni naponi su identični na prijemniku.
Png?.png 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-3-768x239..png 910w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Šema “Δ” i konstrukcija vektora
Međufazne struje za “trougao” su I(A), I(B), I(C). Faza – I(AB), IBC), I(CA).
Linearne struje se nalaze iz vektorskih konstrukcija:
- I(A) = I(AB) – I(CA);
- I(B) = I(BC) – I(AB);
- I(C) = I(CA) – I(BC).
Zbirna količina struje u simetričnom sistemu odgovara nuli. RMS vrijednosti faznih struja:
I(AB) = I(BC) = I(CA) = U/Z.
Budući da je fazni pomak između U i I 30°, struja linije u ovoj konfiguraciji će biti jednaka:
I(A) = I(AB) – I(CA) = 2 x I(AB) x cos 30° = 2 x Iph x √3/2 = √3 x Iph.
Bitan! Efektivna vrijednost linijska struja prelazi √3 puta efektivnu vrijednost fazne struje.
Trofazna i jednofazna struja
Konfiguracija "Y" kola omogućava korištenje dva različiti naponi prilikom ishrane potrošača u domaćinstvu i industrijska mreža: 220 V i 380 V. 220 V se dobija pomoću dva provodnika. Jedan od njih je faza, drugi je N-provodnik. Napon između njih odgovara faznom naponu. Ako uzmete 2 vodiča, oba predstavljaju faze, tada se napon između faza naziva linearnim i jednak je 380 V. Sve 3 faze se koriste za povezivanje.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/7-3.jpg 700w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Raspodjela napona u jednofaznim i trofaznim sistemima
Glavne razlike između jednofaznih i trofaznih sistema:
- Monofazna struja uključuje napajanje kroz jedan provodnik, trofazna - kroz tri;
- Za završetak jednofaznog strujnog kruga potrebna su 2 vodiča: još jedan neutralni, za trofazni - 4 (plus neutralni);
- Najveća snaga se prenosi u tri faze, za razliku od jednofaznog sistema;
- Jednofazna mreža je jednostavnija;
- Ako postoji kvar na faznoj žici jednofazna mreža struja potpuno nestaje, trofazno se napaja preko dvije preostale faze.
Zanimljivo. Nikola Tesla, otkrivač polifaznih struja i pronalazač asinhroni motor, koristi se dvofazna struja sa faznom razlikom od 90°.Takav sistem je pogodan za stvaranje rotacionog magnetsko polje više od jednofaznog, ali manje od trofaznog. Dvofazni sistem je prvo postao široko rasprostranjen u Sjedinjenim Državama, ali je potom potpuno nestao iz upotrebe.
Danas se gotovo svo napajanje električnom energijom zasniva na niskofrekventnoj trofaznoj struji koja koristi pojedine faze paralelno. Gotovo sve elektrane imaju generatore koji proizvode trofaznu struju. Transformatori mogu raditi sa trofaznom ili jednofaznom strujom. Dostupnost reaktivna snaga V slične mreže zahtijeva ugradnju kompenzacijske opreme.
Video
Pridošlice u svijetu elektrike i vlasnici kuća ponekad imaju pitanje šta je u kućnim električnim ožičenjima. To je zbog potrebe za popravkom nekog električnog uređaja.
U nastaloj situaciji, najveći prioritet majstora treba biti pridržavanje sigurnosnih propisa, a ne ispoljavanje primijenjenih vještina i sposobnosti. Poznavanje elementarnih zakona funkcionisanja struje i procesa koji se odvijaju u njoj kućni električni aparati ne samo da će pomoći u rješavanju većine kvarova koji se javljaju u njima, već će ovaj proces učiniti najsigurnijim.
Dizajneri i inženjeri čine sve što mogu da spriječe poseban slučaj kada radite sa strujom kod kuće. Zadatak potrošača je da se pridržava propisanih standarda.
- jednofazna struja;
- dvofazna struja;
- trofazna struja.
Jednofazna struja.
