Përparësitë e rrymës trefazore janë të dukshme vetëm për elektricistët. Ajo që është një rrymë trefazore për laik duket shumë e paqartë. Le të sqarojmë pasigurinë.
Rryma alternative trefazore
Shumica e njerëzve, me përjashtim të elektricistëve, kanë një ide shumë të paqartë se çfarë është e ashtuquajtura rryma alternative "trefazore", dhe për sa i përket fuqisë së rrymës, tensionit dhe potencialit elektrik, si dhe fuqisë, ato janë shpesh i ngatërruar.
Le të përpiqemi të japim konceptet fillestare për këtë në gjuhë të thjeshtë. Për ta bërë këtë, le t'i drejtohemi analogjive. Le të fillojmë me më të thjeshtën - rrjedhën e rrymës direkte në përcjellës. Mund të krahasohet me rrjedhën e ujit në natyrë. Siç e dini, uji rrjedh gjithmonë nga një pikë më e lartë në sipërfaqe në një më të ulët. Zgjedh gjithmonë rrugën më ekonomike (më të shkurtër). Analogjia me rrjedhën e rrymës është e plotë. Për më tepër, sasia e ujit që rrjedh për njësi të kohës nëpër një pjesë të rrjedhës do të jetë e ngjashme me rrymën në qarkun elektrik. Lartësia e çdo pike të kanalit të lumit në lidhje me pikën zero - niveli i detit - do të korrespondojë me potencialin elektrik të çdo pike në zinxhir. Dhe ndryshimi në lartësinë e çdo dy pikash të lumit do të korrespondojë me tensionin midis dy pikave të zinxhirit.
Duke përdorur këtë analogji, ju lehtë mund të imagjinoni në mendjen tuaj ligjet e rrjedhës së një rryme elektrike të drejtpërdrejtë në një qark. Sa më i lartë të jetë voltazhi - ndryshimi në lartësi, aq më i madh është shkalla e rrjedhës dhe, rrjedhimisht, sasia e ujit që rrjedh nëpër lumë për njësi të kohës.
Një rrjedhë uji, ashtu si një rrymë elektrike, gjatë lëvizjes së saj, përjeton rezistencën e kanalit - uji do të rrjedhë me dhunë përgjatë një kanali shkëmbor, duke ndryshuar drejtimin, duke u ngrohur pak nga kjo (rrjedhat e dhunshme, edhe në ngrica të rënda, mos ngrijë për shkak të ngrohjes nga rezistenca e kanalit). Në një kanal ose tub të lëmuar, uji do të rrjedhë shpejt dhe, si rezultat, shumë më tepër ujë do të kalojë nëpër kanal për njësi të kohës sesa një kanal dredha-dredha dhe shkëmbor. Rezistenca ndaj rrjedhjes së ujit është plotësisht analoge me rezistencën elektrike në një qark.
Tani imagjinoni një shishe të mbyllur me pak ujë në të. Nëse fillojmë ta rrotullojmë këtë shishe rreth boshtit tërthor, atëherë uji në të do të rrjedhë në mënyrë alternative nga qafa në fund dhe anasjelltas. Kjo pamje është analoge me rrymën alternative. Do të duket se i njëjti ujë rrjedh mbrapa dhe mbrapa, kështu që çfarë? Megjithatë, kjo rrjedhë e ndryshueshme e ujit është e aftë të bëjë punë.
Nga lindi koncepti i rrymës alternative?
Po, që nga koha kur njerëzimi, pasi mësoi se lëvizja e një magneti pranë një përcjellësi shkakton një rrymë elektrike në përcjellës. Është lëvizja e magnetit që shkakton rrymën, nëse magneti vendoset pranë telit dhe nuk lëviz, kjo nuk do të shkaktojë asnjë rrymë në përcjellës. Më tej, ne duam të marrim (gjenerojmë) rrymë në përcjellës në mënyrë që ta përdorim atë në të ardhmen për çfarëdo qëllimi. Për ta bërë këtë, ne do të bëjmë një spirale me tela bakri dhe do të fillojmë të lëvizim magnetin pranë tij. Magneti mund të zhvendoset afër spirales sipas dëshirës - lëvizni në një vijë të drejtë përpara dhe mbrapa, por për të mos lëvizur magnetin me duar, është teknikisht më e vështirë të krijoni një mekanizëm të tillë sesa thjesht të filloni ta rrotulloni rreth spirale, e ngjashme me rrotullimin e shishes së ujit nga shembulli i mëparshëm. Pikërisht kështu - për arsye teknike - morëm rrymën alternative sinusoidale, e cila tani përdoret kudo. Një sinusoid është një përshkrim i rrotullimit, i shpalosur në kohë.
Më vonë doli se ligjet e rrjedhës së rrymës alternative në qark ndryshojnë nga rrjedha e rrymës së drejtpërdrejtë. Për shembull, për rrjedhën e rrymës së drejtpërdrejtë, rezistenca e spirales është thjesht rezistenca omike e telave. Dhe për rrymë alternative, rezistenca e spirales së telave rritet ndjeshëm për shkak të shfaqjes së të ashtuquajturës rezistencë induktive. Rryma e drejtpërdrejtë nuk kalon nëpër një kondensator të ngarkuar; për të, një kondensator është një qark i hapur. Dhe rryma alternative është në gjendje të rrjedhë lirshëm përmes kondensatorit me disa rezistencë. Më tej, doli që rryma alternative mund të shndërrohet duke përdorur transformatorë në rrymë alternative me një tension ose fuqi të ndryshme rryme. Rryma e drejtpërdrejtë e një transformimi të tillë nuk jep hua dhe, nëse ndezim ndonjë transformator në rrjetin e rrymës direkte (gjë që absolutisht nuk mund të bëhet), ajo në mënyrë të pashmangshme do të digjet, pasi vetëm rezistenca omike e telit do t'i rezistojë rrymës direkte. , e cila është bërë sa më e vogël që të jetë e mundur, dhe përmes mbështjelljes parësore do të rrjedhë një rrymë e madhe në modalitetin e qarkut të shkurtër.
