Forsyningsspenningen er 220 V enfase og 380 V trefase i Russland. 50 Hz. Hvorfor det. Elektrisk sjargong og sunn fornuft.

Først, hvorfor er forsyningsspenningen inn elektriske nettverk variabel, ikke permanent? De første generatorene på slutten av 1800-tallet produserte en konstant spenning, helt til noen (smarte!) skjønte at det var lettere å produsere en variabel under generering og om nødvendig korrigere den ved forbrukspunkter enn å produsere en konstant under generering og føde. til en variabel ved forbrukspunkter.

For det andre, hvorfor 50 hz? Ja, det skjedde nettopp med tyskerne på begynnelsen av 1900-tallet. Det gir ikke mye mening. I USA og noen andre land, 60 Hz. ()

For det tredje, hvorfor overføringsnett (kraftledninger) har veldig høyspenning ? Det er en mening her, hvis du husker, da: krafttapet under transport er lik d(P)=I 2 *R, og den totale overførte effekten er lik P=I*U. Andelen tap fra den totale effekten uttrykkes som d(P)/P=I*R/U. Minste andel av totale effekttap, d.v.s. vil være på maksimal spenning. Trefasenettverk som overfører høy effekt har følgende spenningsklasser:

• fra 1000 kV og over (1150 kV, 1500 kV) - ultrahøy
• 1000 kV, 500 kV, 330 kV - ekstra høy
• 220 kV, 110 kV - HV, høyspenning
• 35 kV - CH-1, middels første spenning
• 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, middels sekundspenning
• 0,4 kV, 220 V, 110 V og under - LV, lav spenning.

For det fjerde: hva er den nominelle betegnelsen B \u003d "Volt" (A \u003d "Ampere") i kretser AC spenning(nåværende)? Dette er rms=effektiv=rms=rms verdi av spenning (strøm), dvs. en slik verdi konstant spenning(strøm), som vil gi samme termiske kraft ved en lignende motstand. Indikering av voltmeter og amperemeter gir nøyaktig denne verdien. De maksimale amplitudeverdiene (for eksempel fra et oscilloskop) er alltid høyere i absolutt verdi enn den nåværende.

Femte, hvorfor er spenningen lavere i forbrukernettverk? Det er en mening her også. Praktisk tillatte spenninger ble bestemt av tilgjengelige isolasjonsmaterialer og deres dielektriske styrke. Og da var det ingenting å endre på.

Hva "trefasespenning 380V og enfasespenning 220V"? Det er oppmerksomhet. Strengt tatt, i de fleste tilfeller (men ikke i alle), forstås et trefaset husholdningsnettverk i den russiske føderasjonen som et 220 / 380V-nettverk (noen ganger er det husholdningsnettverk 127/220 V og industriell 380/660 V!!!). Feil, men forekommende betegnelser: 380/220V; 220/127 V; 660/380V!!! Så videre snakker vi om et konvensjonelt 220/380Volt-nettverk, for å jobbe med resten - det ville være bedre for deg å være elektriker. Så for et slikt nettverk:

• Hjemmenettverket vårt (Russland og CIS ...) er 220/380V-50Hz, i Europa 230/400V-50Hz (240/420V-50Hz i Italia og Spania), i USA - frekvensen er 60Hz, og vurderingene er generelt forskjellige
• Minst 4 ledninger vil komme til deg: 3 lineære ("faser") og en nøytral (ikke nødvendigvis med null potensial i det hele tatt !!!) - hvis du bare har 3 lineære ledninger, er det bedre å ringe en elektroingeniør.
• 220V er den effektive spenningen mellom noen av "fasene" = linjeledning og nøytral (fasespenning) Nøytral er ikke null!
• 380V er den effektive verdien mellom to "faser" = linjeledninger (linjespenning)

DPVA.info-prosjektet advarer: hvis du ikke har noen anelse om sikkerhetstiltakene når du arbeider med elektriske installasjoner (se PUE), er det bedre å ikke starte selv.

• Nøytral (av alle slag) har ikke nødvendigvis nullpotensial. Kvaliteten på forsyningsspenningen oppfyller i praksis ingen standarder, men bør være i samsvar med GOST 13109-97 "Elektrisk energi. Kompatibilitet med tekniske midler. Kvalitetsstandarder elektrisk energi i strømforsyningssystemer generelt formål"(det er ingen sin feil...)
• Strømbrytere (termisk og kortslutning) beskytter kretsen mot overbelastning og brann, ikke deg mot elektrisk støt
• Jording har ikke nødvendigvis lav motstand (dvs. sparer mot elektrisk støt).
• Punkter med null potensial kan ha en uendelig stor motstand.
• En jordfeilbryter installert i et forsyningspanel beskytter ikke noen som får elektrisk støt fra en galvanisk isolert krets som drives fra dette skjoldet.