Naizmjenična struja, koja se dobija rotacijom provodnika ili sistema provodnika povezanih u jedan kalem u magnetskom toku, naziva se jednofazna naizmjenična struja.
Obično za transfer jednofazna struja koristite 2 žice. Zovu se faza i nula. Napon između ovih žica je 220 V.
Jednofazno napajanje. Jednofazna struja mogu se donijeti potrošaču od strane dvoje Različiti putevi: 2-žični i 3-žični. U prvom (dvožičnom) dvije žice se koriste za napajanje jednofazne struje. Jedan nosi faznu struju, drugi je namijenjen za neutralnu žicu. Tako se električnom energijom napajaju skoro sve izgrađene zgrade bivši SSSR, Kuće. U drugoj metodi za sumiranje jednofazna struja- dodati još jednu žicu. Ova žica se naziva uzemljenje (PE). Dizajniran je da spriječi strujni udar za osobu, kao i da odvodi struje curenja i spriječi lomljenje uređaja.
Dvofazna struja.
Dvofazna električna struja je skup dvije jednofazne struje pomaknute u fazi jedna u odnosu na drugu za ugao Pi2 ili 90°.
Dobar primjer formiranje dvofazne struje. Uzmimo dvije induktivne zavojnice i rasporedimo ih u prostoru tako da njihove ose budu međusobno okomite, nakon čega napajamo sistem zavojnica dvofazna struja, kao rezultat dobijamo dva magnetna fluksa u sistemu. Vektor rezultirajućeg magnetnog polja će se rotirati konstantnom ugaonom brzinom, kao rezultat toga, pojavljuje se rotirajuće magnetsko polje. Rotor s namotajima napravljenim u obliku kratkospojenog "kotača" ili metalnog cilindra na osovini će se okretati, pokrećući mehanizme.
Oni prenose dvofazne struje koristeći dvije žice: dvije faze i dvije neutralne.
Trofazna struja.
Trofazni sistem električnih kola naziva se sistem koji se sastoji od tri kola u kojima postoje naizmjenični EMF-i iste frekvencije, pomjereni u fazi jedan u odnosu na drugi za 1/3 perioda (φ = 2π/3). Svako pojedinačno kolo takvog sistema ukratko se zove njegova faza, a sistem od tri faze pomaknut naizmenične struje u takvim krugovima se jednostavno naziva trofazna struja. Trofazna struja lako se prenosi na velike udaljenosti. Svaki par faznih žica ima napon od 380 V. Par - fazna žica i neutralni - ima napon od 220 V.
Distribucija trofazna struja za stambene zgrade izvodi se na dva načina: 4-žični i 5-žični. Četvorožična veza se izvodi sa trofaznom i jednom neutralnom žicom. Nakon razvodne ploče, dvije žice se koriste za napajanje utičnica i prekidača - jedna od faza i nula. Napon između ovih žica će biti 220V.
Petožilni priključak trofazne struje - u krug se dodaje zaštitna žica za uzemljenje (PE). U trofaznoj mreži, faze moraju biti opterećene što je ravnomjernije moguće, inače može doći do neravnoteže faze. Kakva se električna instalacija koristi u kući određuje koja električna oprema može biti uključena u nju. Na primjer, uzemljenje je potrebno ako uređaji sa velike snage- frižideri, štednjaci, grijalice, elektronski Aparati- kompjuteri, televizori, uređaji vezani za vodu - jacuzzi, tuševi (voda je provodnik struje). Trofazna struja je neophodna za napajanje motora (relevantno za privatnu kuću).
Električne instalacije za domaćinstvo.
U početku se električna energija proizvodi u elektrani. Zatim, kroz industrijsku električnu mrežu, stiže transformatorska podstanica, gdje se napon pretvara u 380 volti. Spajanje sekundarnih namotaja opadajućeg transformatora vrši se prema krugu "zvijezda": tri kontakta su spojena na zajedničku tačku "0", a preostala tri su spojena na terminale "A", "B" i “C”, respektivno. Radi jasnoće, data je slika.
