Çdo pjesë e një sistemi polifazor që ka të njëjtën karakteristikë të rrymës quhet faza.
Tensioni fazor- ndodh midis fillimit dhe fundit të çdo faze. Në një mënyrë tjetër, përkufizohet gjithashtu si tension midis njërit prej telat fazor dhe tela neutrale.
Linear- që përkufizohet gjithashtu si ndërfazë ose ndërmjet fazës - që lind ndërmjet dy telave ose terminaleve identike të fazave të ndryshme. Treguesi i tensionit fazor është afërsisht 58% e parametrave të tensionit linear. Kështu, në kushte normale funksionimi, treguesit linearë janë të njëjtë dhe tejkalojnë ato fazore me 1.73 herë. Tre rrjet fazor tensioni zakonisht vlerësohet nga të dhënat e tensionit të linjës. Për linjat trefazore që nisen nga nënstacioni, vendoset një tension linear prej 380 volt. Kjo korrespondon me një fazë prej 220 volt.
Matja e tensionit të linjës - rasti më i zakonshëm
Tensioni i linjësështë shuma vektoriale e linjës ndaj tensionit neutral. Tjetra diagrami fazor do t'ju ndihmojë të vizualizoni formulën matematikore të nevojshme për të kthyer nga tensionet e linjës në tensionin e linjës. Fazoret e llogaritura lineare.
Siç përshkruhet më lart, tensioni i linjës është shuma fazore e tensioneve neutrale të linjës, pra. Nominalisht, çdo fazë në një sistem trefazor është saktësisht 120 gradë larg njëri-tjetrit. Megjithatë, duke qenë se ne synojmë të bëjmë matje në sistem, nuk mund ta konsiderojmë atë ideal.
Pra, rrymat që rrjedhin në secilën fazë quhen fazë dhe shënohen në mënyrë konvencionale IA, IB, IC ose me kusht Iph. Rrymat në degët e ngarkesës quhen lineare. Vlera e tyre përcaktohet nga madhësia e tensioneve fazore, lloji i ngarkesës. Me një ngarkesë thjesht rezistente, rrymat janë identike me tensionet në fazë, dhe me një ngarkesë induktive ose kapacitore, rrymat mund të çojnë ose vonojnë tensionin.
Matja e tensioneve të linjës kur ndarja e linjës është 120 gradë
Nga komponentët drejtkëndëshe, ne mund të llogarisim madhësinë e tensionit linjë në linjë. Nëse mund të garantojmë që rreshti në rresht është saktësisht 120 gradë, atëherë ekuacionet e mësipërme mund të thjeshtohen disi. Ky mund të jetë rasti kur burimi i energjisë është një gjenerator me tre kthesa të rotorit, fizikisht 120 gradë larg njëri-tjetrit.
Kjo eliminon nevojën për të llogaritur funksionet e sinusit dhe kosinusit, megjithëse operacionet e rrënjës katrore dhe tangjentit të harkut janë ende të nevojshme. Diagrami i grafikut më poshtë tregon marrëdhëniet e madhësisë dhe fazës midis të gjitha linjave neutrale dhe tensionit linjë në linjë në sistem.
Në rrjetet elektrike tradicionale, ekzistojnë 2 mënyra të lidhjes:
Trekëndëshi;
Kur lidhni degët e qarkut me një trekëndësh, fundi i një dredha-dredha lidhet me fillimin e tjetrit, d.m.th. fitohet një lak i mbyllur. Për secilën nyje të qarkut, kryhet një bilanc - shuma e rrymave hyrëse është e barabartë me shumën e atyre dalëse. Me një lidhje të tillë dhe një ngarkesë simetrike, lidhja përmbushet:
Madhësia dhe raporti fazor i të gjitha tensioneve në sistem. Sot, sistemet trefazore përdoren për prodhim dhe shpërndarje energji elektrike. Kjo ka një sërë përparësish. Përfitimi i parë dhe ndoshta më domethënës është kursimi i fituar nga shpërndarja e energjisë elektrike në një sistem trefazor. Në një sistem trefazor kemi dy tipe te ndryshme tensionet, tensionet fazore dhe tensionet e linjës.
