Tensiunea de alimentare este de 220 V monofazată și 380 V trifazată în Federația Rusă. 50 Hz. De ce este asta. Jargon electric și bun simț.

În primul rând, de ce este tensiunea de alimentare retelelor electrice variabil, nu permanent? Primele generatoare de la sfarsitul secolului al XIX-lea produceau o tensiune constanta, pana cand cineva (inteligent!) si-a dat seama ca este mai usor sa produca o variabila in timpul generarii si sa o rectifice la punctele de consum daca este necesar decat sa produca o constanta in timpul generarii si sa nasca. la o variabilă la punctele de consum.

În al doilea rând, de ce 50 hz? Da, tocmai li s-a întâmplat nemților la începutul secolului XX. Nu prea are sens. În SUA și în alte țări, 60 Hz. ()

În al treilea rând, de ce reţelele de transport (liniile electrice) au foarte tensiune înaltă ? Există un sens aici, dacă vă amintiți, atunci: pierderea de putere în timpul transportului este egală cu d(P)=I 2 *R, iar puterea totală transmisă este egală cu P=I*U. Ponderea pierderilor din puterea totală este exprimată ca d(P)/P=I*R/U. Cota minimă din pierderile totale de putere, de ex. va fi la tensiunea maximă. Rețelele trifazate care transmit putere mare au următoarele clase de tensiune:

• de la 1000 kV și peste (1150 kV, 1500 kV) - ultra-înalt
• 1000 kV, 500 kV, 330 kV - foarte mare
• 220 kV, 110 kV - HV, înaltă tensiune
• 35 kV - CH-1, medie prima tensiune
• 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, tensiune medie secundă
• 0,4 kV, 220 V, 110 V și mai jos - LV, joasă tensiune.

În al patrulea rând: care este denumirea nominală B \u003d "Volt" (A \u003d "Amperi") în circuite Tensiune AC(actual)? Aceasta este valoarea rms=effective=rms=rms valoarea tensiunii (curent), adică o asemenea valoare tensiune constantă(curent), care va da aceeași putere termică la o rezistență similară. Voltmetrele și ampermetrele indicatoare dau exact această valoare. Valorile maxime de amplitudine (de exemplu, de la un osciloscop) sunt întotdeauna mai mari în valoare absolută decât cea curentă.

A cincea, de ce este tensiunea mai mică în rețelele de consumatori? Există un sens și aici. Tensiunile practic admisibile au fost determinate de materialele izolante disponibile și de rigiditatea dielectrică a acestora. Și atunci nu era nimic de schimbat.

Ce "tensiune trifazată 380V și tensiune monofazată 220V"? Există atenție. Strict vorbind, în majoritatea cazurilor (dar nu în toate), o rețea de uz casnic trifazat în Federația Rusă este înțeleasă ca o rețea de 220 / 380V (ocazional există rețelele casnice 127/220 V și industrial 380/660 V!!!). Denumiri incorecte, dar care apar: 380/220 V; 220/127 V; 660/380V!!! Deci, mai departe vorbim despre o rețea convențională de 220/380 Volți, pentru a lucra cu restul - ar fi mai bine să fii electrician. Deci, pentru o astfel de rețea:

• Rețeaua noastră de acasă (Rusia și CSI ...) este 220/380V-50Hz, în Europa 230/400V-50Hz (240/420V-50Hz în Italia și Spania), în SUA - frecvența este de 60Hz, iar ratingurile sunt în general diferite
• Cel puțin 4 fire vor veni la tine: 3 liniare ("faze") și unul neutru (nu neapărat cu potențial zero!!!) - dacă ai doar 3 fire liniare, este mai bine să chemi un inginer electrician.
• 220V este tensiunea efectivă între oricare dintre „faze” = fir de linie și neutru (tensiune de fază). Neutrul nu este zero!
• 380V este valoarea efectivă între oricare două „faze” = fire de linie ( tensiunea de linie)

Proiectul DPVA.info avertizează: dacă habar n-ai despre măsurile de siguranță atunci când lucrezi cu instalații electrice (vezi PUE), este mai bine să nu te apuci singur.

• Neutru (de toate felurile) nu are neapărat potențial zero. Calitatea tensiunii de alimentare în practică nu îndeplinește niciun standard, dar ar trebui să respecte GOST 13109-97 „Energie electrică. Compatibilitatea mijloacelor tehnice. Standarde de calitate energie electricaîn sistemele de alimentare cu energie electrică scop general"(nu e vina nimanui...)
• Întreruptoarele de circuit (termice și scurtcircuite) protejează circuitul de suprasarcină și incendiu, nu dvs. de șoc electric
• Împământarea nu are neapărat rezistență scăzută (adică scutește de șoc electric).
• Punctele cu potențial zero pot avea o rezistență infinit de mare.
• Un RCD instalat într-un panou de alimentare nu protejează pe nimeni care primește un șoc electric de la un circuit izolat galvanic alimentat de acest scut.