Kombinovani kontakti “0” su povezani na petlju za uzemljenje trafostanice. I ovdje je nula podijeljena na:
- Radna nula (prikazano plavom bojom na slici)
- PE provodnik izvodi zaštitna funkcija(žuto-zelena linija)
Nule i trenutne faze sa izlaza opadajućeg transformatora se napajaju na razvodnu ploču stambene zgrade. Nastali trofazni sistem je raspoređen po panelima u ulazima. Na kraju, u stan ulazi fazni napon od 220 V i PE provodnik koji obavlja zaštitnu funkciju.
Dakle, šta je nula? Nula je strujni provodnik spojen na petlju uzemljenja transformatora i služi za stvaranje opterećenja od trenutne faze spojene na suprotni kraj namota transformatora. Osim toga, postoji takozvana "zaštitna nula" - ovo je PE kontakt opisan ranije. Služi za odvođenje struja kada tehnički kvar u lancu.
Ovakav način priključenja stambenih objekata na gradsku elektroenergetsku mrežu dokazan je decenijama, ali još uvijek nije idealan. Ponekad se pojave kvarovi u gore navedenom sistemu. Najčešće se povezuju sa niska kvaliteta veze na određenom dijelu strujnog kola ili potpuni prekid električna žica.
Šta se dešava u nuli i fazi kada se žica pokvari.
Prekid električne žice često je uzrokovan elementarnom odsutnošću tehničara - zaboravljajući da je spoji na određeni uređaj u kući trenutnu fazu ili nula - lako kao ljuštenje krušaka. Osim toga, česti su slučajevi nulte izgaranja na pristupnoj ploči zbog velikog opterećenja sistema.
Ako je veza između bilo kojeg električnog uređaja u kući i ploče prekinuta, ovaj uređaj prestaje raditi - jer strujni krug nije zatvoren. U ovom slučaju nije bitno koja je žica prekinuta - nula ili .
Slična situacija se događa kada se uoči jaz između razvodne ploče stambene zgrade i centrala određenog ulaza - svi stanovi priključeni na ulaznu centralu biće bez struje.
Gore opisane situacije ne izazivaju ozbiljne poteškoće i ne predstavljaju opasnost. Oni su povezani s prekidom samo jednog vodiča i ne predstavljaju prijetnju sigurnosti električnih uređaja ili ljudi u stanu.
Najopasnija situacija je nestanak veze između petlje uzemljenja trafostanice i središnje točke na koju je priključeno opterećenje unutarnje električne ploče.
U tom slučaju električna struja će teći kroz kola AB, BC, CA, a ukupni napon na tim krugovima je 380 V. S tim u vezi nastat će vrlo neugodna i opasna situacija - na jednom možda uopće neće biti napona. električni panel, pošto je vlasnik stana smatrao da je potrebno isključiti električne uređaje, a na drugom će biti visoki napon blizu 380 volti. To će uzrokovati kvar većine električnih uređaja, jer Nazivni napon posao za njih je 240 volti.
Naravno, takve situacije se mogu spriječiti - postoje prilično skupa rješenja za zaštitu od strujnih udara. Neki proizvođači ih ugrađuju u svoje uređaje.
Kako sami odrediti nulu i fazu.
Za određivanje nule i faze struje postoje posebni odvijači za tester.
Radi na principu strujnog toka niskog napona kroz tijelo osobe koja ga koristi. Odvijač se sastoji od sljedećih dijelova:
- Savjet za spajanje na fazni potencijal utičnice;
- Otpornik koji smanjuje amplitudu električne struje do sigurnih granica;
- LED koja svijetli kada postoji potencijal trenutne faze u lancu;
- Ravan kontakt za stvaranje strujnog kruga kroz telo operatera.
Princip rada s tester odvijačem prikazan je na donjoj slici.
Osim probnih odvijača, postoje i drugi načini da se utvrdi na koji kontakt utičnice je spojen, a koji je nula. Neki električari radije koriste precizniji tester koristeći ga u načinu rada voltmetra.