Vini re gjithashtu se motorët elektrikë mund të projektohen për të funksionuar si me rrymë direkte ashtu edhe me rrymë alternative. Por ndryshimi midis tyre është ky - motorët DC janë më të vështirë për t'u prodhuar, por ata ju lejojnë të ndryshoni pa probleme shpejtësinë e rrotullimit me një reostat konvencional që rregullon forcën aktuale. Dhe motorët AC janë shumë më të thjeshtë dhe më të lirë për t'u prodhuar, por rrotullohen me vetëm një shpejtësi, për shkak të dizajnit. Prandaj, të dyja përdoren gjerësisht në praktikë. Në varësi të destinacionit. Motorët DC përdoren për qëllime kontrolli dhe rregullimi, dhe motorët AC përdoren si termocentrale.
Më tej, ideja e projektimit të shpikësit të gjeneratorit u zhvendos përafërsisht në drejtimin vijues - nëse është më e përshtatshme të përdoret rrotullimi i një magneti pranë spirales për të gjeneruar rrymë, atëherë pse të mos vendosni disa mbështjellje rreth magnetit rrotullues në vend të një spirale gjeneratori (ka kaq shumë vende përreth)?
Do të dalë menjëherë, sikur disa gjeneratorë të punojnë nga një magnet rrotullues. Për më tepër, rryma alternative në mbështjellje do të ndryshojë në fazë - rryma maksimale në mbështjelljet pasuese do të vonohet disi në krahasim me ato të mëparshme. Kjo do të thotë, sinusoidet e rrymës, nëse përshkruhen grafikisht, do të zhvendosen, si të thuash, midis tyre. Kjo pronë e rëndësishme është zhvendosja e fazës, të cilën do ta diskutojmë më poshtë.
Duke menduar për këtë, shpikësi amerikan Nikola Tesla shpiku fillimisht një rrymë alternative, dhe më pas një sistem gjenerimi të rrymës trefazore me gjashtë tela. Ai vendosi tre mbështjellje rreth magnetit në një distancë të barabartë në kënde 120 gradë, nëse boshti i rrotullimit të magnetit merret si qendër e qosheve.
(Numri i mbështjelljeve (fazave) në fakt mund të jetë çdo, por për të marrë të gjitha avantazhet që jep një sistem i gjenerimit të rrymës polifazore, mjaftojnë të paktën tre).
Më tej, inxhinieri rus elektrik Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky zhvilloi shpikjen e N. Teslës, duke propozuar fillimisht një sistem transmetimi me tre dhe katër tela për rrymë alternative trefazore. Ai propozoi lidhjen e njërës skaj të të tre mbështjelljeve të gjeneratorit në një pikë dhe transmetimin e energjisë elektrike vetëm përmes katër telave. (Kursimet në metale të shtrenjta me ngjyra janë të konsiderueshme). Doli se me një ngarkesë simetrike të secilës fazë (rezistencë e barabartë), rryma në këtë tel të përbashkët është zero. Sepse kur mblidhen (algjebrikisht, duke marrë parasysh shenjat) rrymat e zhvendosura në fazë me 120 gradë, ato asgjësohen reciprokisht. Ky tel i zakonshëm quhej kështu - zero. Meqenëse rryma në të lind vetëm kur ngarkesat fazore janë të pabarabarta dhe është numerikisht e vogël, shumë më pak se rrymat e fazës, u bë e mundur të përdoret një tel më i vogël si tel "zero" sesa për telat e fazës.
Për të njëjtën arsye (zhvendosja e fazës me 120 gradë), ato trefazore rezultuan të ishin shumë më pak intensive materiale, pasi në qarkun magnetik të transformatorit ka një thithje të ndërsjellë të flukseve magnetike dhe mund të bëhet me një më të vogël seksion kryq.
Sot, sistemi i furnizimit me energji trefazore kryhet nga katër tela, tre prej tyre quhen fazë dhe përcaktohen me shkronja latine: në gjenerator - A, B dhe C, tek konsumatori - L1, L2 dhe L3. Teli zero shënohet si - 0.
Tensioni ndërmjet telit neutral dhe cilitdo prej telave fazor quhet fazë dhe është 220 volt në rrjetet e konsumatorit.
Ekziston gjithashtu një tension midis telave të fazës, dhe është shumë më i lartë se tensioni i fazës. Ky tension quhet linear dhe është 380 volt në qarqet e konsumit. Pse është më shumë se faza? Po, e gjithë kjo është për shkak të një zhvendosje fazore prej 120 gradë. Prandaj, nëse në një tel, për shembull, në një moment të caktuar në kohë potenciali është i barabartë me plus 200 volt, atëherë në telin tjetër fazor në të njëjtin moment në kohë potenciali do të jetë minus 180 volt. Tensioni është diferenca potenciale, domethënë do të jetë + 200 - (-180) = + 380 V.
