Elektra | Elektriko pastabos. Eksperto patarimas

3 faziu tinklas. Linijinė įtampa elektros tinkluose

Kiekvienoje technikos šakoje visada galima rasti savotišką senovės laikų atgarsį, būtent pavadinimus, atspindinčius savotišką šios krypties raidos istoriją. Ir mažai kas žino, kad ta ar kita techninė koncepcija ilgą laiką tapo, pripranta ir pačioje gimimo pradžioje pažymėjo kitą, dažnai labai reikšmingą žingsnį. technikos pažanga. Taigi, pavyzdžiui, tarp elektros terminų dažnai galima išgirsti posakius „trifazė įtampa“, „tiesinė įtampa“, „pastovi“ arba „kintamoji įtampa“ ir daug kitų pavadinimų su žodžiu „įtampa“.

Elektrotechnikoje plačiausiai naudojami sinusiniai kintamosios srovės tinklai. Didžiausia įtampos vertė jos svyravimo metu vadinama amplitude Ua. Tokiai įtampai naudojami papildomi matavimo vienetai - dažnis F ir fazė ψ. Dažnis nustatomas pagal virpesių skaičių per laiko vienetą, o fazė yra tų pačių virpesių taškų laiko poslinkis. Taip atsitiko istoriškai, kad terminas „fazė“ buvo pradėtas vadinti kintamąja įtampa, jei tai yra daugelio fazių sistemos dalis - dažniausiai trys. buvo dar vienas elektrotechnikos pasiekimas ir turi tiek privalumų, kad pro šalį tiesiog neįmanoma praeiti. O svarbiausias iš jų yra galimybė labai paprastai, praktiškai be jokių pastangų gauti besisukantį magnetinį lauką – tai pagrindinis bet kurio elektros variklio veikimo principas. Skiriant fazę ir linijinę įtampą, jos ypatybė yra ta, kad kiekviena fazė turi poslinkį kitų dviejų +/- 120 laipsnių atžvilgiu. įtampa turi išėjimo apvijas, kuriose fazės poslinkis yra struktūriškai nurodytas. Kiekviena apvija turi pabaigą ir pradžią: H1-K1, H2-K2, H3-K3. Trifazėje sistemoje galimos dvi fazių sujungimo galimybės – „žvaigždė“ ir „trikampis“.

Jungiant "žvaigždę", visi galai sujungiami į vieną tašką - "išėjimas 0", o pradmenys tarnauja kaip generatoriaus išvesties galai ir įėjimas juo maitinamam įrenginiui. Tokioje sistemoje linijos įtampa yra vertė, išmatuota tarp bet kurios išėjimo galų poros H1, H2, H3 ir žymima Ulin. Yra dar viena savybė trifazis tinklas- fazinė įtampa. Jis žymimas Uf ir matuojamas tarp taškų "0 išvestis" ir bet kurio iš K1, K2 ir K3 išvesties galų. Praleidžiant detales, reikia pažymėti, kad, remiantis trifazio tinklo vektorine diagrama, šių įtampų santykis yra Ulin = V3 * Uf. Jungiant "trikampį" apvijų galai sujungiami žiedu: K1-H1-K2-H2-K3-H3-K1. Kiekviena jungtis „pabaiga – pradžia“ yra išvada, o tuo pačiu tiesinė įtampa nesiskiria nuo fazinės įtampos, t.y. Ulinas = Uf. Įdomu palyginti pastovus slėgis Udir ir kintamos įtampos Ua amplitudė, pavyzdžiui, remiantis ta pačia apkrovoje išsiskiriančia energija. Šiuo atveju Udir = V2 * Ua.

Taip jau dešimtmečius kaupiasi žinios apie elektros esmę ir prigimtį, o nepastebimai paprasta sąvoka „įtampa“ įgavo giminingus terminus, praplečiančius mūsų galimybes panaudoti gamtos reiškinius žmogaus poreikiams.

Trifazė grandinė susideda iš trijų pagrindinių elementų: trifazis generatorius, perdavimo linijos su viskuo reikalinga įranga, imtuvai (vartotojai). Įtampa tarp linijos laidininko ir nulio (Ua, Ub, Uc) vadinama fazė. Įtampa tarp dviejų linijų laidų (UAB, UBC, UCA) vadinama linijinis. Norint sujungti apvijas su žvaigžde, su simetriška apkrova, galioja tiesinių ir fazių srovių ir įtampų santykis:

13. Simetriniai ir nesubalansuoti imtuvai trifazėse grandinėse, vektorinės diagramos.

.