Očitavanja igle voltmetra znače:
1. Prisustvo napona od 220 V između faze i nule
2. Nema napona između zemlje i nule
3. Nema napona između faze i nule
Zapravo, u poslednji slučaj strelica bi trebala pokazati 220 V, ali u ovom konkretnom slučaju centralni kontakt utičnice nije spojen na potencijal uzemljenja.
Trofazni sistem napajanja- poseban slučaj višefaznih sistema električnih kola u kojima se stvaraju zajednički izvor sinusoidna emf istu frekvenciju, pomaknuti jedno u odnosu na drugo u vremenu za određeni fazni ugao. U trofaznom sistemu ovaj ugao je 2π/3 (120°).
Višežilni (šestožični) trofazni sistem naizmjenične struje izumio je Nikola Tesla. Značajan doprinos razvoju trofaznih sistema dao je M. O. Dolivo-Dobrovolsky, koji je prvi predložio tro- i četvorožične prenosne sisteme naizmenične struje, identifikovao niz prednosti trofaznih sistema niske provodljivosti u odnosu na druge sistema, te proveo niz eksperimenata sa asinhronim elektromotorom.
Animirana slika strujnog toka duž simetrije trofazno kolo sa vezom zvijezda
Vektorski dijagram faznih struja. Simetrični način rada.
Prednosti
Moguća shema ožičenja za trofaznu mrežu u višestambenim zgradama
- Ekonomičan.
- Isplativ prijenos električne energije na velike udaljenosti.
- Manja potrošnja materijala 3-faznih transformatora.
- Manja potrošnja materijala kod energetskih kablova, jer se sa istom potrošnjom struje smanjuju struje u fazama (u odnosu na jednofazna kola).
- Balans sistema. Ovo svojstvo je jedno od najvažnijih, jer u neuravnoteženom sistemu dolazi do neravnomjernog mehaničkog opterećenja na instalaciji za proizvodnju energije, što značajno smanjuje njen vijek trajanja.
- Prilika lako primanje kružno rotirajuće magnetno polje neophodno za rad elektromotora i niza drugih električnih uređaja. 3-fazni motori (asinhroni i sinhroni) su jednostavniji od motora jednosmerna struja, jednofazni ili 2-fazni, i imaju visoke pokazatelje efikasnosti.
- Mogućnost dobijanja dva radna napona u jednoj instalaciji - faznog i linearnog, i dva nivoa snage kada su spojeni na zvijezdu ili trougao.
- Prilika naglo smanjenje treperenje i stroboskopski efekat sijalica koje koriste fluorescentne lampe postavljanjem tri lampe (ili grupe lampi) koje se napajaju iz različitih faza u jednu lampu.
Zahvaljujući ovim prednostima, trofazni sistemi su najčešći u modernoj proizvodnji električne energije.
Šeme povezivanja za trofazna kola
Star
Postojeći tipovi mrežne naponske zaštite koji se mogu naći u prodaji u trgovinama elektrotehnike. Po potrebi savremenim standardima, montaža se odvija na DIN šinu.
Zvezdasta veza je takva veza kada su krajevi faza namotaja generatora (G) povezani u jednu zajedničku tačku, koja se naziva neutralna tačka ili neutralan. Krajevi faza namotaja prijemnika (M) također su spojeni na zajedničku točku. Zovu se žice koje povezuju početak faza generatora i prijemnika linearno. Žica koja povezuje dva neutralna elementa naziva se neutralna.
Sabirnice za distribuciju neutralnih žica i žica za uzemljenje kada su spojene zvijezdom. Jedna od prednosti zvjezdanog povezivanja je ušteda na neutralnoj žici, jer je potrebna samo jedna žica od generatora do mjesta razdvajanja neutralnih žica u blizini potrošača.
Trofazni krug s neutralnom žicom naziva se četverožilni krug. Ako nema neutralne žice, trožičnu.
Ako su otpori Z a , Z b , Z c prijemnika jednaki jedan drugom, onda se takvo opterećenje naziva simetrično.
Odnos linearnih i faznih struja i napona.