En trefasekrets er et spesielt tilfelle av flerfasede elektriske systemer, som er et sett med elektriske kretser der elektromagnetiske felter med samme frekvens opererer, forskjøvet i fase i forhold til hverandre med en viss vinkel. Legg merke til at vanligvis er disse EMF-ene, først og fremst innen kraftteknikk, sinusformede. Men i moderne elektromekaniske systemer, hvor frekvensomformere brukes til å kontrollere aktuatorer, er spenningssystemet generelt ikke-sinusformet. Hver av delene av et flerfasesystem, preget av samme strøm, kalles fase de. fase - dette er en del av kretsen relatert til den tilsvarende viklingen av generatoren eller transformatoren, linje og last.

Dermed har begrepet "fase" to forskjellige betydninger i elektroteknikk:

• fase som et argument for en sinusformet endrende mengde;
• fase som en integrert del av et flerfaset elektrisk system.

Utviklingen av flerfasesystemer har vært drevet historisk. Forskning på dette området ble forårsaket av kravene til utvikling av produksjon, og suksess i utviklingen av flerfasesystemer ble tilrettelagt av oppdagelser i fysikken til elektriske og magnetiske fenomener.

Den viktigste forutsetningen for utviklingen av flerfasede elektriske systemer var oppdagelsen av fenomenet roterende magnetfelt(G. Ferraris og N. Tesla, 1888). De første elektriske motorene var tofasede, men de hadde lav ytelse. Trefasesystemet viste seg å være det mest rasjonelle og lovende, hvis hovedfordeler vil bli diskutert nedenfor. Et stort bidrag til utviklingen av trefasesystemer ble gitt av den fremragende russiske elektroingeniøren M.O.

kilde til tre fasespenning er trefase generator, på hvis stator (se fig. 1) er plassert trefase vikling. Fasene til denne viklingen er arrangert på en slik måte at deres magnetiske akser forskyves i rommet i forhold til hverandre med el. glad. På fig. 1 er hver statorfase konvensjonelt vist som en enkelt omdreining. Begynnelsen av viklingene er vanligvis betegnet med store bokstaver bokstavene A, B, C, og endene er henholdsvis versaler x, y, z. EMF i de faste statorviklingene induseres som et resultat av å krysse svingene deres av et magnetfelt skapt av strømmen til den roterende rotoreksitasjonsviklingen (i fig. 1 er rotoren konvensjonelt vist som en permanent magnet, som brukes i praksis ved relativt lav effekt). Når rotoren roterer med en jevn hastighet, induseres periodisk skiftende sinusformede EMF-er med samme frekvens og amplitude i viklingene til statorfasene, men skiller seg på grunn av et romlig skift fra hverandre i fase for rad. (se fig. 2).

Trefasesystemer er for tiden de mest brukte. På trefase strøm alle store kraftverk og forbrukere opererer, noe som er forbundet med en rekke fordeler med trefasekretser fremfor enfasede, hvorav de viktigste er:

Kostnadseffektiv overføring av elektrisitet over lange avstander;

Den mest pålitelige og økonomiske, som oppfyller kravene til en industriell elektrisk stasjon, er en asynkron motor med en ekorn-burrotor;

Muligheten for å oppnå et roterende magnetfelt ved hjelp av faste viklinger, som driften av synkrone og asynkrone motorer, samt en rekke andre elektriske enheter er basert på;

Balanse av symmetriske trefasesystemer.

Å vurdere det viktigste balanse egenskaper trefasesystem, som vil bli bevist nedenfor, introduserer vi konseptet symmetri til et flerfasesystem.

EMF-systemet (spenninger, strømmer, etc.) kalles symmetrisk hvis den består av m like modulo EMF-vektorer (spenninger, strømmer, etc.) forskjøvet i fase i forhold til hverandre med samme vinkel. Spesielt vektordiagrammet for et symmetrisk EMF-system som tilsvarer et trefasesystem av sinusoider i fig. 2 er vist i fig. 3.

