Захранващото напрежение е 220 V монофазно и 380 V трифазно в Руската федерация. 50 Hz. Защо така. Електрически жаргон и здрав разум.

Първо, защо е захранващото напрежение електрически мрежи променлива, не постоянна? Първите генератори в края на 19-ти век произвеждат постоянно напрежение, докато някой (умен!) осъзнава, че е по-лесно да произведе променливо по време на генериране и да го коригира в точките на потребление, ако е необходимо, отколкото да произведе постоянно по време на генериране и да роди към променлива в точките на потребление.

второ, защо 50 Hz? Да, просто се случи с германците в началото на 20 век. Няма много смисъл. В САЩ и някои други страни, 60 Hz. ()

на трето място, защо преносните мрежи (електропроводи) имат много високо напрежение ? Тук има смисъл, ако си спомняте, тогава: загубата на мощност по време на транспортиране е равна на d(P)=I 2 *R, а общата предадена мощност е равна на P=I*U. Делът на загубите от общата мощност се изразява като d(P)/P=I*R/U. Минималният дял от общите загуби на мощност, т.е. ще бъде на максимално напрежение. Трифазните мрежи, предаващи голяма мощност, имат следните класове на напрежение:

• от 1000 kV и повече (1150 kV, 1500 kV) - ултра високо
• 1000 kV, 500 kV, 330 kV - свръхвисоки
• 220 kV, 110 kV - ВН, високо напрежение
• 35 kV - СН-1 средно първо напрежение
• 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, средно второ напрежение
• 0,4 kV, 220 V, 110 V и по-ниски - НН, ниско напрежение.

Четвърто: какво е номиналното обозначение B \u003d "Волт" (A \u003d "Ампер") във веригите AC напрежение(текущ)? Това е rms=effective=rms=rms стойност на напрежението (ток), т.е. такава стойност постоянно напрежение(ток), който ще даде същата топлинна мощност при подобно съпротивление. Показващите волтметри и амперметри дават точно тази стойност. Максималните стойности на амплитудата (например от осцилоскоп) винаги са по-високи по абсолютна стойност от текущата.

Пето, защо напрежението в потребителските мрежи е по-ниско?Има смисъл и тук. Практически допустимите напрежения се определят от наличните изолационни материали и тяхната диелектрична якост. И тогава нямаше какво да се промени.

Какво "трифазно напрежение 380V и монофазно напрежение 220V"? Има внимание. Строго погледнато, в повечето случаи (но не във всички) трифазна битова мрежа в Руската федерация се разбира като мрежа 220 / 380V (понякога има битови мрежи 127/220 V и промишлени 380/660 V!!!). Неправилни, но срещащи се обозначения: 380/220V;220/127 V; 660/380V!!! Така че, по-нататък говорим за конвенционална мрежа 220/380Volt, за да работите с останалите - по-добре е да сте електротехник. Така че за такава мрежа:

• Нашата домашна (Русия и ОНД ...) мрежа е 220/380V-50Hz, в Европа 230/400V-50Hz (240/420V-50Hz в Италия и Испания), в САЩ - честотата е 60Hz, а оценките обикновено са различни
• Най-малко 4 проводника ще дойдат при вас: 3 линейни ("фази") и един неутрален (не е задължително с нулев потенциал изобщо !!!) - ако имате само 3 линейни проводника, по-добре е да се обадите на електроинженер.
• 220V е ефективното напрежение между която и да е от "фазите" = линейния проводник и нулата (фазово напрежение). Неутралата не е нула!
• 380V е ефективната стойност между всеки две "фази" = линейни проводници (линейно напрежение)

Проектът DPVA.info предупреждава: ако нямате представа за мерките за безопасност при работа с електрически инсталации (вижте PUE), по-добре е да не започвате сами.