Napon između linijske žice i nule (U a, U b, U c) naziva se faza. Napon između dvije linijske žice (U AB, U BC, U CA) naziva se linearno. Za spajanje namotaja sa zvijezdom, sa simetričnim opterećenjem, vrijedi odnos između linearnih i faznih struja i napona:
Posljedice pregaranja (prekidanja) neutralne žice u trofaznim mrežama
Sa simetričnim opterećenjem u trofaznom sistemu, napajanje potrošača linearnim naponom moguće je čak iu odsustvu neutralne žice. Međutim, kada se opterećenje napaja faznim naponom, kada opterećenje na fazama nije striktno simetrično, prisustvo neutralne žice je obavezno. Ako se pokvari ili dođe do značajnog povećanja otpora (lošog kontakta), dolazi do takozvane „fazne neravnoteže“, zbog čega priključeno opterećenje, projektovano za fazni napon, može biti pod proizvoljnim naponom u rasponu od nule. na linearnu (specifična vrijednost ovisi o raspodjeli opterećenja po fazama u trenutku loma neutralne žice). To je često razlog zašto potrošačka elektronika u stambenim zgradama ne uspijeva. Pošto otpor potrošača ostaje konstantan, tada će, prema Ohmovom zakonu, kako se napon povećava, struja koja prolazi kroz potrošački uređaj bit će mnogo veća od maksimalne dozvoljena vrednost, što će uzrokovati sagorijevanje i/ili kvar električne opreme na napajanje. Nizak napon također može uzrokovati kvar opreme. Ponekad pregorevanje (prekid) neutralne žice na trafostanici može izazvati požar u stanovima.
Problem harmonika, višekratnika terce
Moderna tehnologija je sve više opremljena impulsnim napajanjem. Preklopni izvor bez korektora faktora snage troši struju u uskim impulsima blizu vrha sinusnog vala napona napajanja, u trenutku punjenja ulaznog ispravljačkog kondenzatora. Veliki broj Takvi izvori napajanja u mreži stvaraju povećanu struju trećeg harmonika napona napajanja. Harmonične struje koje su višekratne trećine, umjesto međusobne kompenzacije, matematički se sabiraju u neutralnom vodiču (čak i sa simetričnom raspodjelom opterećenja) i mogu dovesti do njegovog preopterećenja čak i bez prekoračenja dozvoljene potrošnje energije po fazama. Ovaj problem postoji, posebno, u poslovnim zgradama sa velikim brojem kancelarijske opreme koja istovremeno radi.
Postojeće instalacije kompenzacije jalove snage nisu u mogućnosti riješiti ovaj problem, budući da je smanjen faktor snage u mrežama sa prevlašću pulsni izvori napajanje nije povezano sa uvođenjem reaktivne komponente, već je zbog nelinearnosti potrošnje struje. Rješenje problema trećeg harmonika je korištenje korektora faktora snage (pasivnog ili aktivnog) kao dijela sklopa proizvedenih prekidačkih izvora napajanja.
Zahtjevi standarda IEC 1000-3-2 nameću ograničenja na harmonijske komponente struje opterećenja uređaja snage 50 W ili više. U Rusiji je broj harmonijskih komponenti struje opterećenja standardiziran standardima GOST 13109-97, OST 45.188-2001.
Trougao
Trougao je veza kada je kraj prve faze povezan sa početkom druge faze, kraj druge faze je povezan sa početkom treće, a kraj treće faze povezan je sa početkom prvi.
Odnos linearnih i faznih struja i napona
Za spajanje namotaja u trokut, sa simetričnim opterećenjem, vrijedi odnos između linearnih i faznih struja i napona:
Zajednički standardi napona
Označavanje
Dirigenti koji pripadaju različite faze, označen različitim bojama. Različite boje Nulti i zaštitni provodnici su takođe označeni. Ovo je za pružanje adekvatne zaštite od električnog udara i za lakše održavanje, instalaciju i popravku. električne instalacije I električna oprema. IN različite zemlje Oznake vodiča imaju svoje razlike. Međutim, mnoge zemlje se pridržavaju opšti principi označavanje provodnika u boji prema standardu Međunarodne elektrotehničke komisije IEC 60445:2010.