Shtrohet pyetja, nëse rryma nuk rrjedh përmes telit zero, atëherë a është e mundur ta hiqni atë fare. Mund. Dhe ne do të marrim një sistem furnizimi me energji elektrike me tre tela. Me lidhjen e konsumatorëve me të ashtuquajturin "trekëndësh" - midis përçuesve fazor. Sidoqoftë, duhet të theksohet se me një ngarkesë të pabarabartë në anët e "trekëndëshit", ngarkesat shkatërruese do të veprojnë në gjenerator, prandaj ky sistem mund të përdoret me një numër të madh të konsumatorëve, kur ngarkesat e pabarabarta janë të niveluara. Transmetimi i energjisë elektrike nga termocentralet e mëdha në tensione të larta fazore dhe linja (qindra mijëra volt) kryhet në këtë mënyrë. Pse aplikohet një tension kaq i lartë? Përgjigja është e thjeshtë - për të reduktuar humbjet e ngrohjes në tela. Meqenëse ngrohja e telave (humbja e energjisë) është proporcionale me katrorin e rrymës rrjedhëse, është e dëshirueshme që rryma rrjedhëse të jetë minimale. Epo, për të transferuar fuqinë e kërkuar me një rrymë minimale, duhet të rrisni tensionin. (Linjat e energjisë) dhe janë caktuar, për shembull, linjat e energjisë - 500 - kjo është një linjë e transmetimit të energjisë nën një tension prej 500 kilovolt.
Nga rruga, humbjet në linjat e transmetimit të energjisë mund të zvogëlohen më tej duke përdorur transmetimin e rrymës së drejtpërdrejtë të tensionit të lartë (komponenti kapacitiv i humbjeve që vepron midis telave pushon së vepruari), madje u kryen eksperimente të tilla, por një sistem i tillë ende nuk është bërë i përhapur, me sa duket për shkak të kursimeve më të mëdha në telat me sistem gjenerimi trefazor.
Përfundime: avantazhet e një sistemi trefazor
Në përfundim të artikullit, le të përmbledhim - cilat janë avantazhet e një sistemi të gjenerimit dhe furnizimit me energji trefazore?
- Kursimi i numrit të telave të nevojshëm për transmetimin e energjisë elektrike. Duke marrë parasysh distancat e konsiderueshme (qindra e mijëra kilometra) dhe faktin që metalet me ngjyra me rezistencë të ulët elektrike përdoren për tela, kursimet janë shumë të konsiderueshme.
- Transformatorët trefazorë, me të njëjtën fuqi si ato njëfazore, kanë një qark magnetik shumë më të vogël. E cila ju lejon të merrni kursime të konsiderueshme.
- Është shumë e rëndësishme që një sistem i transmetimit të energjisë trefazore të krijojë një fushë elektromagnetike rrotulluese kur konsumatori është i lidhur me tre faza. Përsëri, për shkak të zhvendosjes së fazës. Kjo pronë bëri të mundur krijimin e motorëve elektrikë trefazorë jashtëzakonisht të thjeshtë dhe të besueshëm, të cilët nuk kanë kolektor, dhe rotori, në fakt, është një "bosh" i thjeshtë në kushineta, me të cilin nuk ka nevojë të lidhet tela. (Në fakt, dizajni i një rotori me kafaz ketri ka karakteristikat e veta dhe nuk është aspak bosh) Këta janë të ashtuquajturat motorë elektrikë asinkron trefazorë me një rotor me kafaz ketri. Shumë i përhapur sot si termocentrale. Një veti e mrekullueshme e motorëve të tillë është aftësia për të ndryshuar drejtimin e rrotullimit të rotorit thjesht duke ndërruar çdo përçues dyfazor.
- Mundësia e marrjes së dy tensioneve operative në rrjetet trefazore. Me fjalë të tjera, ndryshoni fuqinë e një motori elektrik ose instalimit të ngrohjes thjesht duke ndërruar telat e furnizimit.
- Mundësia e reduktimit të ndjeshëm të dridhjes dhe efektit stroboskopik të ndriçuesve të bazuar në llambat fluoreshente duke vendosur tre llamba në ndriçues të fuqizuar nga faza të ndryshme.
Falë këtyre avantazheve, sistemet e furnizimit me energji trefazore përdoren gjerësisht në botë.
Termi "fazë" në industrinë e energjisë zakonisht kuptohet si një pjesë e veçantë e qarkut elektrik të një sistemi shumëfazor, ose një pikë në kohë në shprehjen sinusoidale të vektorëve të rrymës ose tensionit.
Tipari kryesor i shumëfazëve (n) sistemet konsistojnë në kombinimin e qarqeve individuale me të njëjtat parametra elektrike të EMF, tensionit dhe rrymës, të cilat janë të ndara në kohë në intervale të barabarta të periudhës. ∆t = T / n shprehur, edhe në sasi këndore të fazës ∆ωt = 360 / n(në gradë) ose ∆ωt = 2π / n(në radiane).
Qarqet trefazore... Në industrinë e energjisë elektrike përdoren tre qarqe elektrike të kombinuara (faza), n = 3... Prandaj, të gjitha rrjetat janë të vendosura në një distancë prej 120 gradë. Për t'i përcaktuar ato në përputhje me GOST, përdoren sa vijon:
Shkronja të mëdha latine A, B, C si përcaktimi kryesor;
- Numrat arabë 1, 2, 3
për shënime shtesë;
- shkronja të mëdha latine R, S, T në një format ndërkombëtar.
