Svaki dio polifaznog sustava koji ima istu strujnu karakteristiku naziva se faza.
Fazni napon- javlja se između početka i kraja bilo koje faze. Na drugi način, također se definira kao napon između jednog od fazne žice i neutralna žica.
Linearno- koji se također definira kao međufazni ili međufazni - nastaje između dvije žice ili identičnih priključaka različitih faza. Indikator faznog napona je približno 58% parametara linearnog napona. Dakle, u normalnim radnim uvjetima, linearni pokazatelji su isti i premašuju fazne za 1,73 puta. Tri fazna mreža napon se obično procjenjuje iz podataka o mrežnom naponu. Za trofazne vodove koji odlaze od trafostanice postavlja se linearni napon od 380 volti. To odgovara fazi od 220 volti.
Mjerenje linijskog napona – najčešći slučaj
Linijski napon je vektorski zbroj napona linije prema neutralu. Sljedeći fazni dijagram pomoći će vam da vizualizirate matematičku formulu potrebnu za pretvorbu iz mrežnih napona u mrežni napon. Linearni izračunati fazori.
Prema tome, kao što je gore opisano, linijski napon je fazni zbroj linijski neutralnih napona. Nominalno, svaka faza u trofaznom sustavu udaljena je točno 120 stupnjeva. Međutim, budući da namjeravamo vršiti mjerenja na sustavu, ne možemo ga smatrati idealnim.
Dakle, struje koje teku u svakoj fazi nazivaju se fazom i konvencionalno označavaju IA, IB, IC ili uvjetno Iph. Struje u granama opterećenja nazivaju se linearne. Njihova vrijednost određena je veličinom faznih napona, vrstom opterećenja. S čisto otpornim opterećenjem, struje su identične naponima u fazi, a s induktivnim ili kapacitivnim opterećenjem, struje mogu voditi ili zaostajati za naponom.
Mjerenje linijskih napona kada je razmak vodova 120 stupnjeva
Iz pravokutnih komponenti možemo izračunati veličinu međulinijskog napona. Ako možemo jamčiti da linija do linije iznosi točno 120 stupnjeva, tada se gornje jednadžbe mogu donekle pojednostaviti. To može biti slučaj kada je izvor energije generator s tri zavoja rotora, fizički udaljenih 120 stupnjeva.
Time se eliminira potreba za izračunavanjem funkcija sinusa i kosinusa, iako su operacije kvadratnog korijena i arktangensa i dalje potrebne. Donji dijagram dijagrama prikazuje odnose veličine i faze između svih neutralnih vodova i međulinijskog napona u sustavu.
U tradicionalnim električnim mrežama postoje 2 načina povezivanja:
Trokut;
Pri spajanju grana strujnog kruga trokutom, kraj jednog namota spojen je s početkom drugog, tj. dobije se zatvorena petlja. Za svaki čvor strujnog kruga provodi se ravnoteža - zbroj ulaznih struja jednak je zbroju izlaznih. S takvim spojem i simetričnim opterećenjem ispunjena je relacija:
Veličina i omjer faza svih napona u sustavu. Danas se za proizvodnju i distribuciju koriste trofazni sustavi električna energija. Ovo ima brojne prednosti. Prva i možda najznačajnija korist su uštede koje se ostvaruju distribucijom električne energije u trofaznom sustavu. U trofaznom sustavu imamo dva različiti tipovi naponi, fazni naponi i linijski naponi.
Neke značajke mreže
Linearni naponi su oni naponi koji postoje između različitih faza. Kao što možete zamisliti, postoje razlike između faznih i mrežnih napona. Linijski naponi su obično √3 viši od faznih napona. Sve će ovisiti o tome kako je generator spojen. Može se spojiti u konfiguraciji zvijezda ili trokut. S dva različita napona možemo izolirati najviši za industriju, a najniži za stambena područja ili domove. Osim toga, u industriji koristimo električne strojeve kao što su transformatori, trofazni motori itd.
Pri povezivanju grana elemenata kruga sa zvijezdom, svi krajevi faznih namota su spojeni na jedan čvor 0. Zbog činjenice da su faze generatora spojene u seriju s fazama električnih prijemnika (opterećenje) , linearne struje su po veličini jednake faznim strujama:
21. Spajanje trofaznih potrošača struje prema shemi "zvijezda". simetrični i asimetrični modovi.
Trofazni koncepti
U trofaznom sustavu moramo jasno razumjeti neke koncepte i, osim toga, svaki koncept moramo tumačiti u skladu sa svojim kontekstom. Kada pronađemo ovaj izraz stila, to znači da nema pomaka od 120° između različitih faznih sinusoidalnih signala i to može biti ozbiljan problem jer ćemo jednu fazu opteretiti više od drugog transformatora faznog pomaka. to električni stroj ili stroj koji može pomicati faze. Upravlja se po principu transformatora.