Un circuit trifazat este un caz special de sisteme electrice multifazate, care sunt un set de circuite electrice în care funcționează EMF de aceeași frecvență, decalate în fază unul față de celălalt cu un anumit unghi. Rețineți că, de obicei, aceste EMF, în primul rând în ingineria energetică, sunt sinusoidale. Cu toate acestea, în sistemele electromecanice moderne, unde convertizoarele de frecvență sunt utilizate pentru a controla actuatoarele, sistemul de tensiune este în general nesinusoidal. Fiecare dintre părțile unui sistem multifazic, caracterizată de același curent, este numită fază acestea. fază - aceasta este o secțiune a circuitului legată de înfășurarea corespunzătoare a generatorului sau transformatorului, linie și sarcină.

Astfel, conceptul de „fază” are două semnificații diferite în inginerie electrică:

• faza ca argument al unei mărimi care se schimbă sinusoid;
• faza ca parte integrantă a unui sistem electric multifazic.

Dezvoltarea sistemelor multifazate a fost condusă din punct de vedere istoric. Cercetările în acest domeniu au fost cauzate de cerințele dezvoltării producției, iar succesul în dezvoltarea sistemelor multifazate a fost facilitat de descoperirile în fizica fenomenelor electrice și magnetice.

Cea mai importantă condiție prealabilă pentru dezvoltarea sistemelor electrice multifazate a fost descoperirea fenomenului de rotație. camp magnetic(G. Ferraris și N. Tesla, 1888). Primele motoare electrice erau bifazate, dar aveau performanțe scăzute. Sistemul în trei faze s-a dovedit a fi cel mai rațional și promițător, ale cărui principale avantaje vor fi discutate mai jos. O mare contribuție la dezvoltarea sistemelor trifazate a fost adusă de remarcabilul inginer electric rus M.O.

sursa de trei tensiunea de fază este generator trifazat, pe al cărui stator (vezi fig. 1) este plasat înfăşurare trifazată. Fazele acestei înfășurări sunt dispuse în așa fel încât axele lor magnetice să fie deplasate în spațiu una față de cealaltă de el. bucuros. Pe fig. 1, fiecare fază a statorului este prezentată în mod convențional ca o singură tură. Începutul înfășurărilor este de obicei notat cu majuscule literele A, B, C, iar capetele sunt, respectiv, scrise cu majuscule x, y, z. EMF în înfășurările fixe ale statorului este indusă ca urmare a încrucișării spirelor lor de un câmp magnetic creat de curentul înfășurării de excitație a rotorului rotativ (în Fig. 1, rotorul este descris în mod convențional ca un magnet permanent, care este utilizat în practică. la puteri relativ mici). Când rotorul se rotește cu o viteză uniformă, în înfășurările fazelor statorului sunt induse variații periodice EMF sinusoidale de aceeași frecvență și amplitudine, dar diferă datorită unei deplasări spațiale unele de altele în fază cu rad. (vezi fig. 2).

Sistemele trifazate sunt în prezent cele mai utilizate. Pe curent trifazat toate centralele electrice mari și consumatorii funcționează, ceea ce este asociat cu o serie de avantaje ale circuitelor trifazate față de cele monofazate, dintre care cele mai importante sunt:

Transport rentabil de energie electrică pe distanțe lungi;

Cel mai fiabil și economic, care îndeplinește cerințele unei acționări electrice industriale, este un motor asincron cu rotor cu colivie;

Posibilitatea de a obține un câmp magnetic rotativ cu ajutorul înfășurărilor fixe, pe care se bazează funcționarea motoarelor sincrone și asincrone, precum și a unui număr de alte dispozitive electrice;

Echilibrul sistemelor trifazate simetrice.

A lua în considerare cel mai important proprietăți de echilibru sistem trifazat, care va fi demonstrat mai jos, introducem conceptul de simetrie a unui sistem multifazic.

Se numește sistemul EMF (tensiuni, curenți etc.). simetric dacă constă din m vectori EMF modulo egali (tensiuni, curenți etc.) decalați în fază unul față de celălalt cu același unghi. În special, diagrama vectorială pentru un sistem EMF simetric corespunzător unui sistem trifazat de sinusoide din fig. 2 este prezentat în fig. 3.