Gjatë funksionimit, organizata mëmë zgjedh në mënyrë arbitrare fazën e parë "A", dhe pjesa tjetër numërohen në sekuencën e kalimit pranë vektorëve të tensionit (u) dhe aktuale (i) koordinatat e drejtimit verior.
Në një sistem trefazor, është zakon të kuptohet sekuenca e drejtpërdrejtë në funksionimin normal si rrotullimi i vektorëve A> B> C> A në drejtim të kundërt të orës. Në këtë rast, vektorët në zinxhirin B janë duke mbetur prapa zinxhirit A dhe kapërceni zinxhirin C me 120 °.
Rrotullimi i kundërt i vektorëve në drejtim të akrepave të orës konsiderohet një sekuencë e kundërt.
Fazat e krijuara në sistem mund të kombinohen në një skemë të vetme ose të punojnë në izolim, pa lidhje të ndërsjella. Në një sistem të palidhur, vlerat e EMF-së së menjëhershme në faza ndahen sipas këndit me 120 ° dhe alternohen sipas skemës A> B> C> A... Vlerat e tyre përshkruhen nga formula:
e A = E m sinωt, E A = Ee j0 °;
e B = E m sin (ωt-120 °), E B = Ee -j120 °;
e С = Е m sin (ωt-240 °) = Е m sin (ωt + 120 °), E С = Еe j120 °.
Diagramet e grafikëve të funksioneve dhe shprehjeve vektoriale shpjegohen me figurat përkatëse.
Në një qark të pavarur simetrik 3-fazor, rregulli zbatohet gjithmonë: çdo vlerë e ndryshueshme e, u, i në çdo moment të kohës kur mblidhet është e barabartë me zero. Me fjale te tjera: u А + u В + u С = 0.
Si shembull, ne demonstrojmë llogaritjen e shumave të EMF në tre kënde:
Me ngarkesë të barabartë për çdo fazë, kur Z A = Z B = Z C = Ze jφ, janë formuar me të njëjtën gjatësi, por të zhvendosur këndor nga vektori i tensionit (EMF) i rrymave fazore. Ato janë të vendosura në një distancë prej 120 ° dhe gjithashtu krijojnë një sistem simetrik 3-fazor në të cilin zbatohen ligjet:
i A + i B + i C = 0;
I A + I B + I C = 0.
Nga tre sisteme të palidhura, një sistem i vetëm i lidhur formohet duke lidhur (kombinuar) telat e kthimit (kthimit) në një autostradë të vetme. Me këtë metodë, në telin e përgjithësuar, rryma totale nga të tre fazat do të mblidhet dhe do të bëhet e barabartë me zero. Procesi përshkruan ligjin e parë të Kirchhoff:
i N = i A + i B + i C = 0.
Përfundimi praktik është i qartë: nuk ka nevojë për një tel kthimi, gjë që çon në kursime të konsiderueshme në burimet materiale për transportimin e energjisë elektrike nga një gjenerator 3-fazor në një marrës elektrik 3-fazor.
Përparësitë e sistemeve 3-fazore:
1. Transportimi i energjisë elektrike nga një qark 3-fazor për konsumatorët nga burimet është më me kosto efektive sesa për një numër të ndryshëm fazash. Me një ulje të numrit të autostradave nga 6 në 3, jo vetëm që kursehen para në tela, por edhe humbjet e energjisë në to zvogëlohen;
2. Për të krijuar një sistem 3-fazor, nuk kërkohet të krijohen struktura teknike komplekse. Lëvizja rrotulluese rrethore është përdorur prej kohësh për të përdorur gjeneratorë dhe motorë të ndryshëm;
3. Teknologjia e prodhimit të gjeneratorëve 3fazorë, transformatorëve dhe motorëve është e thjeshtë dhe e rregulluar mirë, dhe të gjitha pajisjet dallohen nga besueshmëria, qëndrueshmëria, kostoja e ulët dhe dimensionet e reduktuara;
Qarku 4.3 fazor lejon përdorimin e njëkohshëm të marrësve elektrikë me nivele të ndryshme të tensionit që ndryshojnë nga vlera √3 , e cila përcaktohet nga prania e 2 niveleve të tensionit (faza dhe linja). Ul = √3xUph.
Këto avantazhe të dukshme të sistemeve janë përdorur gjerësisht në industrinë e energjisë elektrike për të gjeneruar energji elektrike dhe për ta transmetuar / shpërndarë atë tek konsumatorët e energjisë që nga viti 1989.
Themeluesi dhe zhvilluesi i tyre është inxhinieri Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, i cili ka punuar për kompaninë gjermane AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft).
Mënyra moderne e jetesës nuk mund të imagjinohet pa energjinë elektrike dhe përfitimet që lidhen me të. Mungesa e gazit natyror kompensohet lehtësisht nga burimet e nxehtësisë me lëndë djegëse të ngurta, uji është gjithashtu i disponueshëm, por pa energji elektrike vjen "fundi i botës" i vërtetë.
Shumica dërrmuese e termocentraleve moderne prodhojnë rrymë alternative trefazore. Ndër avantazhet e tij, duhet theksuar veçanërisht lehtësia e marrjes dhe transformimeve të mëvonshme, besueshmëria e lartë dhe thjeshtësia e dizajnit të destinuar për të.Rryma trefazore është lloji më i zakonshëm i energjisë elektrike në të gjithë botën.