Vektorinė diagrama jungiant imtuvą su žvaigždute, esant simetrinei apkrovai .

14. Srovė nuliniame laide trifazėse grandinėse. Neutralus (nulis veikiantis) laidas- laidas, jungiantis trifazius elektros įrenginių nulius elektros tinklai. Sujungiant generatoriaus ir elektros imtuvo apvijas pagal "žvaigždės" schemą, fazinė įtampa priklauso nuo kiekvienos fazės prijungtos apkrovos. Prisijungimo atveju, pvz. trifazis variklis, apkrova bus simetriška, o įtampa tarp generatoriaus ir variklio neutralių taškų bus lygi nuliui. Tačiau jei prie kiekvienos fazės prijungiama skirtinga apkrova, vadinamoji neutrali poslinkio įtampa, o tai sukels apkrovos įtampų asimetriją. Praktiškai tai gali lemti tai, kad kai kuriems vartotojams įtampa bus sumažinta, o kai kurių - padidinta. Dėl žemos įtampos netinkamai veikia prijungtos elektros instaliacijos, o padidėjusi įtampa taip pat gali sugadinti elektros įrangą arba įvykti Ugnis. Generatoriaus ir galios imtuvo neutralių taškų sujungimas nuliniu laidu leidžia sumažinti neutralų poslinkio įtampą beveik iki nulio ir išlyginti fazių įtampas ant maitinimo imtuvo. Mažą įtampą lems tik nulinio laido varža.

Trifazės grandinės su nuliniu laidu vadinamos keturių laidų grandinėmis.

Paprastai neatsižvelgiama į laidų varžą /

Tada fazė pvz. imtuvas bus lygus fazei. generatoriaus įtampa. .

Atsižvelgiant į tai, kad kompleksinės varžos yra lygios, tada nustatomos srovės

Pagal 1 užsakymą. Kirchoff srovė neutralioje padėtyje. viela

Su simmetu. pvz.

Kai vežame pvz.

Nulinis laidas išlygina fazių įtampas.

15I16 Trifazio imtuvo veikimo režimai.

Yra dviejų tipų jungtys: žvaigždutėje ir trikampyje. Savo ruožtu, prijungus prie žvaigždės, sistema gali būti trijų ir keturių laidų.

žvaigždės ryšys

Ant pav. 6 parodyta trifazė sistema, kai generatoriaus ir apkrovos fazės sujungiamos į žvaigždę. Čia laidai AA', BB' ir CC' yra linijiniai laidai.


Linijinis vadinamas laidu, jungiančiu generatoriaus ir imtuvo apvijos fazių pradžią. Taškas, kuriame fazių galai yra prijungti prie bendro mazgo, vadinamas neutralus(6 pav. N ir N' yra atitinkamai neutralūs generatoriaus ir apkrovos taškai).

Vadinamas laidas, jungiantis generatoriaus ir imtuvo neutralius taškus neutralus(6 pav. parodyta punktyrine linija). Trifazė sistema, kai prijungta prie žvaigždės be nulinio laido, vadinama trijų laidų, su neutraliu laidu keturių laidų.

Visi dydžiai, susiję su fazėmis, yra vadinami fazės kintamieji, prie linijos linijinis. Kaip matyti iš diagramos pav. 6, prijungus prie žvaigždės, linijos srovės yra lygios atitinkamoms fazių srovėms. Jei yra nulinis laidas, srovė nuliniame laide . Jei fazių srovių sistema yra simetriška, tai. Todėl, jei būtų garantuota srovių simetrija, tada nulinio laido nereikėtų. Kaip bus parodyta toliau, nulinis laidas išlaiko apkrovos įtampų simetriją, kai pati apkrova yra nesubalansuota.

Kadangi įtampa šaltinyje yra priešinga jo EMF krypčiai, generatoriaus fazinės įtampos (žr. 6 pav.) veikia nuo taškų A, B ir C iki nulinio taško N; - fazinės apkrovos įtampos.

Linijos įtampa veikia tarp linijos laidininkų. Pagal antrąjį Kirchhoff dėsnį, skirtą linijos įtampai, galima rašyti

Atkreipkite dėmesį, kad visada - kaip įtampų suma uždaroje kilpoje.