Trofazni dvokružni vod |
Trofazni sistem naizmenične struje rasprostranjen je i koristi se širom sveta. Koristeći trofazni sistem, obezbjeđuju se optimalni uslovi za prenos električne energije kroz žice do velike udaljenosti, mogućnost stvaranja elektromotora koji su jednostavnog dizajna i laki za rukovanje.
Trofazni sistem naizmenične struje
Sistem koji se sastoji od tri kola sa aktivnim elektromotornim silama (EMF) iste frekvencije naziva se. Ovi EMF-ovi su pomjereni jedan u odnosu na drugi u fazi za jednu trećinu. Svaki pojedinačni krug u sistemu naziva se faza. Cijeli sistem od tri naizmjenične struje, pomjerene u fazi, naziva se trofazna struja.
Gotovo svi generatori koji se ugrađuju u elektrane su trofazni generatori struje. Dizajn kombinuje tri u jednoj jedinici. Elektromotorne sile inducirane u njima, kao što je ranije spomenuto, pomaknute su za jednu trećinu perioda jedna u odnosu na drugu.
Kako radi generator?
Generator trofazne struje ima tri odvojene armature smještene na statoru uređaja. Oni su međusobno kompenzirani za 1200. U središtu uređaja rotira se induktor, zajednički za tri armature. Naizmjenična emf iste frekvencije inducira se u svakoj zavojnici. Međutim, ispostavlja se da su momenti prolaska ovih elektromotornih sila kroz nulu u svakom od ovih zavojnica pomaknuti za 1/3 perioda, budući da induktor prolazi pored svake zavojnice 1/3 vremena kasnije od prethodnog.
Svi namotaji su nezavisni generatori struje i izvori električne energije. Ako spojite žice na krajeve svakog namota, dobit ćete tri nezavisna kruga. IN u ovom slučaju Za prijenos električne energije trebat će vam šest žica. Međutim, uz druge veze namotaja međusobno, sasvim je moguće proći i sa 3-4 žice, što daje veliku uštedu u žicama.
Priključak - zvijezda
Krajevi svih namotaja spojeni su u jednu tačku generatora, takozvanu nultu tačku. Zatim se vrši povezivanje sa potrošačima pomoću četiri žice: tri su linearne žice koje dolaze od početka namotaja 1, 2, 3, jedna je nulta (neutralna) žica koja dolazi iz nulte tačke generatora. Ovaj sistem se još naziva i četvorožičnim.
Delta veza
U ovom slučaju, kraj prethodnog namotaja povezan je s početkom sljedećeg, formirajući tako trokut. Linearne žice su spojene na vrhove trougla - tačke 1, 2, 3. Ovim spojem one se poklapaju. U poređenju sa zvjezdanom vezom, trougaona veza smanjuje mrežni napon za približno 1,73 puta. Dozvoljeno je samo ako je opterećenje faza isto, inače se može povećati u namotajima, što predstavlja opasnost za generator.
Pojedinačni potrošači (opterećenja), koji se napajaju odvojenim parovima žica, također se mogu spojiti u zvijezdu ili u trokut. Rezultat je situacija slična generatoru: kada je povezan trokutom, opterećenje je pod linijski napon, kada je spojen zvijezdom, napon je 1,73 puta manji.
Ne razumije svaki prosječan čovjek šta je to električna kola. U stanovima su 99% jednofazni, gdje struja teče do potrošača kroz jednu žicu i vraća se kroz drugu (nulu). Trofazna mreža je prenosni sistem električna struja, koji teče kroz tri žice i vraća se jednu po jednu. Ovdje povratna žica nije preopterećena zbog faznog pomaka struje. Električnu energiju proizvodi generator koji pokreće vanjski pogon.
Povećanje opterećenja u krugu dovodi do povećanja struje koja prolazi kroz namote generatora. Kao rezultat toga, magnetno polje se u većoj mjeri opire rotaciji pogonskog vratila. Broj okretaja počinje opadati i daje naredbu za povećanje snage pogona, na primjer primjenom više goriva za motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Brzina se vraća i proizvodi se više električne energije.