Një sistem i rrymës elektrike trefazore është një kombinim i tre qarqeve të rrymës njëfazore me të njëjtën frekuencë dhe amplitudë, megjithatë, të zhvendosur në lidhje me njëri-tjetrin me 120 gradë (ose, që është e njëjta gjë, 1/3 e periudhës) . Secili prej këtyre qarqeve quhet një fazë, përkatësisht, të tre formojnë një rrymë trefazore.
Bazat teorike janë mjaft të thjeshta: një kornizë metalike rrotullohet në një fushë magnetike, duke kaluar linjat e tensionit. Për të marrë një rrymë elektrike në përputhje me të, mjafton të lidhni një ngarkesë në terminalet e saj dhe të krijoni një qark. Nëse nevojitet një rrymë trefazore, atëherë pajisja bëhet më e ndërlikuar: ka tre korniza identike në mekanizëm, të zhvendosur njëra në lidhje me tjetrën me 120 gradë. Rezultati është gjenerimi i tre forcave elektromotore (EMF). Në termocentralet standarde, shpejtësia e rrotullimit është e pandryshuar.
Megjithatë, në praktikë, zbatimi është paksa i ndryshëm nga teoria. Rryma trefazore krijohet nga makina speciale - gjeneratorë. Në to, mbështjelljet e qarqeve fazore janë të palëvizshme (krahasoni me teorinë) dhe janë të vendosura në një mënyrë të caktuar në polet e statorit (pjesa e palëvizshme e makinës). Një fushë magnetike rrotulluese krijohet nga rotori. Momenti i rrotullimit i jepet nga energjia e rënies së ujit në hidrocentralet, një turbinë me avull në termocentralet bërthamore etj.
Një nga veçoritë e qarqeve që përdorin rrymë trefazore është përdorimi i vetëm tre ose katër telave në anën e konsumatorit - trefazor dhe zero. Kjo mund të arrihet për shkak të metodës së lidhjes së mbështjelljeve të gjeneratorit - një yll ose një trekëndësh.
Lidhja e yllit nënkupton që skajet e të tre mbështjelljeve konvergojnë në një pikë zero. Bazuar në ligjin e Kirchhoff-it, rezulton se shuma e të gjitha rrymave në këtë pikë (nyje) është zero, kështu që nuk ndodh qark i shkurtër. Nga pika zero, nxirret tensioni i matur ndërmjet këtij teli dhe cilitdo prej tre telave të linjës, 1,73 herë më pak se vlera e tensionit ndërmjet vetë telave të linjës. Në rastin e parë, merret tensioni fazor, dhe në të dytën është linear.
Një tipar i rëndësishëm i një lidhjeje ylli është nevoja për të shmangur çekuilibrin e fazës, domethënë për të kontrolluar që rrymat që rrjedhin në degë të jenë afërsisht të barabarta. Ky ndryshim i vogël i pashmangshëm çon në shfaqjen e një rryme të vogël në telin neutral, por nuk është e madhe.
Një lloj krejtësisht i ndryshëm i lidhjes së mbështjelljes së gjeneratorit - një trekëndësh, ju lejon të eliminoni telin neutral. Në zbatimin e tij, çdo fund i mbështjelljes është i lidhur me fillimin e tjetrit, në fakt, duke formuar një trekëndësh, dhe tensionet hiqen nga kulmet e saj. Me këtë metodë, faza dhe janë të barabarta. Është gjithashtu e nevojshme të kontrollohet barazia e rrymave në degë, pasi nëse kjo injorohet, vlera totale e rrymës në një qark të mbyllur mund të bëhet e tepruar, duke bërë që gjeneratori të nxehet dhe të dështojë.
Shumica e motorëve elektrikë të destinuar për një rrjet trefazor parashikojnë zgjedhjen e metodës së lidhjes së mbështjelljeve me një yll ose trekëndësh. Kjo lejon zgjedhjen e tensionit të funksionimit. Pra, kur lidhni mbështjelljet e ngarkesës me një yll, voltazhi i llogaritur do të jetë 1.73 herë më pak se me një trekëndësh.
Shumë kanë dëgjuar fjalë të tilla misterioze si një fazë, tre faza, zero, tokëzimi ose Toka, dhe dijeni se këto janë koncepte të rëndësishme në botën e energjisë elektrike. Sidoqoftë, jo të gjithë e kuptojnë se çfarë nënkuptojnë dhe si lidhen me realitetin përreth. Sidoqoftë, është e domosdoshme të dihet.
Pa hyrë në detaje teknike që nuk i nevojiten DIYer-it, mund ta themi këtë rrjet trefazor- kjo është një metodë e transmetimit të rrymës elektrike, kur rryma alternative rrjedh nëpër tre tela, dhe njëra kthehet një nga një. Duhet shpjeguar pak sa më sipër. Çdo qark elektrik përbëhet nga dy tela. Një nga një, rryma shkon te konsumatori (për shembull, në kazan), dhe tjetra kthehet prapa. Nëse hapni një qark të tillë, atëherë rryma nuk do të rrjedhë. Ky është i gjithë përshkrimi i një rrjeti njëfazor (Fig. 1).