Disa veçori të rrjetit
Tensionet lineare janë ato tensione që ekzistojnë ndërmjet fazave të ndryshme. Siç mund ta imagjinoni, ka dallime midis tensioneve fazore dhe tensioneve të linjës. Tensionet e linjës janë zakonisht √3 më të larta se tensionet fazore. Gjithçka do të varet nga mënyra se si është lidhur gjeneratori. Mund të lidhet në konfigurim yll ose delta. Me dy tensione të ndryshme, ne mund të izolojmë më të lartën për industrinë dhe më të ulëtin për zonat e banuara ose shtëpitë. Përveç kësaj, në industri përdorim makina elektrike si transformatorë, motorë trefazorë etj.
Kur lidhni degët e elementeve të qarkut me një yll, të gjitha skajet e mbështjelljes së fazës lidhen me një nyje 0. Për shkak të faktit se fazat e gjeneratorit janë të lidhura në seri me fazat e marrësve elektrikë (ngarkesa) , rrymat lineare janë të barabarta në madhësi me rrymat e fazës:
21. Lidhja e konsumatorëve të rrymës trefazore sipas skemës "yll". mënyra simetrike dhe asimetrike.
Konceptet trefazore
Në një sistem trefazor, ne duhet të kuptojmë qartë disa koncepte dhe, përveç kësaj, çdo koncept duhet të interpretohet sipas kontekstit të tij. Kur gjejmë këtë shprehje të stilit, do të thotë se nuk ka një zhvendosje 120° midis sinjaleve të ndryshme sinusoidale të fazave dhe ky mund të jetë një problem serioz sepse do të ngarkojmë një fazë më shumë se një transformator tjetër të zhvendosjes së fazës. atë makinë elektrike ose një makinë e aftë për të lëvizur fazat. Ai kontrollohet nga parimi i një transformatori.
Kur lidhni fazat e mbështjelljes së gjeneratorit (ose transformatorit) me një yll, skajet e tyre X, Y dhe Z lidheni me një pikë të përbashkët N, e quajtur pika neutrale (ose neutrale) (Fig. 3.6). Faza e marrësit përfundon ( Z a, Zb, Zc) janë gjithashtu të lidhura në një pikë n. Një lidhje e tillë quhet lidhje ylli.
telat A−a, B−b dhe C−c Lidhja e fillimit të fazave të gjeneratorit dhe marrësit quhen lineare, tela N−n pikë lidhëse N gjenerator pikash n marrësi është neutral.
Sekuenca e fazave. Ne i referohemi rendit në të cilin ndodhen fazat. Është e rëndësishme të dini sekuencën e fazës sepse do të varet, për shembull, nga drejtimi i rrotullimit të motorit. Pika e përbashkët quhet pika neutrale. Meqenëse qarku duhet të jetë simetrik dhe i balancuar, në parim mund të konkludohet se potenciali i të dyve është i barabartë, dhe për këtë arsye nuk ka rrymë midis tyre. Kështu, lidhja e pikave neutrale është teorikisht e panevojshme.
Në qarqet trefazore, emërtime të përgjithshme. Rrymat kufitare ose fazore janë tensioni ndërmjet terminaleve të elementeve ose rrymave që qarkullojnë nëpër to. Tensionet ose rrymat e linjës janë tensioni ndërmjet përcjellësve të ndërlidhjeve ose rrymave që qarkullojnë nëpër to.
Qarku trefazor me një tel neutral do të jetë me katër tela, pa një tel neutral - tre tela.
Për të zvogëluar numrin e telave midis gjeneratorit dhe konsumatorit, mbështjelljet e fazës duhet të ndërlidhen në një mënyrë të caktuar, si në gjenerator ashtu edhe në konsumator. Mbështjelljet e gjeneratorit janë caktuar: U
Rryma elektrike trefazore
Tensionet e mësipërme janë, natyrisht, tensionet e aplikuara në impedancat përkatëse të ngarkesës. Megjithatë, ky raport vlen vetëm për vlerat efektive ose maksimale. Figura 02 tregon shumat grafike për rezultatet e mëparshme. Tensionet nga linja në linjë zhvendosen me 30° në lidhje me fazën. Rregullimi i qarkut bën të mundur të konkludohet se rrymat e linjës përkojnë me rrymat përkatëse të fazës.
Dallimi midis tensionit linear dhe atij fazor
Rryma neutrale mund të llogaritet duke përdorur formulën. Por shuma midis kllapave është shuma e tensioneve të burimit, e cila është zero, siç tregohet në faqen e mëparshme. Transferimin kompleks të tensionit mund ta interpretojmë në aspektin e modulit dhe argumentit, përkatësisht amplitudës dhe përgjigjes fazore. Karakteristika e amplitudës shpreh varësinë e modulit të transferimit të dyfishtë bron nga frekuenca. Përgjigja fazore është varësia e zhvendosjes së fazës së brezit të dyfishtë nga frekuenca. Paraqitja grafike e këtyre karakteristikave në një gamë të caktuar frekuencash është i përshtatshëm për përshkrimin e vetive të dyanshme.
