La tensione di alimentazione è 220 V monofase e 380 V trifase nella Federazione Russa. 50Hz. Perché. Gergo elettrico e buon senso.

Innanzitutto, perché è presente la tensione di alimentazione reti elettriche variabile, non permanente? I primi generatori alla fine dell'800 producevano una tensione costante, fino a quando qualcuno (furbo!) si rese conto che era più facile produrre una variabile durante la generazione e rettificarla nei punti di consumo se necessario che produrre una costante durante la generazione e partorire ad una variabile nei punti di consumo.

In secondo luogo, perché 50 hz? Sì, è appena successo ai tedeschi all'inizio del XX secolo. Non ha molto senso. Negli Stati Uniti e in alcuni altri paesi, 60 Hz. ()

Terzo, perché le reti di trasmissione (linee elettriche) hanno molto alta tensione ? C'è un senso qui, se ricordi, allora: la perdita di potenza durante il trasporto è uguale a d(P)=I 2 *R, e la potenza totale trasmessa è uguale a P=I*U. La quota di perdite rispetto alla potenza totale è espressa come d(P)/P=I*R/U. La quota minima delle perdite di potenza totali, ad es. sarà alla massima tensione. Le reti trifase che trasmettono alta potenza hanno le seguenti classi di tensione:

• da 1000 kV e oltre (1150 kV, 1500 kV) - ultra alto
• 1000 kV, 500 kV, 330 kV - extra alto
• 220 kV, 110 kV - AT, alta tensione
• 35 kV - CH-1, prima tensione media
• 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, seconda tensione media
• 0,4 kV, 220 V, 110 V e inferiori - LV, bassa tensione.

Quarto: qual è la designazione nominale B \u003d "Volt" (A \u003d "Ampere") nei circuiti Tensione CA(attuale)? Questo è rms=effettivo=rms=valore efficace della tensione (corrente), cioè un tale valore tensione costante(corrente), che darà la stessa potenza termica a una resistenza simile. Indicando voltmetri e amperometri danno esattamente questo valore. I valori di ampiezza massima (ad esempio da un oscilloscopio) sono sempre più alti in valore assoluto di quello attuale.

Quinto, perché la tensione è più bassa nelle reti di consumo? Anche qui c'è un senso. Le sollecitazioni praticamente ammissibili sono state determinate dai materiali isolanti disponibili e dalla loro rigidità dielettrica. E poi non c'era niente da cambiare.

Che è successo "tensione trifase 380V e tensione monofase 220V"? C'è attenzione. A rigor di termini, nella maggior parte dei casi (ma non in tutti), una rete domestica trifase nella Federazione Russa è intesa come una rete 220 / 380V (occasionalmente ci sono reti domestiche 127/220 V e industriale 380/660 V!!!). Denominazioni errate ma presenti: 380/220 V, 220/127 V; 660/380V!!! Quindi, inoltre stiamo parlando di una rete convenzionale da 220/380 Volt, per lavorare con il resto - sarebbe meglio per te essere un elettricista. Quindi per una tale rete:

• La nostra rete domestica (Russia e CSI...) è 220/380V-50Hz, in Europa 230/400V-50Hz (240/420V-50Hz in Italia e Spagna), negli USA - la frequenza è 60Hz, e la le valutazioni sono generalmente diverse
• Ti arriveranno almeno 4 fili: 3 lineari ("fasi") e uno neutro (non necessariamente con potenziale zero !!!) - se hai solo 3 fili lineari, è meglio chiamare un ingegnere elettrico.
• 220V è la tensione effettiva tra una qualsiasi delle "fasi" = filo di linea e neutro (tensione di fase).Il neutro non è zero!
• 380 V è il valore effettivo tra due "fasi" qualsiasi = fili di linea (tensione di linea)

Il progetto DPVA.info avverte: se non hai idea delle misure di sicurezza quando lavori con gli impianti elettrici (vedi PUE), è meglio non iniziare da solo.

• Neutro (di tutti i tipi) non ha necessariamente potenziale zero. La qualità della tensione di alimentazione in pratica non soddisfa nessuno standard, ma dovrebbe essere conforme a GOST 13109-97 "Energia elettrica. Compatibilità dei mezzi tecnici. Standard di qualità energia elettrica nei sistemi di alimentazione scopo generale"(non è colpa di nessuno...)
• Gli interruttori automatici (termici e di cortocircuito) proteggono il circuito da sovraccarico e incendio, non tu da scosse elettriche
• La messa a terra non ha necessariamente una bassa resistenza (cioè salva da scosse elettriche).
• I punti con potenziale zero possono avere una resistenza infinitamente grande.
• Un RCD installato in un pannello di alimentazione non protegge chi riceve una scossa elettrica da un circuito galvanicamente isolato alimentato da questo schermo.