Fig.3	Fig.4

Av de asymmetriske systemene er tofasesystemet med 90 graders faseskift av størst praktisk interesse (se fig. 4).

Alle symmetriske tre- og m-fase (m>3) systemer, samt et to-fase system, er balansert. Dette betyr at selv om den øyeblikkelige kraften pulserer i individuelle faser (se fig. 5, a), endres ikke bare verdien i løpet av en periode, men i generell sak og fortegn, forblir den totale øyeblikkelige kraften til alle faser konstant gjennom hele perioden av den sinusformede EMF (se fig. 5,b).

Balanse er av ytterste praktisk betydning. Hvis den totale øyeblikkelige kraften skulle pulsere, ville et pulserende dreiemoment virke på akselen mellom turbinen og generatoren. En slik variabel mekanisk belastning vil ha en skadelig effekt på kraftproduksjonsanlegget og redusere levetiden. De samme hensynene gjelder for flerfasemotorer.

Hvis symmetrien er brutt (to-fase Tesla-systemet, på grunn av dets spesifisitet, er ikke tatt i betraktning), så er balansen også brutt. Derfor, i energisektoren, overvåker de strengt at belastningen på generatoren forblir symmetrisk.

Tilkoblingsskjemaer for trefasesystemer

En trefasegenerator (transformator) har tre utgangsviklinger, identiske i antall omdreininger, men utvikler EMF, forskjøvet i fase med 120 °. Det ville være mulig å bruke et system der fasene til generatorviklingen ikke vil være galvanisk forbundet med hverandre. Dette såkalte frakoblet system. I dette tilfellet må hver fase av generatoren kobles til mottakeren med to ledninger, dvs. det blir en sekstrådsledning, noe som er uøkonomisk. I denne forbindelse har slike systemer ikke mottatt bred applikasjon på praksis.

For å redusere antall ledninger i linjen er fasene til generatoren galvanisk forbundet med hverandre. Det er to typer tilkoblinger: til en stjerne og inn i en trekant. I sin tur, når koblet til en stjerne, kan systemet være tre- og fireleder.

stjerneforbindelse

På fig. 6 viser et trefasesystem når fasene til generatoren og lasten kobles til en stjerne. Her er ledningene AA', BB' og CC' linjeledninger.

Lineær kalt ledningen som forbinder begynnelsen av fasene til viklingen av generatoren og mottakeren. Punktet der endene av fasene er koblet til en felles node kalles nøytral(i fig. 6 er N og N' nøytralpunktene til henholdsvis generatoren og lasten).

Ledningen som forbinder nøytralpunktene til generatoren og mottakeren kalles nøytral(vist med stiplet linje i fig. 6). Et trefasesystem når det er koblet til en stjerne uten en nøytral ledning kalles tre-leder, med nøytral ledning fireleder.

Alle størrelser relatert til faser kalles fasevariabler, til linjen lineær. Som det fremgår av diagrammet i fig. 6, når den er koblet til en stjerne, strømmer linjestrømmene og er lik de tilsvarende fasestrømmene. Hvis det er en nøytral ledning, strømmen i den nøytrale ledningen . Hvis systemet med fasestrømmer er symmetrisk, så . Derfor, hvis symmetrien til strømmene var garantert, ville den nøytrale ledningen ikke være nødvendig. Som det vil vises nedenfor, opprettholder nøytralledningen symmetrien til spenningene på lasten når selve lasten er ubalansert.

Siden spenningen ved kilden er motsatt av retningen til dens EMF, virker fasespenningene til generatoren (se fig. 6) fra punktene A, B og C til nøytralpunktet N; - fasebelastningsspenninger.

Linjespenninger virker mellom linjeledere. I samsvar med Kirchhoffs andre lov for linjespenninger kan man skrive

;

(1)

;

(2)

Det tas vanligvis med i beregninger . Så for saken direkte fasesekvens, (kl omvendt fasesekvens faseskifter y og bytter plass). Med dette i betraktning, på grunnlag av relasjoner (1) ... (3), kan komplekser av lineære spenninger bestemmes. Men med spenningssymmetri kan disse størrelsene enkelt bestemmes direkte fra vektordiagrammet i fig. 7. Ved å rette den reelle aksen til koordinatsystemet langs vektoren (dens innledende fase er lik null), teller vi faseforskyvningene til de lineære spenningene i forhold til denne aksen, og deres moduler bestemmes i samsvar med (4). Så for lineære spenninger får vi: ; .