V 1 - V 2, W 1 - W 2 (fazat A, B, C). Indeksi 1 tregon fillimin e mbështjelljes, indeksi 2 tregon fundin.
Në praktikë, përdorni 2 lidhje të ndryshme: lidhje ylli dhe delta.
Lidhja me yje.
Le të pajtohemi që një rrymë e drejtuar pozitivisht e lë gjeneratorin duke mbështjellë përmes fillimit të tij dhe hyn në të nga fundi i tij. Nëse të gjitha skajet e mbështjelljeve të gjeneratorit janë të lidhura në një pikë O, dhe në fillimet e tyre lidhim telat që shkojnë te marrësit e energjisë elektrike, në të cilët skajet janë gjithashtu të lidhur në një pikë O´, atëherë marrim një lidhje. yll .
I16 Mënyrat e funksionimit të marrësit trefazor
Zhvendosja e mundshme e fazës dhe moduli, përkatësisht, karakteristikat e fazës dhe amplitudës janë shumë të shumta. Transferimi i gjithanshëm i energjisë përshkruan vetitë e një porti me dy porta. Bilateral është një pajisje elektronike e zakonshme me një portë hyrëse dhe dalëse.
Nëse ndërtojmë një portë hyrëse të dyfishtë harmonike dhe zgjidhen të gjitha vonesat kohore, mund të përcaktojmë transferimin kompleks të tensionit të një blloku të tillë të dyfishtë si daljen e tensioneve të daljes dhe hyrjes. Këtë shprehje komplekse mund ta ndajmë në komponentë reale dhe imagjinare, përkatësisht në modul dhe argument. Moduli i integruar i transmetimit të tensionit është i pajisur me tensione në dalje dhe në hyrje.
Një rrymë do të rrjedhë përmes telit të përbashkët të kthimit:
NË = I 1 + I 2 + I 3 . Teli i përbashkët quhet teli neutral (ose neutral).
Nëse të tre fazat kanë të njëjtat ngarkesa, atëherë rrymat e fazës do të jenë të barabarta në vlerë absolute, duke ndryshuar nga njëra-tjetra në fazë me 120˚:
i 1 = I 1 sinωt,
i 2 \u003d I 2 ∙sin (ωt - 120˚),
Argumenti kompleks i tensionit të transmetimit ndahet në argumente të tensionit në dalje dhe në hyrje. Ne e quajmë këtë ndryshim në fazën e argumentit. Si modulet komplekse ashtu edhe ato të transmetuesit shpesh mbështeten në sistemet më të zakonshme lineare bipolare. Kështu, moduli dhe spektri janë të përshtatshëm për interpretim në funksion të frekuencës. Varësia nga frekuenca e një moduli kompleks të transmetimit të tensionit është ajo që ne e quajmë karakteristikë e modulit. Varësia e frekuencës së argumentit kompleks të transferimit të tensionit quhet karakteristikë e argumentit.
i 3 = I 3 ∙sin(ωt + 120˚).
Shtojmë rrymat duke përdorur diagrami vektorial.
Rryma totale, d.m.th. rrymë e përbashkët zero, pra teli OO´ quhet zero. Telat që lidhin fillimin e mbështjelljes së gjeneratorit me marrësin e energjisë quhen lineare. Sistemi rrymë trefazore me një tel neutral (ose neutral) quhet katër tela.
Për të përshkruar shumicën e metodave komplekse të kontrollit të transmetimit të përshkruara më sipër, në përgjithësi mund të përdoret diagrami i thjeshtë i rrjedhës së mëposhtme i procesit kompleks të transmetimit të dyfishtë. Një gjenerator harmonik me frekuenca dalëse të ndryshueshme është i lidhur me portën hyrëse. Duke përdorur dy voltmetra alternativë, matet amplituda e tensioneve në daljet hyrëse dhe dalëse dhe matet zhvendosja fazore e tensioneve ndërmjet valvulave hyrëse dhe dalëse.