Un circuito trifase è un caso speciale di sistemi elettrici multifase, che sono un insieme di circuiti elettrici in cui operano campi elettromagnetici della stessa frequenza, sfasati l'uno rispetto all'altro di un certo angolo. Si noti che di solito questi campi elettromagnetici, principalmente nell'ingegneria energetica, sono sinusoidali. Tuttavia, nei moderni sistemi elettromeccanici, in cui i convertitori di frequenza vengono utilizzati per controllare gli attuatori, il sistema di tensione è generalmente non sinusoidale. Viene chiamata ciascuna delle parti di un sistema multifase, caratterizzato dalla stessa corrente fase quelli. fase - questa è una sezione del circuito relativa all'avvolgimento corrispondente del generatore o trasformatore, linea e carico.

Pertanto, il concetto di "fase" ha due significati diversi nell'ingegneria elettrica:

• fase come argomento di una quantità che cambia sinusoidale;
• fase come parte integrante di un sistema elettrico multifase.

Lo sviluppo di sistemi multifase è stato guidato storicamente. La ricerca in quest'area è stata causata dai requisiti di sviluppo della produzione e il successo nello sviluppo di sistemi multifase è stato facilitato dalle scoperte nella fisica dei fenomeni elettrici e magnetici.

Il prerequisito più importante per lo sviluppo di sistemi elettrici multifase è stata la scoperta del fenomeno della rotazione campo magnetico(G. Ferraris e N. Tesla, 1888). I primi motori elettrici erano bifase, ma avevano prestazioni basse. Il sistema trifase si è rivelato il più razionale e promettente, i cui principali vantaggi saranno discussi di seguito. Un grande contributo allo sviluppo di sistemi trifase è stato dato dall'eccezionale ingegnere elettrico russo M.O.

La fonte della tensione trifase è generatore trifase, sul cui statore (vedi Fig. 1) è posto avvolgimento trifase. Le fasi di questo avvolgimento sono disposte in modo tale che i loro assi magnetici siano spostati nello spazio l'uno rispetto all'altro di el. lieto. Sulla fig. 1, ciascuna fase dello statore è convenzionalmente mostrata come un singolo giro. L'inizio degli avvolgimenti è solitamente indicato da lettere maiuscole lettere A, B, C, e le estremità sono rispettivamente in maiuscolo x, y, z. L'EMF negli avvolgimenti dello statore fisso è indotto a seguito dell'incrocio delle loro spire da un campo magnetico creato dalla corrente dell'avvolgimento di eccitazione del rotore rotante (in Fig. 1, il rotore è convenzionalmente mostrato come un magnete permanente, che viene utilizzato in pratica a potenze relativamente basse). Quando il rotore ruota a una velocità uniforme, negli avvolgimenti delle fasi dello statore vengono indotti EMF sinusoidali che cambiano periodicamente della stessa frequenza e ampiezza, ma differiscono a causa di uno spostamento spaziale l'uno dall'altro in fase per rad. (vedi figura 2).

I sistemi trifase sono attualmente i più utilizzati. SU corrente trifase funzionano tutte le grandi centrali elettriche e i consumatori, il che è associato a una serie di vantaggi dei circuiti trifase rispetto a quelli monofase, i più importanti dei quali sono:

Trasmissione economica di energia elettrica su lunghe distanze;

Il più affidabile ed economico, che soddisfa i requisiti di un azionamento elettrico industriale, è un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo;

La possibilità di ottenere un campo magnetico rotante utilizzando avvolgimenti fissi, su cui si basa il funzionamento di motori sincroni e asincroni, nonché una serie di altri dispositivi elettrici;

Equilibrio di sistemi trifase simmetrici.

Da considerare il più importante proprietà di equilibrio sistema trifase, che verrà dimostrato in seguito, introduciamo il concetto di simmetria di un sistema multifase.

Viene chiamato il sistema EMF (tensioni, correnti, ecc.). simmetrico se è costituito da m vettori uguali modulo EMF (tensioni, correnti, ecc.) sfasati l'uno rispetto all'altro dello stesso angolo. In particolare, il diagramma vettoriale per un sistema EMF simmetrico corrispondente a un sistema trifase di sinusoidi in fig. 2 è mostrato in fig. 3.

