Kaksivaiheinen sähkö. Kaksivaiheinen sähköverkko

Kaksivaiheiset sähköverkot käytettiin 1900-luvun alussa sähkönjakeluverkoissa vaihtovirta. He käyttivät kahta piiriä, joiden jännitteet siirtyivät vaiheittain suhteessa toisiinsa 90 astetta. Piireissä käytettiin yleensä 4 linjaa - kaksi kutakin vaihetta kohti. Harvemmin käytettiin yhtä yleistä lankaa, jolla oli suurempi halkaisija kuin kahdella muulla johdolla. Joissakin varhaisimmista kaksivaiheisista generaattoreista oli kaksi täyttä roottoria, joiden käämit olivat fyysisesti kierretty 90 astetta.

Tarina

Dominic Arago ilmaisi ensimmäistä kertaa ajatuksen kaksivaiheisen virran käyttämisestä vääntömomentin luomiseen vuonna 1827. Käytännöllinen käyttö Nikola Tesla kuvasi sen patenteissaan 1888, suunnilleen samaan aikaan hän kehitti vastaavan sähkömoottorin suunnittelun. Lisäksi nämä patentit myytiin Westinghouse-yhtiölle, joka alkoi kehittää kaksivaiheisia verkkoja Yhdysvalloista. Myöhemmin nämä verkot korvattiin kolmivaiheisilla verkoilla, joiden teorian kehitti venäläinen insinööri Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, joka työskenteli Saksassa AEG:ssä. Kuitenkin, koska Teslan patentit sisälsivät yleisiä ideoita monivaiheisten piirien käyttöön, Westinghouse-yhtiö pystyi hillitsemään niiden kehitystä patenttioikeudenkäynneillä jonkin aikaa.

Edut

Kaksivaiheisten verkkojen etuna oli, että ne mahdollistivat sähkömoottoreiden yksinkertaisen pehmeän käynnistyksen. Sähkötekniikan alkuaikoina nämä kaksivaiheiset verkot olivat helpompia analysoida ja suunnitella. Tuolloin symmetristen komponenttien menetelmää ei ollut vielä luotu (se keksittiin vuonna 1918), mikä antoi myöhemmin insinööreille kätevän matemaattisen työkalupakin monivaiheisten sähköjärjestelmien epäsymmetristen kuormitustilojen analysointiin.

Kaksivaiheisissa järjestelmissä luotu pyörivä magneettikenttä antoi sähkömoottoreille mahdollisuuden luoda vääntömomenttia moottorin nollanopeudesta, mikä ei ollut mahdollista yksivaiheisissa asynkronisissa sähkömoottoreissa (ilman erityisiä käynnistystyökaluja). Asynkroniset moottorit, jotka on suunniteltu kaksivaiheisiin järjestelmiin, ja niillä on sama käämikokoonpano kuin yksivaiheiset moottorit käynnistyskondensaattorilla.

Kolmivaiheinen sähköverkko vaatii johtoja, joissa on pienempi massa johtavia materiaaleja (yleensä metalleja) samalla jännitteellä ja suuremmalla lähetysteholla verrattuna kaksivaiheiseen nelijohdinjärjestelmään. Sähkönjakeluverkoissa kaksivaiheiset johdot on korvattu kolmivaiheisilla johdoilla, mutta niitä käytetään edelleen joissakin ohjausjärjestelmissä.

Siirretty hetkellinen pätöteho kolmi- ja kaksivaiheisissa sähköverkoissa on vakio symmetrinen kuorma. Kuitenkin sisään yksivaiheiset verkot hetkellinen pätöteho värähtelee taajuudella, joka on kaksinkertainen verkkojännitteeseen verrattuna. Nämä tehoaaltoilut lisäävät melua ja mekaanista tärinää sähkölaitteissa, joissa on magnetoituvia materiaaleja magnetostriktiivisen vaikutuksen vuoksi, sekä moottorin akselien pyörimisvärähtelyihin.