Fig.3	Fig.4

Dintre sistemele asimetrice, sistemul bifazat cu o defazare de 90 de grade este de cel mai mare interes practic (vezi Fig. 4).

Toate sistemele simetrice trifazate și m-fazate (m>3), precum și un sistem cu două faze, sunt echilibrat. Aceasta înseamnă că, deși în faze individuale puterea instantanee pulsează (vezi Fig. 5, a), modificând pe parcursul unei perioade nu numai valoarea, ci și în caz generalși semn, puterea instantanee totală a tuturor fazelor rămâne constantă pe întreaga perioadă a EMF sinusoidală (vezi Fig. 5,b).

Echilibrul este de cea mai mare importanță practică. Dacă puterea totală instantanee ar pulsa, atunci un cuplu pulsatoriu ar acționa asupra arborelui dintre turbină și generator. O astfel de sarcină mecanică variabilă ar avea un efect negativ asupra centralei generatoare de energie, reducând durata de viață a acesteia. Aceleași considerații se aplică motoarelor polifazate.

Dacă simetria este ruptă (sistemul Tesla în două faze, datorită specificității sale, nu este luat în considerare), atunci se rupe și echilibrul. Prin urmare, în sectorul energetic, ei monitorizează cu strictețe dacă sarcina generatorului rămâne simetrică.

Scheme de conectare pentru sisteme trifazate

Un generator (transformator) trifazat are trei înfășurări de ieșire, identice ca număr de spire, dar în curs de dezvoltare EMF, decalate în fază cu 120 °. Ar fi posibil să se utilizeze un sistem în care fazele înfășurării generatorului să nu fie conectate galvanic între ele. Acest așa-zis sistem deconectat.În acest caz, fiecare fază a generatorului trebuie conectată la receptor cu două fire, adică. va exista o linie cu șase fire, ceea ce este neeconomic. În acest sens, astfel de sisteme nu au primit aplicare largă pe practică.

Pentru a reduce numărul de fire din linie, fazele generatorului sunt conectate galvanic între ele. Există două tipuri de conexiuni: într-o steași într-un triunghi. La rândul său, atunci când este conectat la o stea, sistemul poate fi Trei-și cu patru fire.

conexiune stea

Pe fig. 6 prezintă un sistem trifazat atunci când se conectează fazele generatorului și sarcina într-o stea. Aici firele AA', BB' și CC' sunt fire de linie.

Liniar numit firul care leagă începutul fazelor înfășurării generatorului și receptorului. Se numește punctul în care capetele fazelor sunt conectate la un nod comun neutru(în Fig. 6, N și N' sunt punctele neutre ale generatorului și respectiv sarcina).

Se numește firul care conectează punctele neutre ale generatorului și receptorului neutru(prezentat în linie punctată în Fig. 6). Se numește un sistem trifazat atunci când este conectat la o stea fără fir neutru cu trei fire, cu fir neutru cu patru fire.

Se numesc toate mărimile legate de faze variabile de fază, la linie liniar. După cum se poate observa din diagrama din fig. 6, atunci când sunt conectate la o stea, curenții de linie și sunt egali cu curenții de fază corespunzători. Dacă există un fir neutru, curentul în firul neutru . Dacă sistemul de curenți de fază este simetric, atunci . Prin urmare, dacă ar fi garantată simetria curenților, atunci firul neutru nu ar fi necesar. După cum va fi arătat mai jos, firul neutru menține simetria tensiunilor pe sarcină atunci când sarcina în sine este dezechilibrată.

Deoarece tensiunea la sursă este opusă direcției EMF, tensiunile de fază ale generatorului (vezi Fig. 6) acţionează din punctele A, Bși C până la punctul neutru N; - tensiuni de sarcină de fază.

Tensiunile de linie acţionează între conductorii de linie. În conformitate cu a doua lege a lui Kirchhoff pentru tensiunile de linie, se poate scrie

;

(1)

;

(2)

Este de obicei luată în considerare în calcule . Apoi pentru caz secvență directă a fazelor, (la secvență de fază inversă schimbări de fază y și schimbarea locurilor). Ținând cont de aceasta, pe baza relațiilor (1) ... (3), se pot determina complexe de tensiuni liniare. Cu toate acestea, cu simetria tensiunii, aceste mărimi sunt ușor de determinat direct din diagrama vectorială din fig. 7. Direcționând axa reală a sistemului de coordonate de-a lungul vectorului (faza sa inițială este egală cu zero), numărăm defazajele tensiunilor liniare față de această axă, iar modulele acestora sunt determinate în conformitate cu (4). Deci pentru tensiuni liniare obținem: ; .