Fig.3	Fig.4

Dei sistemi asimmetrici, il sistema a due fasi con uno sfasamento di 90 gradi è di maggiore interesse pratico (vedi Fig. 4).

Tutti i sistemi simmetrici trifase e m (m>3), così come un sistema bifase, lo sono equilibrato. Ciò significa che sebbene nelle singole fasi la potenza istantanea pulsa (vedi Fig. 5, a), cambiando durante un periodo non solo il valore, ma in caso generale e segno, la potenza istantanea totale di tutte le fasi rimane costante per tutto il periodo dell'EMF sinusoidale (vedi Fig. 5, b).

L'equilibrio è della massima importanza pratica. Se la potenza istantanea totale dovesse pulsare, allora una coppia pulsante agirebbe sull'albero tra la turbina e il generatore. Un tale carico meccanico variabile avrebbe un effetto dannoso sull'impianto di generazione, riducendone la durata. Le stesse considerazioni valgono per i motori polifase.

Se la simmetria è rotta (il sistema Tesla a due fasi, per la sua specificità, non viene preso in considerazione), anche l'equilibrio viene rotto. Pertanto, nel settore energetico, controllano rigorosamente che il carico del generatore rimanga simmetrico.

Schemi di collegamento per sistemi trifase

Un generatore trifase (trasformatore) ha tre avvolgimenti di uscita, identici per numero di giri, ma che sviluppano EMF, sfasati di 120 °. Sarebbe possibile utilizzare un sistema in cui le fasi dell'avvolgimento del generatore non sarebbero collegate galvanicamente tra loro. Questo cosiddetto sistema disconnesso. In questo caso ogni fase del generatore deve essere collegata al ricevitore con due fili, ad es. ci sarà una linea a sei fili, che è antieconomica. A questo proposito, tali sistemi non hanno ricevuto ampia applicazione sulla pratica.

Per ridurre il numero di fili della linea, le fasi del generatore sono collegate galvanicamente tra loro. Esistono due tipi di connessioni: in una stella E in un triangolo. A sua volta, quando è collegato a una stella, il sistema può essere tre- E a quattro fili.

connessione a stella

Sulla fig. 6 mostra un sistema trifase quando si collegano le fasi del generatore e il carico in una stella. Qui i fili AA', BB' e CC' sono fili di linea.

Lineare chiamato il filo che collega l'inizio delle fasi dell'avvolgimento del generatore e del ricevitore. Viene chiamato il punto in cui le estremità delle fasi sono collegate a un nodo comune neutro(in Fig. 6, N e N' sono rispettivamente i punti neutri del generatore e del carico).

Viene chiamato il filo che collega i punti neutri del generatore e del ricevitore neutro(mostrato in linea tratteggiata in Fig. 6). Viene chiamato un sistema trifase quando è collegato a una stella senza filo neutro a tre fili, con filo neutro a quattro fili.

Vengono chiamate tutte le quantità relative alle fasi variabili di fase, alla linea lineare. Come si può notare dallo schema di Fig. 6, quando è collegato a una stella, le correnti di linea e sono uguali alle corrispondenti correnti di fase. Se c'è un filo neutro, la corrente nel filo neutro . Se il sistema delle correnti di fase è simmetrico, allora . Pertanto, se la simmetria delle correnti fosse garantita, il filo neutro non sarebbe necessario. Come si vedrà in seguito, il conduttore di neutro mantiene la simmetria delle tensioni sul carico quando il carico stesso è sbilanciato.

Poiché la tensione alla sorgente è opposta alla direzione della sua EMF, le tensioni di fase del generatore (vedi Fig. 6) agiscono da punti A, B e C al punto neutro N; - tensioni di carico di fase.

Le tensioni di linea agiscono tra i conduttori di linea. In accordo con la seconda legge di Kirchhoff per le tensioni di linea, si può scrivere

;

(1)

;

(2)

Di solito viene preso in considerazione nei calcoli . Poi per il caso sequenza diretta delle fasi, (A sequenza di fase inversa la fase si sposta y e cambia posto). Tenendo conto di ciò, sulla base delle relazioni (1) ... (3), è possibile determinare complessi di sollecitazioni lineari. Tuttavia, con la simmetria degli sforzi, queste quantità sono facilmente determinate direttamente dal diagramma vettoriale in fig. 7. Dirigendo l'asse reale del sistema di coordinate lungo il vettore (la sua fase iniziale è uguale a zero), contiamo gli sfasamenti delle tensioni lineari rispetto a questo asse e i loro moduli sono determinati secondo (4). Quindi per tensioni lineari otteniamo: ; .