Kaksivaiheisissa piireissä käytetään yleensä kahta erillistä paria virtaa kuljettavia johtimia. Voidaan käyttää myös kolmea johdinta, mutta vaihevirtojen vektorisumma kulkee yhteisen johdon läpi, joten yhteisen johdon tulee olla halkaisijaltaan suurempi. Päinvastoin tähän, sisään kolmivaiheiset verkot symmetrisellä kuormalla vaihevirtojen vektorisumma on nolla, joten näissä verkoissa on mahdollista käyttää kolmea saman halkaisijan omaavaa linjaa. Sähkönjakeluverkoissa kolmen johtavan johdon vaatimus on parempi kuin neljän, koska tämä säästää merkittävästi johtavien johtojen kustannuksissa ja niiden asennuskustannuksissa.

Kaksivaiheinen jännite saadaan kolmivaiheisesta lähteestä kytkemällä yksivaiheiset muuntajat ns. Scott-piiriin. Symmetrinen kuorma tällaisessa kolmivaiheisessa järjestelmässä vastaa täsmälleen symmetristä kolmivaiheista kuormaa.

Voit usein kuulla, kuinka sähköverkkoja kutsutaan kolmivaiheiseksi, kaksivaiheiseksi, harvemmin yksivaiheiseksi, mutta joskus nämä käsitteet eivät ole samoja. Jotta ei menisi hämmennyksiin, selvitetään kuinka nämä verkostot eroavat toisistaan ja mitä ne tarkoittavat, kun he sanovat esim. eroja kolmivaiheisten ja yksivaiheinen virta .

Yksivaiheiset verkot

Kaksivaiheiset verkot

Kolmivaiheiset verkot

Virran kulku on mahdollista suljetussa piirissä. Siksi virta on ensin tuotava kuormaan ja palautettava sitten takaisin.

Vaihtovirralla virtaa kuljettava johdin on vaihe. Sen piirin nimi on L1 (A).

Toista kutsutaan nollaksi. Nimitys - N.

Tämä tarkoittaa, että yksivaihevirran siirtoon on käytettävä kahta johtoa. Niitä kutsutaan vastaavasti vaiheiksi ja nollaksi.

Näiden johtojen välinen jännite on 220 V.

On olemassa kahden vaihtovirran siirto. Näiden virtojen jännite siirtyy vaiheittain 90 astetta.

Virrat siirretään kahdella johdolla: kaksivaiheinen ja kaksi nollaa.

Se on kallis. Siksi nyt sitä ei synny voimalaitoksissa eikä sitä välitetä voimalinjojen (voimalinjojen) kautta.

Siirretään kolme vaihtovirtaa. Vaiheessa niiden jännitteet siirtyvät 120 astetta.

Vaikuttaa siltä, että virran siirtämiseen oli käytettävä kuutta johtoa, mutta käyttämällä "tähti"-järjestelmän mukaista lähteiden liitäntää ne selviävät kolmella (piirin tyyppi on samanlainen kuin latinalainen kirjain Y).

Kolme johtoa on vaihe, yksi on nolla.

Taloudellinen. Virta kulkee helposti pitkiä matkoja.

Minkä tahansa vaihejohtoparin jännite on 380 V.

Pari vaihejohdinta ja nollajännite 220 V.

Näin ollen talojemme ja asuntojemme virtalähde voi olla yksivaiheinen tai kolmivaiheinen.

Yksivaiheinen virtalähde

Yksivaihevirta kytketään kahdella tavalla: 2-johtiminen ja 3-johdin.

Ensimmäinen (kaksijohtiminen) käyttää kahta johtoa. Yksi kerrallaan virtaa vaihevirta, toinen on nollajohtimelle. Samalla tavalla lähes kaikki entisessä Neuvostoliitossa rakennetut vanhat talot toimitetaan sähköllä.
Toisessa - lisää toinen lanka. Sitä kutsutaan maadoitukseksi (PE). Sen tarkoituksena on pelastaa ihmishenkiä ja laitteita rikkoutumiselta.

Kolmivaiheinen virtalähde

Kolmivaiheisen tehon jakelu koko talossa tapahtuu kahdella tavalla: 4- ja 5-johtiminen.

Nelijohtiminen liitäntä tehdään kolmivaiheisella ja yhdellä nollajohdolla. Sähköpaneelin jälkeen pistorasioita ja kytkimiä käytetään kahta johtoa - yksi vaiheista ja nolla. Näiden johtojen välinen jännite on 220 V.
Viisijohtiminen liitäntä - suojaava, maadoitusjohto (PE) on lisätty.