Conexiune triunghiulară

Datorită faptului că o parte semnificativă a receptoarelor incluse în circuitele trifazate este dezechilibrată, este foarte important în practică, de exemplu, în circuitele cu corpuri de iluminat, să se asigure independența modurilor de funcționare ale fazelor individuale. Pe lângă cele cu patru fire, circuitele cu trei fire au și proprietăți similare atunci când conectează fazele receptorului într-un triunghi. Dar fazele generatorului pot fi conectate și într-un triunghi (vezi Fig. 8).

Pentru un sistem EMF simetric, avem

.

Astfel, în absența sarcinii în fazele generatorului din circuitul din Fig. 8 curenți vor fi zero. Cu toate acestea, dacă schimbați începutul și sfârșitul oricăreia dintre faze, atunci un curent va curge în triunghi scurt circuit. Prin urmare, pentru un triunghi, este necesar să se respecte cu strictețe ordinea fazelor de conectare: începutul unei faze este conectat la sfârșitul alteia.

Schema de conectare a fazelor generatorului și receptorului într-un triunghi este prezentată în fig. 9.

Evident, atunci când sunt conectate la un triunghi, tensiunile de linie sunt egale cu tensiunile de fază corespunzătoare. Conform primei legi Kirchhoff, relația dintre curenții liniari și de fază ai receptorului este determinată de relațiile

În mod similar, curenții liniari pot fi exprimați în termeni de curenți de fază generator.

Pe fig. 10 prezintă o diagramă vectorială a unui sistem simetric de curenți liniari și de fază. Analiza lui arată că odată cu simetria curenților

În concluzie, remarcăm că pe lângă conexiunile stea-stea și triunghi-triunghi luate în considerare, în practică sunt folosite și schemele stea-triunghi și triunghi-stea.

Literatură

1. Bazele teoria circuitelor: Proc. pentru universități /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strakhov. – ed. a 5-a, revizuită. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528s.
2. Bessonov L.A. Baza teoretica inginerie electrică: Circuite electrice. Proc. pentru studenții specialităților electrice, energetice și instrumentar din universități. – Ed. a VII-a, revizuită. si suplimentare –M.: Mai sus. scoala, 1978. -528s.

Controlați întrebările și sarcinile

O conexiune trifazată face posibilă pornirea generatoarelor și motoarelor electrice de putere crescută, precum și capacitatea de a lucra cu diferiți parametri de tensiune, depinde de tipul conexiunii de sarcină în circuitul electric. Să lucrez în retea trifazata este necesar să se înțeleagă corelarea elementelor sale.

Elemente ale unei rețele trifazate

Elementele principale ale unei rețele trifazate sunt un generator, o linie de transport a energiei electrice, o sarcină (consumator). Pentru a lua în considerare întrebarea care este tensiunea liniară și de fază în circuit, să definim ce este o fază.

O fază este un circuit electric într-un sistem de circuite electrice multifazate. Începutul fazei este clema sau capătul conductorului de electricitate, prin care curentul electric pătrunde în el. Experții au diferit întotdeauna în ceea ce privește numărul de faze circuite electrice: monofazate, bifazate, trifazate și multifazate.

Cea mai des folosită conexiune trifazată a obiectelor, care are un avantaj semnificativ atât față de circuitele multifazate, cât și față de un circuit monofazat. Diferențele sunt următoarele:

• costuri mai mici pentru transportul energiei electrice;
• capacitatea de a crea un EMF pentru muncă motoare cu inducție- aceasta este funcționarea lifturilor în clădiri cu mai multe etaje, echipamente în birou și în producție;
• acest tip de conexiune face posibilă utilizarea simultană atât a tensiunii liniare, cât și a tensiunii de fază.

Ce este tensiunea de fază și de linie?

Tensiunile de fază și de linie în circuitele trifazate sunt importante pentru manipulările în panourile electrice de alimentare, precum și pentru funcționarea echipamentelor alimentate cu 380 de volți, și anume:

1. Ce este tensiunea de fază? Aceasta este tensiunea care se determină între începutul fazei și sfârșitul acesteia, în practică este determinată între firul neutru și fază.
2. Tensiunea liniară este atunci când o valoare este măsurată între două faze, între bornele diferitelor faze.

În practică, tensiunea de fază diferă de tensiunea liniară cu 60%, cu alte cuvinte, parametrii tensiunii liniare sunt de 1,73 ori mai mari decât tensiunea de fază. Circuitele trifazate pot avea o tensiune de linie de 380 de volți, ceea ce face posibilă obținerea unei tensiuni de fază de 220 V.