Collegamento a triangolo

A causa del fatto che una parte significativa dei ricevitori inclusi nei circuiti trifase è sbilanciata, è molto importante in pratica, ad esempio nei circuiti con dispositivi di illuminazione, garantire l'indipendenza delle modalità operative delle singole fasi. Oltre ai circuiti a quattro fili, anche i circuiti a tre fili hanno proprietà simili quando si collegano le fasi del ricevitore in un triangolo. Ma le fasi del generatore possono anche essere collegate in un triangolo (vedi Fig. 8).

Per un sistema EMF simmetrico, abbiamo

.

Pertanto, in assenza di carico nelle fasi del generatore nel circuito di Fig. 8 correnti saranno zero. Tuttavia, se si scambia l'inizio e la fine di una qualsiasi delle fasi, nel triangolo scorrerà una corrente corto circuito. Pertanto, per un triangolo, è necessario osservare rigorosamente l'ordine delle fasi di collegamento: l'inizio di una fase è collegato alla fine di un'altra.

Lo schema di collegamento delle fasi del generatore e del ricevitore in un triangolo è mostrato in fig. 9.

Ovviamente, quando collegato ad un triangolo, le tensioni di linea sono uguali alle corrispondenti tensioni di fase. Secondo la prima legge di Kirchhoff, la relazione tra le correnti lineari e di fase del ricevitore è determinata dalle relazioni

Allo stesso modo, le correnti lineari possono essere espresse in termini di correnti di fase Generatore.

Sulla fig. 10 mostra un diagramma vettoriale di un sistema simmetrico di correnti lineari e di fase. La sua analisi mostra che con la simmetria delle correnti

In conclusione, notiamo che oltre alle connessioni stella-stella e triangolo-triangolo considerate, nella pratica vengono utilizzati anche gli schemi stella-triangolo e triangolo-stella.

Letteratura

1. Nozioni di base teoria dei circuiti: Proc. per le università /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strakhov. –5a ed., rivista. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528s.
2. Bessonov LA Base teorica ingegneria elettrica: circuiti elettrici. Proc. per gli studenti delle specialità elettriche, energetiche e strumentali delle università. –7a ed., rivista. e aggiuntivi –M.: Superiore. scuola, 1978. -528s.

Controllare le domande e le attività

Una connessione trifase consente di accendere generatori e motori elettrici di maggiore potenza, nonché la capacità di lavorare con diversi parametri di tensione, dipende dal tipo di inclusione del carico nel circuito elettrico. Per lavorare rete trifaseè necessario comprendere la correlazione dei suoi elementi.

Elementi di una rete trifase

Gli elementi principali di una rete trifase sono un generatore, una linea di trasmissione di energia elettrica, un carico (consumatore). Per considerare la domanda su quale sia la tensione lineare e di fase nel circuito, definiamo cos'è una fase.

Una fase è un circuito elettrico in un sistema di circuiti elettrici multifase. L'inizio della fase è il morsetto o la fine del conduttore di elettricità, attraverso il quale entra la corrente elettrica. Gli esperti hanno sempre differito nel numero di fasi circuiti elettrici: monofase, bifase, trifase e multifase.

La connessione trifase di oggetti più comunemente utilizzata, che presenta un vantaggio significativo sia sui circuiti multifase che su un circuito monofase. Le differenze sono le seguenti:

• minori costi per il trasporto dell'energia elettrica;
• la capacità di creare un EMF per il lavoro motori asincroni- questo è il funzionamento di ascensori in edifici a più piani, attrezzature in ufficio e in produzione;
• questo tipo di collegamento consente di utilizzare contemporaneamente sia tensioni lineari che di fase.

Cos'è la tensione di fase e di linea?

Le tensioni di fase e di linea nei circuiti trifase sono importanti per le manipolazioni nei quadri elettrici, nonché per il funzionamento di apparecchiature alimentate a 380 volt, vale a dire:

1. Cos'è la tensione di fase? E' la tensione che si determina tra l'inizio della fase e la sua fine, in pratica si determina tra il neutro e la fase.
2. La tensione lineare è quando un valore viene misurato tra due fasi, tra terminali di fasi diverse.

In pratica, la tensione di fase differisce dalla tensione lineare del 60%, in altre parole, i parametri della tensione lineare sono 1,73 volte maggiori della tensione di fase. I circuiti trifase possono avere una tensione di linea di 380 volt, che consente di ottenere una tensione di fase di 220 V.