Trekantforbindelse

På grunn av det faktum at en betydelig del av mottakerne som inngår i trefasekretser er ubalanserte, er det i praksis svært viktig, for eksempel i kretser med belysningsenheter, å sikre uavhengigheten til driftsmodusene til individuelle faser. I tillegg til fire-leder, har tre-leder kretser også lignende egenskaper når de kobler fasene til mottakeren til en trekant. Men fasene til generatoren kan også kobles til en trekant (se fig. 8).

For et symmetrisk EMF-system har vi

.

Således, i fravær av belastning i generatorfasene i kretsen i fig. 8 strømmer vil være null. Men hvis du bytter begynnelsen og slutten av noen av fasene, vil en strøm flyte i trekanten kortslutning. Derfor, for en trekant, er det nødvendig å strengt observere rekkefølgen av tilkoblingsfaser: begynnelsen av en fase er koblet til slutten av en annen.

Koblingsskjemaet til generator- og mottakerfasene i en trekant er vist i fig. ni.

Åpenbart, når koblet til en trekant, er linjespenningene lik de tilsvarende fasespenningene. I henhold til den første Kirchhoff-loven bestemmes forholdet mellom de lineære og fasestrømmene til mottakeren av relasjonene

På samme måte kan du uttrykke lineære strømmer gjennom fasestrømmene til generatoren.

På fig. 10 viser et vektordiagram av et symmetrisk system av lineære og fasestrømmer. Analysen viser det med symmetrien til strømmene

Avslutningsvis bemerker vi at i tillegg til stjerne-stjerne- og trekant-delta-forbindelsene som er vurdert, brukes også stjernetrekant- og trekant-stjerneskjemaene i praksis.

Litteratur

1. Grunnleggende kretsteori: Proc. for universiteter /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strakhov. –5. utg., revidert. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528s.
2. Bessonov L.A. Teoretisk grunnlag elektroteknikk: Elektriske kretser. Proc. for studenter ved spesialiteter innen elektro, energi og instrumentproduksjon ved universiteter. –7. utg., revidert. og tillegg –M.: Høyere. skole, 1978. -528s.

Kontroller spørsmål og oppgaver

En trefasetilkobling gjør det mulig å slå på generatorer og elektriske motorer med økt kraft, samt evnen til å jobbe med forskjellige spenningsparametere, det avhenger av typen lastinkludering i den elektriske kretsen. Å jobbe i trefaset nettverk det er nødvendig å forstå sammenhengen mellom elementene.

Elementer i et trefasenettverk

Hovedelementene i et trefasenettverk er en generator, en elektrisk kraftoverføringslinje, en last (forbruker). For å vurdere spørsmålet om hva som er den lineære og fasespenningen i kretsen, la oss definere hva en fase er.

En fase er en elektrisk krets i et system av flerfasede elektriske kretser. Begynnelsen av fasen er klemmen eller slutten av lederen av elektrisitet, gjennom hvilken den elektriske strømmen kommer inn i den. Eksperter har alltid forskjellig i antall faser elektriske kretser: enfase, tofase, trefase og flerfase.

Den mest brukte trefasetilkoblingen av objekter, som har en betydelig fordel i forhold til både flerfasekretser og en enfasekrets. Forskjellene er som følger:

• lavere kostnader for transport av elektrisk energi;
• muligheten til å lage en EMF for arbeid induksjonsmotorer- dette er drift av heiser i bygninger med flere etasjer, utstyr på kontoret og i produksjon;
• denne typen tilkobling gjør det mulig å bruke både lineær- og fasespenning samtidig.

Hva er fase- og linjespenning?

Fase- og linjespenninger i trefasekretser er viktige for manipulasjoner i elektriske kraftpaneler, så vel som for drift av utstyr drevet av 380 volt, nemlig:

1. Hva er fasespenning? Dette er spenningen som bestemmes mellom begynnelsen av fasen og dens slutt, i praksis bestemmes den mellom den nøytrale ledningen og fasen.
2. Lineær spenning er når en verdi måles mellom to faser, mellom terminaler med forskjellige faser.

I praksis skiller fasespenningen seg fra den lineære spenningen med 60 %, med andre ord er parametrene til den lineære spenningen 1,73 ganger større enn fasespenningen. Trefasekretser kan ha en linjespenning på 380 volt, noe som gjør det mulig å oppnå en fasespenning på 220 V.