Pri spajanju faza namota generatora (ili transformatora) sa zvijezdom, njihovi krajevi x, Y i Z spojiti na jednu zajedničku točku N, koja se naziva neutralna točka (ili neutralna) (sl. 3.6). Faza prijemnika završava ( Z a, Zb, Z c) također su povezani u jednoj točki n. Takav spoj naziva se spoj u zvijezdu.
žice A−a, B−b i C−c povezujući početak faza generatora i prijemnika nazivaju se linearni, žice N−n spojna točka N generator točaka n prijemnik je neutralan.
Redoslijed faza. Odnosimo se na redoslijed kojim su etape smještene. Važno je znati redoslijed faza jer će on ovisiti, na primjer, o smjeru vrtnje motora. Zajednička točka naziva se neutralna točka. Budući da strujni krug mora biti simetričan i uravnotežen, u načelu se može zaključiti da je potencijal oba jednak, te stoga između njih nema struje. Stoga je spajanje neutralnih točaka teoretski nepotrebno.
U trofaznim krugovima, opće oznake. Granične ili fazne struje su naponi između stezaljki elemenata ili struje koje kroz njih kolaju. Naponi ili linijske struje su naponi između vodiča međusobnih spojeva ili struje koje kroz njih kolaju.
Trofazni krug s neutralnom žicom bit će četverožilni, bez neutralne žice - trožilni.
Da bi se smanjio broj žica između generatora i potrošača, fazni namoti moraju biti međusobno povezani na određeni način, kako u generatoru tako i kod potrošača. Namoti generatora označeni su: U
Trofazna električna struja
Gore navedeni naponi su, naravno, naponi primijenjeni na odgovarajuće impedancije opterećenja. Međutim, ovaj se omjer odnosi samo na efektivne ili vršne vrijednosti. Slika 02 prikazuje grafičke zbrojeve za prethodne rezultate. Međulinijski naponi pomaknuti su za 30° u odnosu na fazu. Raspored kruga omogućuje zaključak da se linijske struje podudaraju s odgovarajućim faznim strujama.
Razlika između linearnog i faznog napona
Neutralna struja može se izračunati pomoću formule. Ali zbroj između zagrada je zbroj napona izvora, koji je nula, kao što je prikazano na prethodnoj stranici. Kompleksni prijenos napona možemo tumačiti u smislu modula i argumenta, odnosno amplitude i faznog odziva. Amplitudna karakteristika izražava ovisnost modula prijenosa dvostrukog brona o frekvenciji. Fazni odziv je ovisnost faznog pomaka dvostrukog pojasa o frekvenciji. Grafički prikaz ovih karakteristika u danom frekvencijskom rasponu dobro je prikladan za opisivanje dvostranih svojstava.
V 1 - V 2, W 1 - W 2 (faze A, B, C). Indeks 1 označava početak namota, indeks 2 označava kraj.
U praksi koristite 2 razne veze: spoj zvijezda i trokut.
Veza zvjezdicom.
Složimo se da pozitivno usmjerena struja napušta namot generatora kroz njegov početak i ulazi u njega kroz njegov kraj. Ako su svi krajevi namota generatora spojeni u jednoj točki O, a na njihove početke spojimo žice koje idu prema prijemnicima električne energije, u kojima su krajevi također spojeni u jednoj točki O´, tada dobivamo spoj zvijezda .
I16 Načini rada trofaznog prijemnika
Mogući fazni pomak i modul, odnosno karakteristike faze i amplitude su vrlo brojne. Sveobuhvatni prijenos snage opisuje svojstva dva priključka. Bilateralni je uobičajeni elektronički uređaj s ulaznim i izlaznim vratima.
Ako izgradimo ulazna vrata s dvostrukim harmoničkim vratima i sva vremenska kašnjenja su riješena, možemo definirati složeni prijenos napona takvog dvostrukog bloka kao izlaz izlaznog i ulaznog napona. Ovaj složeni izraz možemo podijeliti na realnu i imaginarnu komponentu, odnosno na modul i argument. Integrirani modul za prijenos napona ima izlazne i ulazne napone.
Struja će teći kroz zajedničku povratnu žicu:
ja N = ja 1 + ja 2 + ja 3 . Uobičajena žica naziva se neutralna (ili neutralna) žica.