• Неутралното (от всички видове) не е задължително да има нулев потенциал. Качеството на захранващото напрежение на практика не отговаря на никакви стандарти, но трябва да отговаря на ГОСТ 13109-97 „Електрическа енергия. Съвместимост на технически средства. Стандарти за качество електрическа енергияв системите за захранване с общо предназначение" (Никой не е виновен...)
• Прекъсвачите (термични и късо съединение) предпазват веригата от претоварване и пожар, а не вас от токов удар
• Заземяването не е задължително да има ниско съпротивление (т.е. предпазва от токов удар).
• Точки с нулев потенциал могат да имат безкрайно голямо съпротивление.
• RCD, инсталиран в захранващ панел, не защитава никого, който получи електрически удар от галванично изолирана верига, захранвана от този екран.

Трифазна верига е специален случай на многофазни електрически системи, които представляват набор от електрически вериги, в които работят ЕМП с една и съща честота, изместени във фаза една спрямо друга под определен ъгъл. Имайте предвид, че обикновено тези ЕМП, предимно в енергетиката, са синусоидални. Въпреки това, в съвременните електромеханични системи, където се използват честотни преобразуватели за управление на изпълнителни механизми, системата на напрежението обикновено е несинусоидална. Всяка от частите на многофазна система, характеризираща се с еднакъв ток, се нарича фазатези. фаза - това е участък от веригата, свързан със съответната намотка на генератора или трансформатора, линия и товар.

По този начин понятието "фаза" има две различни значения в електротехниката:

• фаза като аргумент на синусоидално променяща се величина;
• фаза като неразделна част от многофазна електрическа система.

Развитието на многофазните системи се движи исторически. Изследванията в тази област бяха причинени от изискванията на развиващото се производство, а успехът в разработването на многофазни системи беше улеснен от откритията във физиката на електрическите и магнитните явления.

Най-важната предпоставка за развитието на многофазни електрически системи беше откриването на феномена на въртене магнитно поле(Г. Ферарис и Н. Тесла, 1888 г.). Първите електрически двигатели бяха двуфазни, но имаха ниска производителност. Най-рационалната и обещаваща се оказа трифазната система, чиито основни предимства ще бъдат разгледани по-долу. Голям принос в развитието на трифазните системи направи изключителният руски електроинженер М.О.

източник на три фазово напрежениее трифазен генератор, на чийто статор (виж фиг. 1) е поставен трифазна намотка. Фазите на тази намотка са подредени по такъв начин, че техните магнитни оси са изместени в пространството една спрямо друга с ел. радвам се. На фиг. 1, всяка статорна фаза е условно показана като единичен оборот. Началото на намотките обикновено се обозначава с главни букви букви A, B, C, а краищата са съответно с главни букви x, y, z. ЕМП в намотките на неподвижния статор се индуцира в резултат на пресичане на техните завои от магнитно поле, създадено от тока на намотката на възбуждане на въртящия се ротор (на фиг. 1 роторът е условно показан като постоянен магнит, който се използва на практика при относително ниски мощности). Когато роторът се върти с еднаква скорост, периодично променящите се синусоидални ЕМП със същата честота и амплитуда се индуцират в намотките на статорните фази, но се различават поради пространствено изместване една спрямо друга във фаза с рад. (виж фиг. 2).

В момента най-широко използвани са трифазните системи. На трифазен токработят всички големи електроцентрали и потребители, което е свързано с редица предимства на трифазните вериги пред еднофазните, най-важните от които са:

Рентабилен пренос на електроенергия на големи разстояния;

Най-надеждният и икономичен, отговарящ на изискванията за промишлено електрическо задвижване, е асинхронен двигател с ротор с катерица;

Възможността за получаване на въртящо се магнитно поле с помощта на фиксирани намотки, на които се основава работата на синхронни и асинхронни двигатели, както и редица други електрически устройства;

Баланс на симетрични трифазни системи.

Да разгледаме най-важното балансови свойстватрифазна система, която ще бъде доказана по-долу, въвеждаме концепцията за симетрия на многофазна система.

Системата EMF (напрежения, токове и т.н.) се нарича симетриченако се състои от m равни по модул EMF вектори (напрежения, токове и т.н.), изместени във фаза един спрямо друг на същия ъгъл. По-специално, векторната диаграма за симетрична ЕМП система, съответстваща на трифазна система от синусоиди на фиг. 2 е показано на фиг. 3.

