Tofase elektrisitet. To-fase elektrisk nettverk

To-fase elektriske nettverk ble brukt på begynnelsen av 1900-tallet i elektriske distribusjonsnett vekselstrøm. De brukte to kretser, spenningene der ble forskjøvet i fase i forhold til hverandre med 90 grader. Vanligvis ble det brukt 4 linjer i kretsene - to for hver fase. Mindre vanlig ble det brukt en felles ledning, som hadde større diameter enn de to andre ledningene. Noen av de tidligste tofasegeneratorene hadde to fullrotorer med viklinger fysisk rotert 90 grader.

Historie

For første gang ble ideene om å bruke en tofasestrøm for å skape et dreiemoment uttrykt av Dominic Arago i 1827. Praktisk bruk ble beskrevet av Nikola Tesla i sine patenter fra 1888, omtrent samtidig som han utviklet designet til den tilsvarende elektriske motoren. Videre ble disse patentene solgt til Westinghouse-selskapet, som begynte å utvikle tofasenettverk fra USA. Senere ble disse nettverkene erstattet av trefasede, hvor teorien ble utviklet av den russiske ingeniøren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, som jobbet i Tyskland ved AEG. Men på grunn av det faktum at Teslas patenter inneholdt generelle ideer for bruk av flerfasekretser, var Westinghouse-selskapet i stand til å begrense utviklingen deres gjennom patentsøksmål i noen tid.

Fordeler

Fordelen med tofasenett var at de tillot en enkel, myk start av elektriske motorer. I de tidlige dagene av elektroteknikk var disse nettverkene med to separate faser lettere å analysere og designe. På den tiden var metoden for symmetriske komponenter ennå ikke opprettet (den ble oppfunnet i 1918), noe som senere ga ingeniører et praktisk matematisk verktøysett for å analysere asymmetriske belastningsmoduser for flerfasede elektriske systemer.

Det roterende magnetfeltet skapt i tofasesystemer tillot elektriske motorer å skape dreiemoment fra null motorhastighet, noe som ikke var mulig i enfasede asynkrone elektriske motorer (uten spesielle startverktøy). Asynkrone motorer, designet for tofasesystemer, har samme viklingskonfigurasjon som enfase motorer med startkondensator.

Et trefaset elektrisk nettverk krever linjer med en lavere masse av ledende materialer (vanligvis metaller) med samme spenning og høyere overført effekt, sammenlignet med et tofaset firetrådssystem. Tofaseledninger er erstattet av trefaseledninger i elektriske distribusjonsnett, men de brukes fortsatt i enkelte kontrollsystemer.

Den overførte øyeblikkelige aktive effekten i trefase og tofase elektriske nettverk er konstant kl. symmetrisk belastning. Imidlertid, i enfasenettverk den øyeblikkelige aktive effekten svinger med en frekvens som er dobbelt så stor som linjespenningen. Disse kraftbølgene fører til økt støy og mekaniske vibrasjoner i elektrisk utstyr med magnetiserbare materialer på grunn av den magnetostriktive effekten, samt til rotasjonsvibrasjoner av motorakslene.

Tofasekretser bruker vanligvis to separate par strømførende ledere. Tre ledere kan også brukes, men vektorsummen av fasestrømmene går gjennom den felles ledningen, og derfor må den felles ledningen ha større diameter. I motsetning til dette, i trefasenettverk med en symmetrisk belastning er vektorsummen av fasestrømmene null, og derfor er det mulig å bruke tre linjer med samme diameter i disse nettverkene. For elektriske distribusjonsnett er kravet om tre ledende ledninger bedre enn kravet om fire, da dette gir betydelige besparelser i kostnadene for ledende ledninger og i deres installasjonskostnader.

To-fase spenning kan oppnås fra en tre-fase kilde ved å koble en-fase transformatorer i den såkalte Scott-kretsen. En symmetrisk last i et slikt trefasesystem tilsvarer nøyaktig en symmetrisk trefaselast.

Du kan ofte høre hvordan elektriske nettverk kalles trefase, tofase, sjeldnere - enfase, men noen ganger er disse konseptene ikke de samme. For ikke å bli forvirret, la oss finne ut hvordan disse nettverkene er forskjellige og hva de betyr når de for eksempel sier om forskjeller mellom trefase og enfasestrøm .

Enfasenettverk

To-fase nettverk

Trefasenettverk

Passasje av strøm er mulig med en lukket krets. Derfor må strømmen først føres til lasten, og deretter returneres tilbake.

Med vekselstrøm er ledningen som fører strømmen en fase. Kretsbetegnelsen er L1 (A).

Den andre kalles null. Betegnelse - N.

Dette betyr at to ledninger må brukes for å overføre enfasestrøm. De kalles henholdsvis fase og null.

Spenningen mellom disse ledningene er 220 V.

Det er en overføring av to vekselstrømmer. Spenningen til disse strømmene forskyves i fase med 90 grader.

Strømmer overføres av to ledninger: to fase og to null.

Det er dyrt. Derfor genereres det nå ikke ved kraftverk og overføres ikke gjennom kraftlinjer (kraftlinjer).