Trofazni sistem se sastoji od 3 kruga sa EMF-om iste frekvencije i faznim pomakom od 120°.
Značajke spajanja struje na privatnu kuću
Mnogi ljudi vjeruju u to trofazna mreža u kući povećava potrošnju energije. U stvari, ograničenje postavlja organizacija za opskrbu električnom energijom i određuju ga sljedeći faktori:
- sposobnosti dobavljača;
- broj potrošača;
- stanje linije i opreme.
Da bi se spriječili udari napona i neravnoteža faza, treba ih ravnomjerno opteretiti. Proračun trofaznog sistema je približan, jer je nemoguće precizno odrediti koji su uređaji ovog trenutkaće biti povezan. Prisustvo impulsnih uređaja trenutno dovodi do povećane potrošnje energije prilikom njihovog pokretanja.
Električna razvodna tabla u trofazni priključak se uzima velike veličine nego kod monofaznog napajanja. Moguće su opcije sa ugradnjom male ulazne ploče, a ostatak od plastike za svaku fazu i za pomoćne zgrade.
Priključak na glavni vod vrši se podzemnim i nadzemnim vodovima. Prednost se daje potonjem zbog male količine posla, niske cijene priključka i lakoće popravka.
Danas je zgodno napraviti zračnu vezu pomoću samonoseće izolirane žice (SIP). Minimalni poprečni presjek aluminijske jezgre je 16 mm 2, što je dovoljno za privatnu kuću.
SIP se pričvršćuje na nosače i zid kuće pomoću sidrenih nosača sa stezaljkama. Priključak na glavni nadzemni vod i ulazni kabel na električnu ploču kuće vrši se pomoću stezaljki za probijanje grana. Kabl se uzima sa nezapaljivom izolacijom (VVGng) i prolazi kroz metalnu cijev umetnutu u zid.
Vazdušni priključak trofaznog napajanja kod kuće
Na udaljenosti od najbližeg oslonca, potrebnije je ugraditi još jedan stup. To je neophodno kako bi se smanjila opterećenja koja dovode do progiba ili lomljenja žica.
Visina priključne tačke je 2,75 m i više.
Električni razvodni orman
Priključak na trofaznu mrežu vrši se prema projektu, gdje su potrošači unutar kuće podijeljeni u grupe:
- rasvjeta;
- utičnice;
- odvojeni moćni uređaji.
Neki tereti se mogu isključiti radi popravke dok drugi rade.
Snaga potrošača izračunava se za svaku grupu, gdje je odabrana žica potrebnog presjeka: 1,5 mm 2 - za rasvjetu, 2,5 mm 2 - za utičnice i do 4 mm 2 - za moćne uređaje.
Ožičenje je zaštićeno od kratki spoj i preopterećenja od strane prekidača.
Električno brojilo
Za bilo koju shemu priključka potreban je mjerni uređaj.3-fazno brojilo može se priključiti direktno na mrežu (direktan priključak) ili preko naponskog transformatora (poluindirektno), gdje se očitanja brojila množe sa koeficijentom.
Važno je pratiti redosljed povezivanja, gdje su neparni brojevi snaga, a parni brojevi opterećenje. Boja žica je naznačena u opisu, a dijagram je postavljen zadnji poklopac uređaj. Ulaz i odgovarajući izlaz 3-faznog brojila označeni su istom bojom. Najčešći redoslijed povezivanja je kada su faze prve, a posljednja žica nula.
3-fazni mjerač direktnu vezu za dom je obično dizajniran za snagu do 60 kW.
Prije nego što odaberete višetarifni model, trebali biste koordinirati pitanje s kompanijom za opskrbu energijom. Moderni uređaji sa tarififikatorima omogućavaju obračun troškova električne energije u zavisnosti od doba dana, registrovanje i beleženje vrednosti snage tokom vremena.