Care este diferența?

Pentru societate, conceptul de „tensiune fază la fază” se regăsește în clădirile cu mai multe apartamente, înalte, atunci când primele etaje sunt prevăzute pentru spații de birouri, precum și în Mall-uri atunci când obiectele de construcție sunt legate prin mai multe cabluri de alimentare rețea trifazată, care asigură o tensiune de 380 volți. Acest tip de conexiune la domiciliu asigură funcționarea motoarelor de ridicare asincrone, funcționarea unei scări rulante și a echipamentelor frigorifice industriale.

În practică, cablare circuit trifazat destul de simplu, in conditiile in care o faza si un zero merg in apartament, iar toate cele trei faze + un fir neutru merg in spatiul de birou.

Dificultăți circuit liniar conexiunile constau în dificultatea de a determina în timpul instalării conductorului, ceea ce poate duce la o defecțiune a echipamentului. Schema diferă în principal între conexiunile de fază și liniare, conexiunile înfășurărilor de sarcină și sursa de alimentare.

Diagrame de cablaj

Există două scheme pentru conectarea surselor de tensiune (generatoare) la rețea:

• "triunghi";
• "stea".

Când se realizează o conexiune în stea, începutul înfășurărilor generatorului este conectat la un punct. Nu permite mai multă putere. O conexiune conform schemei „triunghi” este atunci când înfășurările sunt conectate în serie, și anume, începutul înfășurării unei faze este conectat la sfârșitul înfășurării alteia. Acest lucru oferă capacitatea de a tripla tensiunea.

Pentru o mai bună înțelegere a diagramelor de conectare, experții oferă o definiție a curenților de fază și liniari:

• curent liniar - acesta este curentul care circulă în conexiunea submarină a sursei de energie electrică și a receptorului (sarcină);

• curentul de fază este curentul care circulă în fiecare înfășurare a unei surse de energie electrică sau în înfășurările de sarcină.

Curenții liniari și de fază contează atunci când există o sarcină dezechilibrată pe sursă (generator), aceasta fiind adesea întâlnită în procesul de conectare a obiectelor la sursa de alimentare. Toți parametrii legați de linie sunt tensiuni și curenți liniari, iar cei legați de fază sunt parametri ai cantităților de fază.

Din conexiunea în stea se poate observa că curenții liniari au aceiași parametri ca și cei de fază. Când sistemul este simetric, firul neutru nu este necesar; în practică, menține simetria sursei atunci când sarcina este dezechilibrată.

Datorită asimetriei sarcinii conectate (și în practică acest lucru se întâmplă cu includerea dispozitivelor de iluminat în circuit), este necesar să se asigure funcționarea independentă a celor trei faze ale circuitului, acest lucru se poate face și într-un trei fire. linie atunci când fazele receptorului sunt conectate într-un triunghi.

Important! Specialiștii acordă atenție faptului că atunci când tensiunea de linie scade, parametrii tensiunii de fază se modifică. Cunoscând valoarea tensiunii fază la fază, puteți determina cu ușurință valoarea tensiunii de fază.

Cum se calculează tensiunea de linie?

Când se realizează un sistem extins de alimentare cu energie electrică a unui obiect, uneori este necesar să se calculeze tensiunea dintre cele două fire „zero” și „fază”: IF = IL, care indică egalitatea parametrilor de fază și liniari. Raportul dintre firele de fază și firele liniare poate fi găsit folosind formula:

Elementul de constatare a raporturilor de tensiune și evaluarea sistemului de alimentare de către specialiști se efectuează în funcție de parametri liniari, atunci când valoarea acestora este cunoscută. În sistemele de alimentare cu patru fire, sunt marcate 380/220 volți.

Concluzie

Folosind capacitățile unui circuit trifazat (circuit cu patru fire), puteți face conexiuni în moduri diferite, ceea ce face posibilă utilizarea pe scară largă. Experții consideră că tensiunea trifazată pentru conectare este o opțiune universală, deoarece face posibilă conectarea unei sarcini de mare putere, spații rezidențiale, clădiri de birouri.

LA clădire de apartamente consumatorii principali sunt electrocasnicele destinate unei rețele de 220 V, din acest motiv este important să se facă o distribuție uniformă a sarcinii între fazele circuitului, acest lucru se realizează prin includerea apartamentelor în rețea după principiul șahului. Distribuția sarcinii caselor private este diferită, în ele se realizează în funcție de mărimea sarcinii pe fiecare fază a tuturor echipamentelor de acasă, curenții în conductori trecând în perioada de pornire maximă a dispozitivelor.