Ant pav. 7 pristatyta vektorinė diagrama simetriškai įtempių sistemai. Kaip rodo jo analizė (fazinių įtampų spinduliai sudaro lygiašonių trikampių kraštines, kurių kampai prie pagrindo lygūs 300), šiuo atveju

Į tai dažniausiai atsižvelgiama atliekant skaičiavimus . Tada dėl bylos tiesioginė fazių seka , (at atvirkštinė fazių seka fazių poslinkiai y yra keičiami). Atsižvelgiant į tai, remiantis (1) ... (3) santykiais, galima nustatyti tiesinių įtempių kompleksus. Tačiau esant įtempių simetrijai, šie dydžiai lengvai nustatomi tiesiai iš vektorinės diagramos, pateiktos fig. 7. Nukreipdami realiąją koordinačių sistemos ašį išilgai vektoriaus (jo pradinė fazė lygi nuliui), skaičiuojame tiesinių įtampų fazių poslinkius šios ašies atžvilgiu, o jų moduliai nustatomi pagal (4). Taigi tiesinėms įtampoms gauname: ;.

Trikampis ryšys

Dėl to, kad didelė dalis imtuvų, įtrauktų į trifazes grandines, yra nesubalansuoti, tai labai svarbu praktikoje, pavyzdžiui, grandinėse su šviestuvai, užtikrinti atskirų fazių darbo režimų nepriklausomumą. Be keturių laidų, trijų laidų grandinės taip pat turi panašias savybes jungiant imtuvo fazes į trikampį. Bet generatoriaus fazes galima sujungti ir į trikampį (žr. 8 pav.).

Simetriškai EMF sistemai turime

.

Taigi, nesant apkrovos generatoriaus fazėse grandinėje Fig. 8 srovės bus lygios nuliui. Tačiau jei sukeisite bet kurios fazės pradžią ir pabaigą, tada trikampyje tekės srovė trumpas sujungimas. Todėl trikampiui būtina griežtai laikytis fazių sujungimo tvarkos: vienos fazės pradžia yra sujungta su kitos fazės pabaiga.

Generatoriaus ir imtuvo fazių sujungimo schema trikampyje parodyta fig. 9.

Akivaizdu, kad prijungus prie trikampio, linijos įtampa yra lygi atitinkamoms fazinėms įtampoms. Pagal pirmąjį Kirchhoffo dėsnį ryšį tarp imtuvo tiesinės ir fazės srovių lemia santykiai

Panašiai linijinės srovės gali būti išreikštos fazinės srovės generatorius.

Ant pav. 10 parodyta simetrinės tiesinių ir fazių srovių sistemos vektorinė diagrama. Jo analizė rodo, kad su srovių simetrija

Baigdami pažymime, kad be nagrinėjamų žvaigždės-žvaigždės ir trikampio-trikampio jungčių, praktikoje taip pat naudojamos žvaigždės-trikampio ir trikampio-žvaigždės schemos.

Kiekviena daugiafazės sistemos dalis, turinti vienodą srovės charakteristiką, vadinama fazė.
Fazinė įtampa- įvyksta tarp bet kurios fazės pradžios ir pabaigos. Kitu būdu jis taip pat apibrėžiamas kaip įtampa tarp vieno iš fazinių laidų ir nulinio laido.

Linijinis- kuri taip pat apibrėžiama kaip tarpfazė arba tarpfazė - atsirandanti tarp dviejų laidų arba identiškų skirtingų fazių gnybtų. Fazinės įtampos indikatorius yra maždaug 58% linijinės įtampos parametrų. Taigi normaliomis eksploatavimo sąlygomis linijiniai indikatoriai yra vienodi ir 1,73 karto viršija fazinius. Trifaziame tinkle įtampa dažniausiai apskaičiuojama pagal linijos įtampos duomenis. Trifazėms linijoms, kurios nukrypsta nuo pastotės, nustatoma 380 voltų linijinė įtampa. Tai atitinka 220 voltų fazę.

Taigi, kiekvienoje fazėje tekančios srovės vadinamos faze ir sutartinai žymimos IA, IB, IC arba sąlyginai If. Srovės apkrovos šakose vadinamos tiesinėmis. Jų vertę lemia vertė fazinės įtampos, apkrovos tipas. Esant grynai varžinei apkrovai, srovės yra identiškos fazės įtampai, o esant indukcinei arba talpinei apkrovai, srovės gali sukelti įtampą arba atsilikti nuo jos.