Ako sve tri faze imaju ista opterećenja, tada će fazne struje biti jednake u apsolutnoj vrijednosti, razlikuju se jedna od druge u fazi za 120˚:
i 1 = I 1 sinωt,
i 2 \u003d I 2 ∙sin (ωt - 120˚),
Argument složenog napona prijenosa podijeljen je na argumente izlaznog i ulaznog napona. Ovaj argument nazivamo faznim pomakom. I složeni moduli i moduli pretvarača odašiljača često se oslanjaju na najčešće linearne bipolarne sustave. Stoga su modul i spektar prikladni za interpretaciju kao funkcija frekvencije. Ovisnost o frekvenciji složenog naponskog prijenosnog modula je ono što nazivamo karakteristikom modula. Frekvencijska ovisnost složenog argumenta prijenosa napona naziva se karakteristika argumenta.
i 3 = I 3 ∙sin(ωt + 120˚).
Struje zbrajamo pomoću vektorski dijagram.
Ukupna struja, t.j. zajednička struja nula, pa se žica OO´ naziva nula. Žice koje povezuju početak namota generatora s prijemnikom energije nazivaju se linearnim. Sustav trofazna struja s neutralnom žicom (ili neutralnom) naziva se četverožilni.
Za opisivanje većine gore opisanih složenih metoda upravljanja prijenosom, općenito se može koristiti sljedeći pojednostavljeni dijagram toka procesa složenog dvostrukog prijenosa. Harmonijski generator s promjenjivim izlaznim frekvencijama spojen je na ulazna vrata. Pomoću dva alternativna voltmetra mjeri se amplituda napona na ulaznim i izlaznim izlazima, te se mjeri fazni pomak napona između ulaznih i izlaznih ventila.
Većina "jednostavnih" metoda odnosi se na mjerenje amplitudnih i faznih karakteristika zasebno i "točku po točku" i odnosi se na gornji opći model prikazan na slici. Mjerenje ovim metodama odvija se u jednoj točki, dakle uvijek za jednu vrijednost frekvencije. Za kontrolu amplitudnih i faznih karakteristika potrebno je izvršiti dovoljan broj mjerenja za pojedine frekvencije u cijelom proučavanom frekvencijskom području.
U trofaznim strujnim krugovima razlikuju se dvije vrste napona: linearni i faza. Isto vrijedi i za struje. Napon između dvije linijske žice naziva se linearni, a između linijske žice i nule - fazni. Sukladno tome, struje koje teku linijske žice, nazivaju se linearni, au fazi - fazni.
Linearne napone označavamo dvostrukim indeksima, a fazne napone jednostrukim indeksima. Kada je spojena zvijezdom, linearna struja podudara se s faznom strujom. Izgradimo dijagram linearnih i faznih napona kada smo povezani zvijezdom.
Sa slike 5.5 to vidimo
U 12 \u003d U 1 - U 2
U 23 \u003d U 2 - U 3
U 31 \u003d U 3 - U 1
Vidimo da linijski naponi također tvore zvijezdu s tri zrake, zakrenutu u odnosu na zvijezdu faznog napona pod kutom od 30˚ u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Razmotrite odnos između modula linearnih i faznih napona. Iz trokuta U 12 U 1 N dobivamo U 12 /2 = U 1 ∙ cos30˚ = U 1 ∙√3/2,
U 12 = √3∙ U 1 , tj. u trofazni sustav kada je spojen zvijezdom U l \u003d √3U f (5.5). Ako je linearni napon 220V, tada je fazni napon 220/√3 = 127V.
Ako je fazni napon 220V, tada je linearni napon 380V. Ako opterećenje postane neravnomjerno, tada možemo pretpostaviti da se poštuje odnos (5.5), samo u ovom slučaju struja teče u neutralnoj žici.
Pri spajanju se koristi zvijezda spoj bez neutralne žice trofazni motori(ovdje je opterećenje simetrično), a veza s neutralnom žicom - tijekom elektrifikacije stambenih zgrada. U kuću se dovode tri faze i neutralna žica, a unutar kuće nastoje ravnomjerno opteretiti svaku od faza tako da je ukupno opterećenje simetrično.
Različiti primjeri povezivanja potrošača u zvijezdu.
Pronađite struje potrošača i neutralne žice, ako je U l = 400V.
U 1 = U 2 = U 3 = U l /√3 = 400/√3 = 230V.
Struje potrošača:
I 1 \u003d U 1 / R 1 \u003d 2,3 A;
I 2 \u003d U 2 / R 2 \u003d 230/230 \u003d 1A;
I 3 \u003d U 3 / R 3 \u003d 230 / 57,3 \u003d 4A.
Za dobivanje geometrijskog zbroja struja koristimo vektorski dijagram.