Shumica e metodave "të thjeshta" i referohen matjes së karakteristikave të amplitudës dhe fazës veçmas dhe "pikë pas pikë" dhe i referohen modelit të përgjithshëm të mësipërm të paraqitur në figurë. Matja me këto metoda bëhet në një pikë, pra gjithmonë për një vlerë të frekuencës. Për të kontrolluar karakteristikat e amplitudës dhe fazës, është e nevojshme të kryhen një numër i mjaftueshëm matjesh për frekuencat individuale në të gjithë diapazonin e frekuencës në studim.
Në qarqet e rrymës trefazore, dallohen dy lloje të tensioneve: lineare dhe faza. E njëjta gjë vlen edhe për rrymat. Tensioni midis dy telave të linjës quhet linear, dhe midis telit të linjës dhe fazës neutrale. Prandaj, rrymat që rrjedhin brenda telat e linjës, quhen lineare, dhe në fazë - fazë.
Ne përcaktojmë tensionet lineare me indekse të dyfishta dhe tensionet fazore me indekse të vetme. Kur lidhet me një yll, rryma lineare përkon me rrymën e fazës. Le të ndërtojmë një diagram të tensioneve lineare dhe fazore kur lidhen me një yll.
Nga Figura 5.5 shohim se
U 12 \u003d U 1 - U 2
U 23 \u003d U 2 - U 3
U 31 \u003d U 3 - U 1
Shohim që tensionet e linjës formojnë gjithashtu një yll me tre rreze, i rrotulluar në raport me yllin e tensionit fazor në një kënd prej 30˚ në të kundërt të akrepave të orës. Konsideroni marrëdhënien midis moduleve të tensioneve lineare dhe fazore. Nga trekëndëshi U 12 U 1 N marrim U 12 /2 = U 1 ∙ cos30˚ = U 1 ∙√3/2,
U 12 = √3∙ U 1 , d.m.th. në sistem trefazor kur lidhet me një yll U l \u003d √3U f (5.5). Nëse voltazhi linear është 220 V, atëherë tensioni fazor është 220/√3 = 127 V.
Nëse voltazhi fazor është 220 V, atëherë tensioni linear është 380 V. Nëse ngarkesa bëhet e pabarabartë, atëherë mund të supozojmë se vërehet lidhja (5.5), vetëm në këtë rast rryma rrjedh në telin neutral.
Lidhja me yll pa tela neutrale përdoret gjatë lidhjes motorët trefazorë(këtu ngarkesa është simetrike), dhe lidhja me telin neutral - gjatë elektrifikimit të ndërtesave të banimit. Tre faza dhe një tel neutral janë sjellë në shtëpi, dhe brenda shtëpisë ata përpiqen të ngarkojnë në mënyrë të barabartë secilën nga fazat në mënyrë që ngarkesa totale të jetë simetrike.
Shembuj të ndryshëm të lidhjes së yjeve të konsumatorit.
Gjeni rrymat e konsumatorëve dhe në telin neutral, nëse U l \u003d 400V.
U 1 = U 2 = U 3 = U l /√3 = 400/√3 = 230V.
Rrymat e konsumatorit:
I 1 \u003d U 1 / R 1 \u003d 2.3A;
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.
Për të marrë shumën gjeometrike të rrymave, ne përdorim një diagram vektorial.
Le të marrim shkallën
I 1 + I 2 + I 3 = I N
Nga diagrami vektorial, ne përcaktojmë se NË = 2.5A.
Konsideroni një rast të veçantë kur asimetria është marrë si rezultat i dëmtimit të njërës prej fazave (për shembull, një siguresë është fryrë).
Nëse përcjellësi neutral është i paprekur, atëherë faza e dëmtuar do të mbetet pa energji. Në fazat e mbetura do të vazhdojë funksionimi normal. I 2 = U 2 / R 2 dhe I 3 = U 3 / R 3.
Rryma në telin neutral do të jetë e barabartë me shumën gjeometrike të I 2 + I 3.
Siguresat, çelsat dhe pajisjet e tjera që mund të çojnë në hapjen e tij nuk duhet të vendosen në telin neutral. Nëse neutrali ndërpritet, voltazhi fazor mund të kalojë vlerën e përcaktuar .
Nëse nuk ka tel neutral në sistem, atëherë një dështim i fazës do të çojë në një situatë, si në një rrjet njëfazor.
Konsumatorët në fazën e dytë dhe të tretë do të lidhen në seri dhe
I 2 \u003d I 3 \u003d U 23 / (R 2 + R 3).