Oriz. 1. Skema e qarkut njëfazor
Teli përmes të cilit rrjedh rryma quhet fazë, ose thjesht fazë, dhe përmes të cilit kthehet - zero, ose zero. Një qark trefazor përbëhet nga tre përçues fazor dhe një përcjellës kthimi. Kjo është e mundur sepse faza AC në secilin nga tre telat është zhvendosur në lidhje me atë ngjitur me 120 ° C (Fig. 2). Një libër shkollor mbi elektromekanikën do t'ju ndihmojë t'i përgjigjeni kësaj pyetjeje në më shumë detaje.
Oriz. 2. Skema e qarkut trefazor
Transmetimi i rrymës alternative ndodh pikërisht me ndihmën e rrjeteve trefazore. Kjo është ekonomikisht e dobishme - nuk nevojiten dy tela të tjerë neutralë. Duke iu afruar konsumatorit, rryma ndahet në tre faza, dhe secilës prej tyre i jepet një zero. Kështu ai futet në apartamente dhe shtëpi. Edhe pse ndonjëherë një rrjet trefazor futet direkt në shtëpi. Si rregull, ne po flasim për sektorin privat dhe kjo gjendje ka të mirat dhe të këqijat e saj. Kjo do të diskutohet më vonë.
Toka, ose, më saktë, tokëzimi- teli i tretë futet rrjet njëfazor... Në fakt, ai nuk mban ngarkesë pune, por shërben si një lloj fitili.
Kjo mund të shpjegohet me një shembull. Në rast se energjia elektrike del jashtë kontrollit (për shembull, qark i shkurtër), ekziston rreziku i zjarrit ose goditjes elektrike. Për të parandaluar që kjo të ndodhë (d.m.th., vlera e rrymës nuk duhet të kalojë një nivel të sigurt për njerëzit dhe pajisjet), futet tokëzimi. Nëpërmjet këtij teli, energjia elektrike e tepërt shkon fjalë për fjalë në tokë (Fig. 3).
Oriz. 3. Më e thjeshta
Një shembull më shumë. Supozoni se ndodh një prishje e vogël në funksionimin e motorit elektrik të makinës larëse dhe një pjesë e rrymës elektrike hyn në shtresën e jashtme metalike të pajisjes. Nëse nuk ka tokëzim, kjo ngarkesë do të vazhdojë të endet nëpër lavatriçe. Kur një person e prek atë, ai do të bëhet menjëherë priza më e përshtatshme për këtë energji, domethënë do të marrë një goditje elektrike. Nëse ka një tel tokësor në këtë situatë, ngarkesa e tepërt do të rrjedhë përmes tij pa i shkaktuar dëm askujt. Përveç kësaj, mund të thuhet se përcjellës neutral mund të jetë gjithashtu tokëzues dhe, në parim, është, por vetëm në një termocentral.
Disa zejtarë, duke u mbështetur në njohuritë bazë të elektroteknikës, krijojnë tel neutral si tokëzim. Mos e bëj kurrë këtë. Nëse teli neutral prishet, kutitë e pajisjeve të tokëzuara do të aktivizohen në 220 V.
Në 99% të rasteve, për një apartament është instaluar një rrjet njëfazor. Është shumë e thjeshtë ta dallosh atë nga një trefazor. Nëse kablloja hyrëse ka 3 ose 2 tela, atëherë rrjeti është njëfazor, kur 5 ose 4 është trefazor (Fig. 4).
Oriz. 4. Një kabllo me katër bërthama ose dy bërthama bëhet nëse hiqet teli i tokës
Siç e dini, një rrymë trefazore rrjedh nëpër tela që transmetojnë energji në një distancë - kjo është më fitimprurëse. Hyn ne apartament njefazor. Ndarja e një qarku trefazor në 3 qarqe njëfazore ndodh gjatë VRU... Një kabllo me pesë bërthama futet atje dhe një kabllo me tre bërthama del jashtë (Fig. 5).
Oriz. 5. Skema e ndarjes së një rrjeti trefazor në konsumatorë njëfazor
Kur pyeten se ku shkojnë 2 të tjerë, përgjigja është e thjeshtë: ata ushqejnë apartamente të tjera. Kjo nuk do te thote qe jane vetem 3 apartamente, mund te kete sa te duash, po te rezistoje vetem kablli. Vetëm se brenda centralit, një qark trefazor është i shkëputur në qarqet njëfazore (Fig. 6).
Oriz. 6. Rrjeti elektrik njëfazor
Për çdo fazë që hyn në apartament shtohen zero dhe tokëzimi, kështu ju merrni një kabllo me tre bërthama.
Idealisht në rrjet trefazor vetëm një zero. Më shumë nuk është e nevojshme, pasi rryma është zhvendosur faza në lidhje me njëra-tjetrën me një të tretën. Zero është një përcjellës neutral në të cilin nuk ka tension. Nuk ka asnjë potencial në lidhje me tokën, ndryshe nga faza në të cilën ndodhet tensioni 220 V... Në një çift të tensionit "fazë - fazë". 380 V... Në një rrjet trefazor në të cilin asgjë nuk është e lidhur, nuk ka tension në përcjellësin neutral. Gjëja më interesante fillon të ndodhë kur rrjeti është i lidhur me një qark njëfazor. Njëra fazë hyn në apartament, ku ka 2 llamba dhe një frigorifer, dhe e dyta - ku ka 5 kondicionerë, 2 kompjuterë, një kabinë dush, një tenxhere me induksion, etj. (Fig. 7).