Фиг.3	Фиг.4

От асиметричните системи най-голям практически интерес представлява двуфазната система с фазово изместване на 90 градуса (виж фиг. 4).

Всички симетрични три- и m-фазни (m>3) системи, както и двуфазна система, са балансиран.Това означава, че въпреки че в отделни фази моментната мощност пулсира (виж фиг. 5, а), променяйки през един период не само стойността, но и общ случайи знак, общата моментна мощност на всички фази остава постоянна през целия период на синусоидалната ЕМП (виж фиг. 5,b).

Балансът е от изключително практическо значение. Ако общата моментна мощност пулсира, тогава пулсиращ въртящ момент ще действа върху вала между турбината и генератора. Такова променливо механично натоварване би имало вредно въздействие върху електроцентралата, намалявайки нейния експлоатационен живот. Същите съображения важат и за многофазните двигатели.

Ако симетрията е нарушена (двуфазната система на Тесла, поради нейната специфика, не е взета предвид), тогава балансът също е нарушен. Затова в енергетиката стриктно следят натоварването на генератора да остане симетрично.

Схеми на свързване на трифазни системи

Трифазен генератор (трансформатор) има три изходни намотки, еднакви по брой завъртания, но развиващи ЕМП, изместени във фаза с 120 °. Би било възможно да се използва система, в която фазите на намотката на генератора няма да бъдат галванично свързани една с друга. Този т.нар изключена система.В този случай всяка фаза на генератора трябва да бъде свързана към приемника с два проводника, т.е. ще има шестпроводна линия, което е неикономично. В тази връзка такива системи не са получени широко приложениена практика.

За да се намали броят на проводниците в линията, фазите на генератора са галванично свързани помежду си. Има два вида връзки: в звездаи в триъгълник.От своя страна, когато е свързана към звезда, системата може да бъде три-и четирижилен.

звездна връзка

На фиг. 6 показва трифазна система при свързване на фазите на генератора и товара в звезда. Тук проводниците AA', BB' и CC' са линейни проводници.

Линееннаречен проводник, свързващ началото на фазите на намотката на генератора и приемника. Точката, в която краищата на фазите са свързани към общ възел, се нарича неутрален(на фиг. 6 N и N' са неутралните точки съответно на генератора и товара).

Извиква се проводникът, свързващ неутралните точки на генератора и приемника неутрален(показано с пунктирана линия на фиг. 6). Извиква се трифазна система, когато е свързана към звезда без неутрален проводник трижилен,с нулев проводник четирижилен.

Наричат ​​се всички количества, свързани с фазите фазови променливи,към линията линеен.Както се вижда от диаграмата на фиг. 6, когато са свързани в звезда линейни токовеи са равни на съответните фазови токове. Ако има неутрален проводник, токът в неутралния проводник . Ако системата от фазови токове е симетрична, тогава . Следователно, ако симетрията на токовете беше гарантирана, тогава нулевият проводник нямаше да е необходим. Както ще бъде показано по-долу, нулевият проводник поддържа симетрията на напреженията върху товара, когато самият товар е небалансиран.

Тъй като напрежението при източника е противоположно на посоката на неговата ЕМП, фазовите напрежения на генератора (виж фиг. 6) действат от точки А, Би C към неутралната точка N; - фазови товарни напрежения.

Линейните напрежения действат между линейните проводници. В съответствие с втория закон на Кирхоф за линейните напрежения, може да се пише

;

(1)

;

(2)

Обикновено се взема предвид при изчисленията . След това за случая директна фазова последователност, (при обратна фазова последователностфазови измествания y и сменят местата си). Като се има предвид това, въз основа на отношенията (1) ... (3) могат да се определят комплекси от линейни напрежения. Въпреки това, със симетрия на напрежението, тези количества лесно се определят директно от векторната диаграма на фиг. 7. Насочвайки реалната ос на координатната система по вектора (началната му фаза е равна на нула), отчитаме фазовите смени на линейните напрежения по отношение на тази ос и техните модули се определят в съответствие с (4). Така че за линейни напрежения получаваме: ; .