Edhe një herë në lidhje me lidhjen e mbështjelljeve të një gjeneratori ose transformatori. Është e rëndësishme të merret parasysh që mbështjelljet e transformatorit ose gjeneratorit janë lidhur saktë. Kjo do të thotë që fillimet e mbështjelljes janë të lidhura me telin linear, dhe skajet janë të lidhura me njëri-tjetrin. Nëse një nga mbështjelljet është lidhur gabimisht, atëherë një i pabalancuar sistemi linear, e cila është paraqitur në figurë, ku shohim se çfarë lineare dhe tensionet fazore nëse mbështjellja V 1 - V 2 është lidhur gabimisht. U 12, U 23 dhe U 31 tani nuk janë të barabarta dhe formojnë një sistem asimetrik.
Lidhja Delta
Kur lidhet me një trekëndësh, fundi i mbështjelljes së fazës së parë U 2 lidhet me fillimin e mbështjelljes së fazës së dytë V 1, fundi i tij lidhet me fillimin e mbështjelljes së tretë W 1 dhe fundi i mbështjelljes së tretë është i lidhur me fillimin e mbështjelljes së parë U 1.
Tre mbështjelljet e gjeneratorit tani formojnë një qark të mbyllur me shumë pak rezistencë. Por qark i shkurtër nuk do të funksionojë atje, sepse shuma e EMF do të jetë zero.
Tensionet lineare në rastin e një lidhjeje trekëndëshi janë të barabartë me tensionet fazore: U 1 = U 12, U 2 = U 23, U 3 = U 31, përkatësisht, d.m.th. U f = U l.
Gjëja kryesore që duhet mbajtur parasysh është që mbështjelljet e gjeneratorit ose transformatorit të jenë të lidhura saktë. Nëse një nga mbështjelljet e fazës lidhet në të kundërt, atëherë shuma e EMF në qark nuk do të jetë e barabartë me zero, por do të jetë e barabartë me dyfishin e tensionit fazor.
7.4. Lidhja e konsumatorit Delta
Konsumatorët janë të lidhur në një trekëndësh nëse voltazhi i tyre i funksionimit është i barabartë me tensionin e linjës. Ekzistojnë dy lloje imazhesh në diagrame: konsumatorët janë të vendosur në një kënd prej 120˚ ose paralel me njëri-tjetrin.
Kur lidhet në një trekëndësh, tensionet e linjës janë të barabarta me tensionin fazorUl= Uf. Rrymat e fazës: I 12 = U 12 / R 12, I 23 = U 23 / R 23, I 31 = U 31 / R 31.
Diagramet vektoriale kur lidhen me një trekëndësh mund të vizatohen gjithashtu në mënyra të ndryshme. Ju mund të vizatoni vektorë që dalin nga një pikë fillestare, ose mund të vizatoni vektorët e stresit si një trekëndësh (Fig. 130). Me një ngarkesë simetrike, vektorët e rrymës së fazës janë të barabartë, dhe diagrami vektorial është simetrik. Nëse ngarkesa nuk është simetrike, atëherë kjo nuk do të ndodhë.
AT rrjet trefazor me një tension prej 400V, konsumatorët me rezistencë të ndryshme ngarkese kombinohen në një trekëndësh.
Le të gjejmë rrymat fazore dhe lineare në këtë qark.
Rrymat e fazës:
I 12 = U 12 / R 12 = 4A;
I 23 \u003d U 23 / R 23 \u003d 8A;
I 31 = U 31 / R 31 = 2A.
Rrymat lineare mund të gjenden nga diagrami vektorial, duke pasur parasysh marrëdhëniet e mëposhtme: Unë 1 +I 31 = I 12 , I 2 + I 12 = I 23 , I 3 + I 23 = I 31 . Këtu, rrymat e llogaritura të fazës paraqiten në një shkallë dhe rrymat lineare përcaktohen nga shtimi gjeometrik.
Një rast i veçantë i ngarkesës së pabalancuar merret kur një nga telat prishet. Le të shohim se çfarë ndodh kur L1 prishet.
Skema në këtë rast do të marrë formën e mëposhtme:
R 23 do të funksionojë në modalitetin normal: I 23 = U 23 / R 23. Konsumatorët R 12 dhe R 31 do të lidhen gabimisht dhe rryma e tyre: I 12 = I 31 = U 23 / (R 12 + R 31). Rryma lineare I 2 do të jetë e barabartë me shumën gjeometrike të rrymave I 23 dhe I 12 .