Hva er forskjellen?

For samfunnet finnes begrepet "fase-til-fase spenning" i høyhus med flere leiligheter, når de første etasjene er tilrettelagt for kontorlokaler, samt i kjøpesentre når bygningsobjekter er forbundet med flere strømkabler trefasenett, som gir en spenning på 380 volt. Denne typen tilkobling hjemme sikrer driften av asynkrone løftemotorer, driften av en rulletrapp og industrielt kjøleutstyr.

I praksis ledninger trefasekrets ganske enkelt, gitt at en fase og en null går til leiligheten, og alle tre fasene + en nøytral ledning går til kontorplassen.

Vanskeligheter lineær krets tilkoblinger ligger i vanskeligheten med å bestemme under installasjonen av lederen, noe som kan føre til utstyrsfeil. Ordningen skiller seg hovedsakelig mellom fase- og lineære forbindelser, tilkoblinger av lastviklingene og strømforsyningen.

Koblingsskjemaer

Det er to ordninger for å koble spenningskilder (generatorer) til nettverket:

• "triangel";
• "stjerne".

Når en stjerneforbindelse er laget, kobles begynnelsen av generatorviklingene på ett punkt. Det tillater ikke mer kraft. En forbindelse i henhold til "trekant"-skjemaet er når viklingene er koblet i serie, nemlig begynnelsen av viklingen av en fase er koblet til slutten av viklingen til en annen. Dette gir muligheten til å tredoble spenningen.

For en bedre forståelse av koblingsdiagrammene gir eksperter en definisjon av hva fase og lineære strømmer er:

• lineær strøm - dette er strømmen som flyter i ubåten som forbinder kilden til elektrisk energi og mottakeren (last);

• fasestrøm er strømmen som flyter i hver vikling av en elektrisk energikilde eller i lastviklingene.

Lineære og fasestrømmer betyr noe når det er en ubalansert belastning på kilden (generatoren), dette oppstår ofte i prosessen med å koble objekter til strømforsyningen. Alle parametere relatert til linjen er lineære spenninger og strømmer, og de som er relatert til fasen er parametere for fasemengder.

Fra stjerneforbindelsen kan det ses at de lineære strømmene har samme parametere som fase. Når systemet er symmetrisk, trengs ikke den nøytrale ledningen, i praksis opprettholder den kildesymmetri når lasten er ubalansert.

På grunn av asymmetrien til den tilkoblede lasten (og i praksis skjer dette med inkludering av belysningsenheter i kretsen), er det nødvendig å sikre uavhengig drift av de tre fasene av kretsen, dette kan også gjøres i en tre-leder linje når mottakerfasene er koblet i en trekant.

Viktig! Spesialister tar hensyn til det faktum at når linjespenningen synker, endres parametrene til fasespenningen. Når du kjenner verdien av fase-til-fase-spenningen, kan du enkelt bestemme verdien av fasespenningen.

Hvordan beregne linjespenning?

Når et omfattende system for å forsyne et objekt med strøm implementeres, er det noen ganger behov for å beregne spenningen mellom de to ledningene "null" og "fase": IF = IL, som indikerer likheten mellom fase og lineære parametere. Forholdet mellom faseledninger og lineære ledninger kan finnes ved å bruke formelen:

Funnelementet for spenningsforhold og evaluering av strømforsyningssystemet av spesialister utføres i henhold til lineære parametere, når verdien er kjent. I strømforsyningssystemer med fire ledninger er 380/220 volt merket.

Konklusjon

Ved å bruke egenskapene til en trefasekrets (firetrådskrets), kan du lage tilkoblinger på forskjellige måter, noe som gjør det mulig å bruke den mye. Eksperter anser trefasespenningen for tilkobling for å være et universelt alternativ, siden det gjør det mulig å koble til en høy strømbelastning, boliglokaler, kontorbygg.

PÅ leilighetsbygg hovedforbrukerne er husholdningsapparater designet for et 220 V-nettverk, av denne grunn er det viktig å gjøre en jevn fordeling av belastningen mellom fasene i kretsen, dette oppnås ved å inkludere leiligheter i nettverket i henhold til sjakkprinsippet. Fordelingen av belastningen til private hus er forskjellig, i dem utføres den i henhold til størrelsen på belastningen på hver fase av alt hjemmeutstyr, strømmer i lederne som går i løpet av perioden med maksimal innkobling av enheter.