Tradiciniuose elektros tinkluose yra 2 prijungimo būdai:

trikampis;

Sujungiant grandinės atšakas trikampiu, vienos apvijos galas sujungiamas su kitos pradžia, t.y. gaunamas uždaras ciklas. Kiekvienam grandinės mazgui atliekamas balansas - įeinančių srovių suma yra lygi išeinančių srovių sumai. Esant tokiam ryšiui ir simetriškai apkrovai, įvykdomas santykis:

Sujungiant grandinės elementų atšakas su žvaigžde, visi fazių apvijų galai sujungiami į vieną mazgą 0. Dėl to, kad generatoriaus fazės sujungtos nuosekliai su elektros imtuvų fazėmis (apkrova) , tiesinės srovės yra lygios fazių srovėms:

21. Vartotojų prijungimas trifazė srovėžvaigždės raštu. simetriniai ir asimetriniai režimai.

Sujungiant generatoriaus (ar transformatoriaus) apvijos fazes su žvaigždute, jų galai X, Y ir Z prisijungti prie vieno bendro taško N, vadinamas neutraliu tašku (arba neutraliu) (3.6 pav.). Imtuvo fazė baigiasi ( Z a, Zb, Z c) taip pat yra sujungti viename taške n. Toks ryšys vadinamas žvaigždžių jungtimi.

laidai Aa, Bb ir Cc jungiančios generatoriaus ir imtuvo fazių pradžią vadinamos linijine, laidu Nn sujungimo taškas N taškų generatorius n imtuvas yra neutralus.

Trifazė grandinė su neutraliu laidu bus keturių laidų, be neutralaus laido - trijų laidų.

8 puslapis iš 16

Trifaziame elektros tinkle išskiriama tiesinė ir fazinė įtampa.

Linijinė (ji taip pat vadinama fazė-fazė arba fazė-fazė) yra įtampa tarp dviejų fazių laidų.

Fazė - tarp nulinio laido ir vienos iš fazių. Linijos įtampa normaliomis darbo sąlygomis yra tokia pati ir 1,73 karto didesnė už fazinę įtampą, t.y. įtampa tarp nulio ir fazinis laidas(fazė) yra 58% linijos įtampos. Trifazio tinklo įtampa paprastai įvertinama tiesine įtampa. Trifazėms linijoms, išeinančioms iš transformatorinės pastotės, nustatoma vardinė 380 V tiesinė įtampa, kuri atitinka 220 V fazės įtampą. Trifazių keturių laidų tinklų vardinės įtampos žymėjime abi reikšmės ​​nurodyta, t.y. 380/220 V. Tai pabrėžia, kad ne tik trifaziai galios imtuvai, kurių vardinė įtampa yra 380 V, bet ir vienfaziai 220 V.

Trifazė sistema 380/220 V su įžeminta neutrale yra labiausiai paplitusi, tačiau kai kuriose vietovėse ir sodų kooperatyvuose galima rasti ir kitokių elektros paskirstymo sistemų. Pavyzdžiui, trifazis su 220 V tiesine įtampa ir neįžeminta (izoliuota) neutrale. Vienfaziai 220 V elektros imtuvai prijungiami prie linijos įtampos tarp bet kurios fazinių laidų poros, o trifaziai - prie trijų faziniai laidai. Su šia sistema neutralus laidas nereikalingas, o neįžemintas nulis sumažina elektros smūgio riziką izoliacijos gedimo atveju. Tačiau tokioje sistemoje izoliacijos gedimus aptikti sunkiau nei naudojant įžemintą neutralę.

Perėjimas elektros srovė išilgai laidų lydi nuostoliai, o vartotojų įtampa yra šiek tiek mažesnė nei linijos pradžioje transformatorių pastotėje. Siekiant užtikrinti priimtinus įtampos lygius visoje linijoje, transformatorių pastotėje turi būti palaikoma aukštesnė nei vardinė įtampa, t.y. ne 380/220 V, o 400/230 V. Kaimo vietovėse esančiuose elektros tinkluose vartotojai pagal pagal galiojančius standartus, įtampos nuokrypiai 7 ,5% nuo nominalios vertės. Tai reiškia, kad trifazio maitinimo imtuve leidžiama 350–410 V, o vienfazio – 200–240 V įtampa.

Įtampos nukrypimai. Tačiau yra atvejų, kai įtampos dydis viršija priimtinas ribas. Sumažėjus įtampai, pastebimai krenta elektros apšvietimo iš kaitrinių lempų intensyvumas, mažėja elektrinių šildytuvų našumas, sutrinka televizorių ir kitų iš elektros tinklo maitinamų radijo elektroninių prietaisų veikimo stabilumas. Padidėjus įtampai, per anksti sugenda elektros lempos ir šildymo prietaisai. Elektros varikliai yra mažiau jautrūs įtampos svyravimams.