Oriz. 7. Rrjeti elektrik trefazor
Është e qartë se ngarkesa në këto 2 faza nuk është e njëjtë dhe nuk flitet më për ndonjë përcjellës neutral. Tensioni shfaqet gjithashtu në të, dhe sa më e pabarabartë të jetë ngarkesa, aq më e madhe është.
Fazat nuk kompensojnë më njëra-tjetrën, kështu që totali është zero.
Kohët e fundit situatën me moskompensimin e rrymave në një rrjet të tillë e ka rënduar edhe fakti që janë shfaqur elektroshtëpiake të reja, të cilat quhen pulsi. Në momentin e ndezjes, ato konsumojnë shumë më tepër energji sesa gjatë funksionimit normal. Këto pajisje impulse, të shoqëruara me ngarkesa të ndryshme fazore, krijojnë kushte të tilla që të lindë një tension në përcjellësin neutral (zero), i cili mund të jetë 2 herë më shumë se në çdo fazë. Sidoqoftë, neutrali është i njëjtë prerje tërthore si teli fazor, dhe ngarkesa është më e madhe.
Kjo është arsyeja pse kohët e fundit një fenomen i quajtur djegia nga zero- përcjellësi neutral thjesht nuk përballon ngarkesën dhe digjet. Nuk është e lehtë të përballesh me këtë fenomen: është e nevojshme ose të rritet seksioni kryq i telit neutral (i cili është i shtrenjtë), ose të shpërndahet ngarkesa në mënyrë të barabartë midis 3 fazave (gjë që është e pamundur në një ndërtesë apartamentesh). Në rastin më të keq, ju mund të blini një transformator izolues të ulët, është Rregullator tensioni.
Privatisht në shtëpi Situata është më e mirë, pasi pronari është një dhe është shumë më e lehtë të shpërndahet energjia elektrike në faza. Është madje një aktivitet emocionues - llogarit fuqinë pajisjet elektrike dhe i shpërndani ato në faza në mënyrë që ngarkesa të jetë e njëjtë. Të gjitha llogaritjet bëhen përafërsisht dhe nuk do të thotë aspak se duhet ndezur drita dhe 2 televizorë dhe nëse makina e zdrukthtarisë punon në rrugë është e tepërt. E gjitha varet nga dëshira e pronarit të shtëpisë: të kryejë një rrjet trefazor ose njëfazor. Këtu ka të mirat dhe të këqijat.
Disavantazhet e një rrjeti trefazor 2.
1. Tensioni në një zonë të caktuar varet shumë nga puna e të tjerëve. Nëse njëra nga fazat është e mbingarkuar, të tjerat mund të mos funksionojnë siç duhet. Mund të shfaqet si të doni. Për të parandaluar që kjo të ndodhë, ju duhet një stabilizues - jo një gjë e lirë.
2. Kërkohen pajisje në një central komutues, të projektuara posaçërisht për një rrjet trefazor, si dhe kostot e një pajisjeje rrjeti trefazor. Ato do të jenë më të mëdha se ato njëfazore. Përveç kësaj, ju duhet të dini rregullat për funksionimin e rrjeteve trefazore.
Përparësitë e një rrjeti trefazor gjithashtu 2.
1. Një rrjet trefazor ju lejon të merrni më shumë energji. Nëse një rrjet njëfazor me një fuqi totale prej 10 kW pajisje tashmë po përjeton mbingarkesa, atëherë një rrjet trefazor përballet mirë me 30 kW. Shembulli është shumë i thjeshtë. Nëse vetëm 1 fazë hyn në shtëpi nga linja e energjisë elektrike, atëherë kur seksioni kryq i përcjellësit në hyrje është 16 mm2, maksimumi pushtetin do të jetë vetëm 14 kW, dhe nëse të 3 fazat janë tashmë 42 kW. Dallimi është mjaft i prekshëm.
2. Bëhet jashtëzakonisht e lehtë lidhja e pajisjeve elektrike që kanë një furnizim me energji trefazore (soba elektrike). Gjëja më e rëndësishme në rastin e një shtëpie private janë motorët elektrikë trefazorë, të cilët janë në shumë makina.
Qarku elektrik më i popullarizuar është linja trefazore, e cila ka përparësi të konsiderueshme ndaj llojeve të tjera të lidhjes. Krahasuar me qarqet polifazore, një linjë trefazore është më ekonomike për sa i përket konsumit të materialit dhe në krahasim me linjat njëfazore, është e aftë të transmetojë më shumë tension.
Përveç kësaj, një lidhje e tillë përdoret për të lidhur motorët elektrikë me qarkun: me ndihmën e saj, formohet lehtësisht një fushë magnetike, e cila përdoret në mënyrë aktive për të nisur motorët elektrikë dhe gjeneratorët. Një avantazh tjetër i sistemit trefazor është aftësia për të marrë tensione të ndryshme operative. Në varësi të mënyrës së lidhjes së ngarkesës, tensionet e linjës dhe të fazës dallohen nga linja e furnizimit.
Përkufizimet bazë
Para së gjithash, le të kujtojmë disa përkufizime.
Sistemi trefazor
Një sistem trefazor është një kombinim i tre qarqeve elektrike që gjenerohen nga një burim, por janë të zhvendosur në fazë në raport me njëri-tjetrin.