Tre vekselstrømmer overføres. I fase forskyves spenningene deres med 120 grader.

Det ser ut til at seks ledninger måtte brukes til å overføre strøm, men ved å bruke tilkobling av kilder i henhold til "stjerne"-skjemaet klarer de seg med tre (kretstypen ligner den latinske bokstaven Y).

Tre ledninger er fase, en er null.

Økonomisk. Strøm overføres enkelt over lange avstander.

Ethvert par fasetråder har en spenning på 380 V.

Et par fasetråd og null - spenning 220 V.

Dermed kan strømforsyningen til våre hus og leiligheter være enfase eller trefase.

Enfase strømforsyning

Enfasestrøm kobles på to måter: 2-leder og 3-leder.

Den første (to-leder) bruker to ledninger. En etter en renner fasestrøm, den andre er for den nøytrale ledningen. På lignende måte blir nesten alle gamle hus bygget i det tidligere Sovjetunionen forsynt med strøm.
På den andre - legg til en annen ledning. Det kalles jording (PE). Dens formål er å redde menneskeliv og enheter fra brudd.

Trefase strømforsyning

Fordelingen av trefase kraft i hele huset utføres på to måter: 4-leder og 5-leder.

En fire-leder tilkobling er laget med tre fase og en nøytral ledning. Etter det elektriske panelet brukes to ledninger til strømuttak og brytere - en av fasene og null. Spenningen mellom disse ledningene er 220V.
Fem-leder tilkobling - en beskyttende jordingsledning (PE) er lagt til.

I et trefasenett bør fasene belastes så jevnt som mulig. Ellers vil det oppstå en faseubalanse. Resultatet av dette fenomenet er svært beklagelig og uforutsigbart for menneskeliv og teknologi.

Det avhenger av hvilke elektriske ledninger i huset og hvilket elektrisk utstyr som kan inkluderes i det.

For eksempel kreves jording, og dermed stikkontakter med jordingskontakt, når følgende er koblet til nettverket:

apparater med høy effekt - kjøleskap, komfyrer, varmeovner,
elektroniske husholdningsapparater - datamaskiner, TV-er (det er nødvendig å fjerne statisk elektrisitet),
enheter koblet til vann - jacuzzi, dusjkabinetter (vannstrømleder).

Og for strømforsyningen til motorer (relevant for et privat hus), er det nødvendig med en trefasestrøm.

Hvor mye koster det å koble til enfase og trefase strøm?

Kostnader for forbruksmaterialer og installasjon av utstyr planlegges også basert på den mest foretrukne tilkoblingen. Og hvis det er vanskelig å forutsi kostnadene for stikkontakter, brytere, lamper (alt avhenger av dine innfall og designfantasi), så installasjonskostnadene er omtrent de samme. I gjennomsnitt er dette:

montering av et sentralbord, der strømbrytere er installert (12 grupper) og en måler koster fra $ 80
installasjon av brytere og stikkontakter 2-6$
installasjon spotlights 1,5-5$ per enhet.

Personlig tenkte jeg også på solcellepaneler - jeg studerte litt på http://220volt.com.ua, nå prøver jeg å strukturere tankene mine, hvordan og hva jeg skal gjøre med forbindelsen deres ...

To-fase elektriske nettverk ble brukt på begynnelsen av 1900-tallet i AC elektriske distribusjonsnettverk. De brukte to kretser, spenningene der ble forskjøvet i fase i forhold til hverandre med 90 grader. Vanligvis ble det brukt 4 linjer i kretsene - to for hver fase. Mindre vanlig ble det brukt en felles ledning, som hadde større diameter enn de to andre ledningene. Noen av de tidligste tofasegeneratorene hadde to fullrotorer med viklinger fysisk rotert 90 grader.

For første gang ble ideene om å bruke en tofasestrøm for å skape et dreiemoment uttrykt av Dominic Arago i 1827. Den praktiske anvendelsen ble beskrevet av Nikola Tesla i hans patenter fra 1888, omtrent samtidig som han utviklet designet til den tilsvarende elektriske motoren. Videre ble disse patentene solgt til Westinghouse-selskapet, som begynte å utvikle tofasenettverk fra USA. Senere ble disse nettverkene erstattet av trefasede, hvor teorien ble utviklet av den russiske ingeniøren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, som jobbet i Tyskland ved AEG. Men på grunn av det faktum at Teslas patenter inneholdt generelle ideer for bruk av flerfasekretser, klarte Westinghouse-selskapet å begrense utviklingen deres i noen tid gjennom patentsøksmål.

Tofasekretser bruker vanligvis to separate par strømførende ledere. Tre ledere kan også brukes, men vektorsummen av fasestrømmene går gjennom den felles ledningen, og derfor må den felles ledningen ha større diameter. I motsetning til dette, i trefasenettverk med symmetrisk belastning, er vektorsummen av fasestrømmene null, og derfor er det mulig å bruke tre linjer med samme diameter i disse nettverkene. For elektriske distribusjonsnett er kravet om tre ledende ledninger bedre enn kravet om fire, da dette gir betydelige besparelser i kostnadene for ledende ledninger og i deres installasjonskostnader.