Očitavanja temperature uređaja biraju se što je više moguće. U prosjeku se kreću od -20 do +50 °C. Vijek trajanja uređaja dostiže 40 godina sa intervalom kalibracije od 5-10 godina.
Brojilo se priključuje nakon ulaznog tro- ili četveropolnog prekidača.
Trofazno opterećenje
Potrošači su električni kotlovi, asinhroni elektromotori i drugi električni uređaji. Prednost njihovog korištenja je ujednačena raspodjela opterećenja u svakoj fazi. Ako trofazna mreža sadrži neravnomjerno povezane jednofazne moćna opterećenja, to može dovesti do neravnoteže faze. Gde elektronskih uređaja počinju da kvare, a lampe za osvetljenje slabo svetle.
Šema priključka trofaznog motora na trofaznu mrežu
Posao trofaznih elektromotora je drugačije Visoke performanse i efikasnost. Ovdje nisu potrebni dodatni uređaji za pokretanje. Za normalan rad važno je pravilno spojiti uređaj i slijediti sve preporuke.
Dijagram povezivanja trofazni motor na trofaznu mrežu stvara rotirajuće magnetsko polje sa tri namotaja spojena u zvijezdu ili trokut.
Svaka metoda ima svoje prednosti i nedostatke. Zvjezdasti krug omogućava nesmetano pokretanje motora, ali se njegova snaga smanjuje do 30%. Ovaj gubitak nema u trokutnom kolu, ali pri pokretanju trenutno opterećenje mnogo veći.
Motori imaju priključnu kutiju u kojoj se nalaze terminali za namotaje. Ako ih ima tri, krug je povezan samo zvijezdom. Sa šest terminala, motor se može spojiti na bilo koji način.
Potrošnja energije
Za vlasnika kuće je važno da zna koliko energije se troši. Ovo je lako izračunati za sve električne uređaje. Zbrajanjem svih snaga i dijeljenjem rezultata sa 1000, dobivamo ukupnu potrošnju, na primjer 10 kW. Za kućne električne uređaje dovoljna je jedna faza. Međutim, trenutna potrošnja se značajno povećava u privatnoj kući gdje postoji moćna oprema. Jedan uređaj može imati 4-5 kW.
Važno je planirati potrošnju energije trofazne mreže u fazi projektiranja kako bi se osigurala simetrija napona i struja.
U kuću ulazi četverožilna žica sa tri faze i neutralom. voltaža električna mreža Električni uređaji su spojeni između faza i neutralne žice.Osim toga može postojati i trofazno opterećenje.
Proračun snage trofazne mreže provodi se u dijelovima. Prvo, preporučljivo je izračunati čisto trofazno opterećenje, na primjer električni kotao od 15 kW i asinhroni elektromotor na 3 kW. Ukupna snaga će biti P = 15 + 3 = 18 kW. U ovom slučaju struja I = Px1000/(√3xUxcosϕ) teče u faznoj žici. Za kućne električne mreže cosϕ = 0,95. Zamjena u formuli numeričke vrijednosti, dobijamo trenutnu vrijednost I = 28,79 A.
Sada morate definirati jednofazna opterećenja. Neka budu P A = 1,9 kW, P B = 1,8 kW, P C = 2,2 kW za faze. Mješovito opterećenje je određeno zbrajanjem i iznosi 23,9 kW. Maksimalna struja će biti I = 10,53 A (faza C). Dodavanjem struje iz trofaznog opterećenja dobijamo I C = 39,32 A. Struje u preostalim fazama će biti I B = 37,4 kW, I A = 37,88 A.
Prilikom izračunavanja snage trofazne mreže, prikladno je koristiti tablice napajanja uzimajući u obzir vrstu veze.
Koristeći ih, prikladno je odabrati prekidače i odrediti poprečne presjeke ožičenja.
Zaključak
Uz pravilan dizajn i održavanje, trofazna mreža je idealna za privatnu kuću. Omogućuje vam da ravnomjerno rasporedite opterećenje po fazama i povežete dodatnu snagu od električnih potrošača, ako to dozvoljava poprečni presjek ožičenja.