Qual è la differenza?

Per la società, il concetto di "tensione fase-fase" si trova nei grattacieli multi-appartamento, quando i primi piani sono destinati agli uffici, così come nei centri commerciali quando gli oggetti della costruzione sono collegati da diversi cavi di alimentazione rete trifase, che fornisce una tensione di 380 volt. Questo tipo di connessione domestica garantisce il funzionamento di motori asincroni per ascensori, il funzionamento di una scala mobile e apparecchiature di refrigerazione industriale.

In pratica, cablaggio circuito trifase abbastanza semplice, dato che una fase e uno zero vanno all'appartamento e tutte e tre le fasi + un filo neutro vanno all'ufficio.

Le difficoltà circuito lineare le connessioni risiedono nella difficoltà di determinare durante l'installazione del conduttore, che può portare a un guasto dell'apparecchiatura. Lo schema differisce principalmente tra i collegamenti di fase e lineari, i collegamenti degli avvolgimenti di carico e l'alimentazione.

Schema elettrico

Esistono due schemi per il collegamento di sorgenti di tensione (generatori) alla rete:

• "triangolo";
• "stella".

Quando viene effettuata una connessione a stella, l'inizio degli avvolgimenti del generatore è collegato in un punto. Non consente più potenza. Una connessione secondo lo schema del "triangolo" si verifica quando gli avvolgimenti sono collegati in serie, ovvero l'inizio dell'avvolgimento di una fase è collegato alla fine dell'avvolgimento di un'altra. Questo dà la possibilità di triplicare la tensione.

Per una migliore comprensione degli schemi di collegamento, gli esperti danno una definizione di cosa sono le correnti di fase e lineari:

• corrente lineare - questa è la corrente che scorre nella connessione sottomarina della sorgente di energia elettrica e del ricevitore (carico);

• la corrente di fase è la corrente che scorre in ciascun avvolgimento di una sorgente di energia elettrica o negli avvolgimenti di carico.

Le correnti lineari e di fase contano quando c'è un carico sbilanciato sulla sorgente (generatore), questo si incontra spesso nel processo di connessione degli oggetti all'alimentazione. Tutti i parametri relativi alla linea sono tensioni e correnti lineari e quelli relativi alla fase sono parametri di grandezze di fase.

Dal collegamento a stella si può notare che le correnti lineari hanno gli stessi parametri di quelle di fase. Quando il sistema è simmetrico il neutro non serve, in pratica mantiene la simmetria della sorgente quando il carico è sbilanciato.

A causa dell'asimmetria del carico collegato (e in pratica ciò accade con l'inclusione di dispositivi di illuminazione nel circuito), è necessario garantire il funzionamento indipendente delle tre fasi del circuito, ciò può essere fatto anche in un circuito a tre fili linea quando le fasi del ricevitore sono collegate in un triangolo.

Importante! Gli specialisti prestano attenzione al fatto che quando la tensione di linea diminuisce, i parametri della tensione di fase cambiano. Conoscendo il valore della tensione concatenata, è possibile determinare facilmente il valore della tensione di fase.

Come calcolare la tensione di linea?

Quando viene implementato un sistema esteso per fornire elettricità a un oggetto, a volte è necessario calcolare la tensione tra i due fili "zero" e "fase": IF = IL, che indica l'uguaglianza della fase e dei parametri lineari. Il rapporto tra fili di fase e fili lineari può essere trovato utilizzando la formula:

L'elemento di ricerca dei rapporti di tensione e la valutazione del sistema di alimentazione da parte di specialisti viene eseguita secondo parametri lineari, quando il loro valore è noto. Nei sistemi di alimentazione a quattro fili, sono contrassegnati 380/220 volt.

Conclusione

Utilizzando le capacità di un circuito trifase (circuito a quattro fili), è possibile effettuare connessioni in diversi modi, il che rende possibile un ampio utilizzo. Gli esperti considerano la tensione trifase per la connessione un'opzione universale, poiché consente di collegare un carico di potenza elevata, locali residenziali, edifici per uffici.

IN condomini i principali consumatori sono gli elettrodomestici progettati per una rete a 220 V, per questo motivo è importante distribuire uniformemente il carico tra le fasi del circuito, ciò si ottiene includendo gli appartamenti nella rete secondo il principio degli scacchi. La distribuzione del carico delle case private è diversa, in esse viene effettuata in base all'entità del carico su ciascuna fase di tutte le apparecchiature domestiche, correnti nei conduttori che passano durante il periodo di massima accensione dei dispositivi.