Faza
Në këtë rast, çdo qark elektrik i një sistemi polifazor quhet fazë. Fillimi i fazës konsiderohet të jetë terminali ose fundi i përcjellësit përmes të cilit rryma rrjedh në këtë qark. Në këtë rast, skajet e fazave mund të lidhen së bashku. Në këtë rast, EMF total fillon të veprojë në qarkun elektrik, dhe sistemi quhet i lidhur. Përdoret gjerësisht për fuqizimin e motorëve elektrikë.
Metodat e lidhjes
Lidhja trefazore përdoret gjerësisht për të ndezur mbështjelljet e motorëve elektrikë dhe gjeneratorëve. Në këtë rast, përdoren dy opsione për lidhjen e mbështjelljeve me përçuesit me rrymë.
- Kur lidhet me një yll nga gjashtë në katër, numri i telave lidhës zvogëlohet, gjë që ka një efekt pozitiv në qëndrueshmërinë e lidhjeve. Përçuesit e furnizimit janë të lidhur me fillimin e mbështjelljes, dhe skajet kombinohen në një nyje të quajtur pika N ose neutrale e gjeneratorit. Ky opsion i lidhjes ju lejon të kaloni në një lidhje me tre tela, por vetëm nëse marrësi i lidhur i ngarkesës trefazore është simetrik;
- Kur mbështjelljet janë të lidhura tërthore në një deltë, ato krijojnë një lak të mbyllur që ka relativisht pak rezistencë. Një lidhje e tillë përdoret kur lidhni një sistem simetrik prej tre EMF: në këtë rast, në mungesë të një ngarkese, nuk ndodh rrymë në qark.
Një lidhje ylli përdoret më shpesh për të lidhur amplifikatorë dhe stabilizues të ndryshëm në një rrjet 220 volt dhe për motorët elektrikë me fillim të butë kur fuqizohen nga 380 V. Lidhja Delta lejon motorët të fitojnë fuqi të plotë, prandaj përdoret më shpesh për qëllime industriale ku kërkohet performancë e lartë e pajisjeve.
Tensionet e fazës dhe linjës
Në fillim të artikullit, ne vumë re se një lidhje trefazore ju lejon të merrni dy tensione të ndryshme: lineare dhe fazore. Le të hedhim një vështrim më të afërt se çfarë është.
- Tensioni i fazës ndodh kur lidhet me një bërthamë zero dhe një nga tre fazat e qarkut;
- Tensioni linjë-linjë gjenerohet kur lidhet me çdo dy faza. Elektricistët e quajnë atë interfazë, e cila është më afër për sa i përket metodës së matjes.
Tani le të shohim se cili është ndryshimi midis këtyre dy përkufizimeve.
Në kushte normale, treguesit e tensionit të linjës janë të njëjtë midis çdo faze dhe janë 1.73 herë më të larta se treguesit e tensionit fazor. Me fjalë të thjeshta, në përputhje me standardet e brendshme, voltazhi i linjës është 380 volt, dhe tensioni fazor është 220 V. Karakteristika të tilla të linjave trefazore kanë gjetur aplikimin e tyre në sigurimin e furnizimit të pandërprerë me energji elektrike si për konsumatorët industrialë ashtu edhe për ato shtëpiake.
Vlen të përmendet se vetëm një qark trefazor me katër tela i ka këto karakteristika, voltazhi i vlerësuar i të cilit shënohet si 380 / 220 V. Nga ky përcaktim bëhet e qartë se është e mundur të lidhni një gamë të gjerë konsumatorësh në këtë linjë, të krijuar për një rrymë nominale si 380V ashtu edhe 220V.
Shënim! Është e rëndësishme të dini se kur tensioni i linjës ulet (bie), tensioni fazor gjithashtu ndryshon. Për më tepër, treguesi i tensionit fazor llogaritet lehtësisht nëse dihen vlerat lineare. Për ta bërë këtë, ju duhet të nxirrni rrënjën katrore të tre nga treguesit linearë. Të dhënat e marra do të jenë të barabarta me tensionin fazor.
Për shkak të veçorive të përshkruara më sipër dhe shumëllojshmërisë së lidhjeve të mundshme, është qarku trefazor me katër përcjellës që është bërë i përhapur. Shtrirja e një skeme të tillë për furnizimin me energji elektrike është universale. Prandaj, përdoret për të fuqizuar objekte të mëdha me konsumatorë të fuqishëm, ndërtesa banimi, zyra dhe administrative dhe struktura të tjera.
Në të njëjtën kohë, nuk është aspak e nevojshme të lidhni të dy llojet e konsumatorëve për 380V dhe 220V. Për shembull, në ndërtesat e banimit, më shpesh përdoren vetëm pajisjet shtëpiake të dizajnuara për 220 volt. Në këtë rast, është e rëndësishme të sigurohet një ngarkesë e barabartë në të tre fazat duke shpërndarë saktë fuqinë e lidhjes në secilën linjë individuale. Në ndërtesat e banimit, kjo sigurohet nga renditja e shkallëzuar e lidhjes së apartamenteve me përçuesit fazor. Në një shtëpi private (nëse ka një hyrje 380 V), do të duhet të shpërndani vetë ngarkesën përgjatë linjave të dedikuara.
Tani e dini se cilat lloje të tensioneve mund të merren nga një qark trefazor, cilat metoda të lidhjes me një kabllo me katër bërthama përdoren për këtë. Kjo njohuri do të jetë e dobishme si për elektricistët ashtu edhe për konsumatorët e zakonshëm.