Триъгълна връзка

Поради факта, че значителна част от приемниците, включени в трифазните вериги, са небалансирани, на практика е много важно, например във вериги с осветителни тела, да се осигури независимост на режимите на работа на отделните фази. В допълнение към четирипроводните, трипроводните вериги също имат подобни свойства при свързване на фазите на приемника в триъгълник. Но фазите на генератора също могат да бъдат свързани в триъгълник (виж фиг. 8).

За симетрична ЕМП система имаме

.

Така при липса на натоварване във фазите на генератора във веригата на фиг. 8 тока ще бъде нула. Ако обаче размените началото и края на някоя от фазите, тогава в триъгълника ще тече ток късо съединение. Следователно, за триъгълник е необходимо стриктно да се спазва редът на свързване на фазите: началото на една фаза е свързано с края на друга.

Схемата на свързване на фазите на генератора и приемника в триъгълник е показана на фиг. 9.

Очевидно, когато са свързани към триъгълник, линейните напрежения са равни на съответните фазови напрежения. Съгласно първия закон на Кирхоф връзката между линейните и фазовите токове на приемника се определя от съотношенията

По същия начин можете да изразите линейните токове чрез фазовите токове на генератора.

На фиг. 10 показва векторна диаграма на симетрична система от линейни и фазови токове. Анализът му показва, че при симетрията на теченията

В заключение отбелязваме, че освен разглежданите връзки звезда-звезда и триъгълник-триъгълник, на практика се използват и схемите звезда-триъгълник и триъгълник-звезда.

Литература

1. Основитеория на веригата: Proc. за университети /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strahov. – 5-то изд., преработено. -М .: Енергоатомиздат, 1989. -528с.
2. Бесонов Л.А. Теоретична основаелектротехника: Електрически вериги. Proc. за студенти от електротехнически, енергийни и уредостроителни специалности на университети. – 7-мо изд., преработено. и допълнителни – М.: По-високо. училище, 1978. -528с.

Контролни въпроси и задачи

Трифазното свързване дава възможност за включване на генератори и електродвигатели с повишена мощност, както и възможност за работа с различни параметри на напрежението, зависи от вида на свързването на товара в електрическата верига. Да работиш в трифазна мрежанеобходимо е да се разбере корелацията на неговите елементи.

Елементи на трифазна мрежа

Основните елементи на трифазната мрежа са генератор, електропреносна линия, товар (потребител). За да разгледаме въпроса какво е линейното и фазовото напрежение във веригата, нека дефинираме какво е фаза.

Фазата е електрическа верига в система от многофазни електрически вериги. Началото на фазата е скобата или краят на електрическия проводник, през който преминава електрическият ток. Експертите винаги са се различавали по броя на фазите електрически вериги: монофазни, двуфазни, трифазни и многофазни.

Най-често използваното трифазно включване на обекти, което има значително предимство както пред многофазните вериги, така и пред еднофазната верига. Разликите са както следва:

• по-ниски разходи за транспорт на електрическа енергия;
• възможността за създаване на ЕМП за работа асинхронни двигатели- това е експлоатацията на асансьори в многоетажни сгради, оборудване в офиса и в производството;
• този тип връзка дава възможност за едновременно използване на линейно и фазово напрежение.

Какво е фазово и линейно напрежение?

Фазовите и линейните напрежения в трифазните вериги са важни за манипулации в електрическите табла, както и за работата на оборудване, захранвано от 380 волта, а именно:

1. Какво е фазово напрежение? Това е напрежението, което се определя между началото на фазата и нейния край, на практика се определя между нулевия проводник и фазата.
2. Линейно напрежение е, когато се измерва стойност между две фази, между клеми на различни фази.

На практика фазовото напрежение се различава от линейното напрежение с 60%, с други думи, параметрите на линейното напрежение са 1,73 пъти по-големи от фазовото напрежение. Трифазните вериги могат да имат мрежово напрежение от 380 волта, което прави възможно получаването на фазово напрежение от 220 V.