Kolmivaiheisessa verkossa vaiheet tulee kuormittaa mahdollisimman tasaisesti. Muuten tapahtuu vaiheepätasapaino. Tämän ilmiön tulos on erittäin valitettava ja arvaamaton ihmiselämän ja tekniikan kannalta.

Se riippuu siitä, mitä sähköjohtoja talossa ja mitä sähkölaitteita siihen voidaan sisällyttää.

Esimerkiksi maadoitus ja siten maadoituskoskettimella varustetut pistorasiat vaaditaan, kun verkkoon kytketään seuraavat:

suuritehoiset laitteet - jääkaapit, uunit, lämmittimet,
elektroniset kodinkoneet - tietokoneet, televisiot (on tarpeen poistaa staattinen sähkö),
veteen kytketyt laitteet - poreallas, suihkukaapit (vesivirtajohto).

Ja moottoreiden virransyöttöön (koskee omakotitaloa) tarvitaan kolmivaihevirtaa.

Kuinka paljon yksivaiheisen ja kolmivaiheisen sähkön liittäminen maksaa?

Kustannukset kuluvia materiaaleja ja laitteiden asennus suunnitellaan myös halutuimman yhteyden perusteella. Ja jos on vaikea ennustaa pistorasioiden, kytkinten, lamppujen kustannuksia (kaikki riippuu mielikuvituksestasi ja suunnittelun mielikuvituksestasi), niin asennuskustannukset ovat suunnilleen samat. Keskimäärin tämä on:

kytkentätaulun kokoonpano, johon on asennettu katkaisijat (12 ryhmää) ja mittari maksaa 80 dollaria
kytkimien ja pistorasioiden asennus 2-6$
asennus kohdevalot 1,5-5 dollaria per yksikkö.

Henkilökohtaisesti ajattelin myös aurinkopaneeleja - opiskelin vähän http://220volt.com.ua, nyt yritän jäsentää ajatuksiani, miten ja mitä tehdä niiden kytkennällä ...

Kaksivaiheiset sähköverkot käytettiin 1900-luvun alussa vaihtovirtasähkönjakeluverkoissa. He käyttivät kahta piiriä, joiden jännitteet siirtyivät vaiheittain suhteessa toisiinsa 90 astetta. Piireissä käytettiin yleensä 4 linjaa - kaksi kutakin vaihetta kohti. Harvemmin käytettiin yhtä yleistä lankaa, jolla oli suurempi halkaisija kuin kahdella muulla johdolla. Joissakin varhaisimmista kaksivaiheisista generaattoreista oli kaksi täyttä roottoria, joiden käämit olivat fyysisesti kierretty 90 astetta.

Dominic Arago ilmaisi ensimmäistä kertaa ajatuksen kaksivaiheisen virran käyttämisestä vääntömomentin luomiseen vuonna 1827. Käytännön sovellusta kuvaili Nikola Tesla patenteissaan 1888, suunnilleen samaan aikaan hän kehitti vastaavan sähkömoottorin suunnittelun. Lisäksi nämä patentit myytiin Westinghouse-yhtiölle, joka alkoi kehittää kaksivaiheisia verkkoja Yhdysvalloista. Myöhemmin nämä verkot korvattiin kolmivaiheisilla verkoilla, joiden teorian kehitti venäläinen insinööri Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, joka työskenteli Saksassa AEG:ssä. Kuitenkin, koska Teslan patentit sisälsivät yleisiä ideoita monivaiheisten piirien käyttöön, Westinghouse-yhtiö onnistui hillitsemään niiden kehitystä jonkin aikaa patenttioikeudenkäynneillä.

Kaksivaiheisissa piireissä käytetään yleensä kahta erillistä paria virtaa kuljettavia johtimia. Voidaan käyttää myös kolmea johdinta, mutta vaihevirtojen vektorisumma kulkee yhteisen johdon läpi, joten yhteisen johdon tulee olla halkaisijaltaan suurempi. Sitä vastoin kolmivaiheisissa verkoissa, joissa on symmetrinen kuorma, vaihevirtojen vektorisumma on nolla, ja siksi näissä verkoissa on mahdollista käyttää kolmea saman halkaisijan omaavaa linjaa. Sähkönjakeluverkoissa kolmen johtavan johdon vaatimus on parempi kuin neljän, koska tämä säästää merkittävästi johtavien johtojen kustannuksissa ja niiden asennuskustannuksissa.