Uzmimo ljestvicu
I 1 + I 2 + I 3 = I N
Iz vektorskog dijagrama to utvrđujemo ja N = 2.5A.
Smatrati poseban slučaj kada je asimetrija dobivena kao posljedica oštećenja jedne od faza (na primjer, osigurač je pregorio).
Ako je neutralni vodič netaknut, tada će oštećena faza ostati bez napajanja. U preostalim fazama nastavit će se normalan rad. I 2 = U 2 /R 2 i I 3 = U 3 /R 3.
Struja u neutralnoj žici bit će jednaka geometrijskom zbroju I 2 + I 3.
Osigurači, prekidači i drugi uređaji koji mogu dovesti do njegovog otvaranja ne smiju se postavljati u neutralni vod. Ako se neutralni spoj prekine, fazni napon može premašiti propisanu vrijednost .
Ako u sustavu nema neutralne žice, kvar faze će dovesti do situacije kao u jednofaznoj mreži.
Potrošači u drugoj i trećoj fazi bit će spojeni serijski i
I 2 \u003d I 3 \u003d U 23 / (R 2 + R 3).
Još jednom o spajanju namota generatora ili transformatora. Važno je uzeti u obzir da su namotaji transformatora ili generatora ispravno spojeni. To znači da su počeci namota spojeni na linearnu žicu, a krajevi međusobno spojeni. Ako je jedan od namota neispravno spojen, tada je neuravnotežen linearni sustav, što je prikazano na slici, gdje vidimo što je linearno i fazni naponi ako je namot V 1 - V 2 pogrešno spojen. U 12 , U 23 i U 31 sada nisu jednaki i tvore asimetričan sustav.
Delta spoj
Kada je spojen trokutom, kraj namota prve faze U 2 povezan je s početkom namota druge faze V 1, njegov kraj je povezan s početkom trećeg namota W 1, a kraj trećeg namota je spojen na početak prvog namota U 1.
Tri namota generatora sada tvore zatvoreni krug s vrlo malim otporom. Ali kratki spoj tamo neće raditi, jer zbroj EMF će biti nula.
Linearni naponi u slučaju spoja u trokut jednaki su faznim naponima: U 1 = U 12, U 2 = U 23, U 3 = U 31, odnosno U f = U l.
Glavna stvar koju treba imati na umu je da su namotaji generatora ili transformatora ispravno spojeni. Ako je jedan od faznih namota spojen obrnuto, tada zbroj EMF-a u krugu neće biti jednak nuli, već će biti jednak dvostrukom faznom naponu.
7.4. Delta priključak potrošača
Potrošači su spojeni u trokut ako im je pogonski napon jednak mrežnom naponu. Na dijagramima postoje dvije vrste slika: potrošači se nalaze pod kutom od 120˚ ili paralelno jedan s drugim.
Kod spajanja u trokut linijski naponi su jednaki faznom naponuUl= Uf. Fazne struje: I 12 = U 12 / R 12, I 23 = U 23 / R 23, I 31 = U 31 / R 31.
Vektorski dijagrami kada su povezani trokutom također se mogu crtati na različite načine. Možete nacrtati vektore koji izlaze iz jedne početne točke ili možete nacrtati vektore naprezanja kao trokut (slika 130). Kod simetričnog opterećenja vektori fazne struje su jednaki, a vektorski dijagram je simetričan. Ako opterećenje nije simetrično, to se neće dogoditi.
NA trofazna mreža s naponom od 400 V, potrošači s različitim otporom opterećenja spojeni su u trokut.
Nađimo fazne i linearne struje u ovom krugu.
Fazne struje:
ja 12 = U 12 / R 12 = 4A;
I 23 \u003d U 23 / R 23 \u003d 8A;
I 31 = U 31 / R 31 = 2A.
Linearne struje mogu se pronaći iz vektorskog dijagrama, s obzirom na sljedeće odnose: ja 1+ja 31 = ja 12 , ja 2 + ja 12 = ja 23 , ja 3 + ja 23 = ja 31 . Ovdje su izračunate fazne struje ucrtane u mjerilu, a linearne struje određene su geometrijskim zbrajanjem.
Poseban slučaj neuravnoteženog opterećenja dobiva se kada jedna od žica pukne. Da vidimo što se događa kada L1 pukne.
Shema će u ovom slučaju imati sljedeći oblik:
R 23 radit će u normalnom načinu rada: I 23 = U 23 / R 23. Potrošači R 12 i R 31 bit će krivo spojeni i njihova struja: I 12 = I 31 = U 23 / (R 12 + R 31). Linearna struja I 2 bit će jednaka geometrijskom zbroju struja I 23 i I 12 .