Каква е разликата?

За обществото понятието "фазово напрежение" се среща в многоетажни, високи сгради, когато първите етажи са предвидени за офис помещения, както и в молкогато строителните обекти са свързани с няколко захранващи кабелитрифазна мрежа, която осигурява напрежение от 380 волта. Този тип връзка у дома осигурява работата на асинхронни асансьорни двигатели, работата на ескалатор и промишлено хладилно оборудване.

На практика окабеляване трифазна веригасъвсем просто, като се има предвид, че фаза и нула отиват към апартамента, а трите фази + нулев проводник отиват към офиса.

Трудности линейна веригавръзките се крият в трудността при определяне по време на монтажа на проводника, което може да доведе до повреда на оборудването. Схемата се различава главно между фазови и линейни връзки, връзки на товарните намотки и захранването.

Електрически схеми

Има две схеми за свързване на източници на напрежение (генератори) към мрежата:

• "триъгълник";
• "звезда".

Когато се направи звездна връзка, началото на намотките на генератора се свързва в една точка. Не позволява повече мощност. Връзка по схемата "триъгълник" е, когато намотките са свързани последователно, а именно началото на намотката на една фаза е свързано към края на намотката на друга. Това дава възможност за утрояване на напрежението.

За по-добро разбиране на диаграмите на свързване, експертите дават дефиниция за това какви фазови и линейни токове са:

• линеен ток - това е токът, който тече в подводницата, свързвайки източника на електрическа енергия и приемника (товара);

• фазовият ток е токът, протичащ във всяка намотка на източник на електрическа енергия или в товарните намотки.

Линейните и фазовите токове имат значение, когато има небалансирано натоварване на източника (генератора), това често се среща в процеса на свързване на обекти към захранването. Всички параметри, свързани с линията, са линейни напрежения и токове, а тези, свързани с фазата, са параметри на фазови величини.

От свързването звезда се вижда, че линейните токове имат същите параметри като фазовите. Когато системата е симетрична, нулевият проводник не е необходим; на практика той поддържа симетрия на източника, когато товарът е небалансиран.

Поради асиметрията на свързания товар (и на практика това се случва с включването на осветителни устройства във веригата), е необходимо да се осигури независима работа на трите фази на веригата, това може да се направи и в трипроводна линия, когато фазите на приемника са свързани в триъгълник.

важно! Специалистите обръщат внимание на факта, че когато мрежовото напрежение намалява, параметрите на фазовото напрежение се променят. Познавайки стойността на междуфазовото напрежение, можете лесно да определите стойността на фазовото напрежение.

Как да изчислим мрежовото напрежение?

Когато се изпълнява обширна система за захранване на обект с електричество, понякога има нужда да се изчисли напрежението между двата проводника „нула“ и „фаза“: IF = IL, което показва равенството на фазовите и линейните параметри. Съотношението между фазовите проводници и линейните проводници може да се намери по формулата:

Намирането на елемента на съотношенията на напрежението и оценката на електрозахранващата система от специалисти се извършва по линейни параметри, когато тяхната стойност е известна. В електрозахранващи системи от четири проводника се отбелязват 380/220 волта.

Заключение

Използвайки възможностите на трифазна верига (четирипроводна верига), можете да правите връзки по различни начини, което прави възможно широкото й използване. Експертите смятат, че трифазното напрежение за свързване е универсална опция, тъй като позволява свързването на голямо натоварване, жилищни помещения, офис сгради.

AT жилищни сградиосновните потребители са домакински уреди, предназначени за мрежа от 220 V, поради което е важно да се направи равномерно разпределение на товара между фазите на веригата, това се постига чрез включване на апартаменти в мрежата според принципа на шаха. Разпределението на натоварването на частните къщи е различно, в тях се извършва според големината на натоварването на всяка фаза на цялото домашно оборудване, токовете в проводниците, преминаващи през периода на максимално включване на устройствата.