Electricitate bifazată. Rețea electrică bifazată

Rețele electrice bifazate au fost folosite la începutul secolului al XX-lea în rețelele electrice de distribuție curent alternativ. Au folosit două circuite, tensiunile în care au fost deplasate în fază unul față de celălalt cu 90 de grade. De obicei, în circuite erau folosite 4 linii - câte două pentru fiecare fază. Mai rar, a fost folosit un fir comun, care avea un diametru mai mare decât celelalte două fire. Unele dintre cele mai vechi generatoare cu două faze aveau două rotoare pline cu înfășurări rotite fizic la 90 de grade.

Poveste

Pentru prima dată, ideile de a folosi un curent cu două faze pentru a crea un cuplu au fost exprimate de Dominic Arago în 1827. Uz practic a fost descris de Nikola Tesla în brevetele sale din 1888, cam în același timp el a dezvoltat designul motorului electric corespunzător. În plus, aceste brevete au fost vândute companiei Westinghouse, care a început să dezvolte rețele în două faze din SUA. Mai târziu, aceste rețele au fost înlocuite cu unele trifazate, a căror teorie a fost dezvoltată de inginerul rus Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, care a lucrat în Germania la AEG. Cu toate acestea, datorită faptului că brevetele Tesla conțineau idei generale pentru utilizarea circuitelor polifazate, compania Westinghouse a reușit să le restrângă de ceva timp dezvoltarea prin litigii privind brevetele.

Avantaje

Avantajul rețelelor în două faze a fost că permit o pornire simplă, ușoară a motoarelor electrice. În primele zile ale ingineriei electrice, aceste rețele cu două faze separate erau mai ușor de analizat și proiectat. La acea vreme, metoda componentelor simetrice nu fusese încă creată (a fost inventată în 1918), ceea ce a oferit ulterior inginerilor un set de instrumente matematice convenabil pentru analiza modurilor de sarcină asimetrică ale sistemelor electrice cu mai multe faze.

Câmpul magnetic rotativ creat în sistemele bifazate a permis motoarelor electrice să creeze cuplu de la turația zero a motorului, ceea ce nu era posibil la motoarele electrice asincrone monofazate (fără mijloace speciale de pornire). Motoare asincrone, concepute pentru sistemele bifazate, au aceeași configurație de înfășurare ca și motoare monofazate cu condensator de pornire.

O rețea electrică trifazată necesită linii cu o masă mai mică de materiale conductoare (de obicei metale) la aceeași tensiune și putere transmisă mai mare, comparativ cu un sistem bifazat cu patru fire. Liniile bifazate au fost înlocuite de linii trifazate în rețelele de distribuție electrică, dar sunt încă folosite în unele sisteme de control.

Puterea activă instantanee transmisă în rețelele electrice trifazate și bifazate este constantă la sarcina simetrica. Cu toate acestea, în rețelele monofazate puterea activă instantanee oscilează la o frecvență de două ori mai mare decât tensiunea de linie. Aceste ondulații de putere duc la creșterea zgomotului și a vibrațiilor mecanice în echipamentele electrice cu materiale magnetizabile datorită efectului magnetostrictiv, precum și la vibrațiile de rotație ale arborilor motorului.

Circuitele bifazate folosesc de obicei două perechi separate de conductori purtători de curent. Se pot folosi și trei conductori, totuși, suma vectorială a curenților de fază curge prin firul comun și, prin urmare, firul comun trebuie să aibă un diametru mai mare. În contrast cu aceasta, în rețele trifazate cu o sarcină simetrică, suma vectorială a curenților de fază este zero și, prin urmare, este posibil să se utilizeze trei linii de același diametru în aceste rețele. Pentru rețelele de distribuție electrică, cerința a trei linii conductoare este mai bună decât cerința a patru, deoarece aceasta oferă economii semnificative în costul liniilor conductoare și în costurile de instalare a acestora.

Tensiunea bifazată poate fi obținută dintr-o sursă trifazată prin conectarea transformatoarelor monofazate în așa-numitul circuit Scott. O sarcină simetrică într-un astfel de sistem trifazat este exact echivalentă cu o sarcină trifazată simetrică.

Puteți auzi adesea cum rețelele electrice sunt numite trifazate, bifazate, mai rar - monofazate, dar uneori aceste concepte nu înseamnă același lucru. Pentru a nu ne confunda, să ne dăm seama cum diferă aceste rețele și ce înseamnă ele când spun, de exemplu, despre diferențele dintre trifazat și curent monofazat .

Rețele monofazate

Rețele în două faze

Rețele trifazate

Trecerea curentului este posibilă cu un circuit închis. Prin urmare, curentul trebuie mai întâi adus la sarcină și apoi returnat înapoi.

Cu curent alternativ, firul care transportă curentul este o fază. Denumirea circuitului său este L1 (A).

Al doilea se numește nul. Denumirea - N.

Aceasta înseamnă că trebuie folosite două fire pentru a transmite curent monofazat. Ele sunt numite fază și, respectiv, zero.

Tensiunea dintre aceste fire este de 220 V.

Există un transfer de doi curenți alternativi. Tensiunea acestor curenți este decalată în fază cu 90 de grade.

Curenții sunt transmisi prin două fire: două faze și două zero.

Este scump. Prin urmare, acum nu este generat la centrale și nu este transmis prin linii electrice (linii electrice).

Se transmit trei curenți alternativi. În fază, tensiunile lor sunt deplasate cu 120 de grade.

S-ar părea că au trebuit folosite șase fire pentru a transfera curent, dar, folosind conectarea surselor conform schemei „stea”, se descurcă cu trei (tipul de circuit este similar cu litera latină Y).

Trei fire sunt faze, unul este zero.

Economic. Curentul este ușor de transmis pe distanțe lungi.

Orice pereche de fire de fază are o tensiune de 380 V.

O pereche de fir de fază și tensiune zero 220 V.

Astfel, alimentarea caselor si apartamentelor noastre poate fi monofazata sau trifazata.

Alimentare monofazata

Curentul monofazat este conectat în două moduri: 2 fire și 3 fire.

Primul (cu două fire) folosește două fire. Curge unul câte unul curent de fază, celălalt este pentru firul neutru. În mod similar, aproape toate casele vechi construite în fosta URSS sunt alimentate cu energie electrică.
La al doilea - adăugați un alt fir. Se numește împământare (PE). Scopul său este de a salva viața umană și dispozitivele de la spargere.

Sursa de alimentare trifazata

Distribuția puterii trifazate în toată casa se realizează în două moduri: 4 fire și 5 fire.

O conexiune cu patru fire este realizată cu trei faze și un fir neutru. După panoul electric, două fire sunt folosite pentru a alimenta prizele și comutatoarele - una dintre faze și zero. Tensiunea dintre aceste fire este de 220V.
Conexiune cu cinci fire - se adaugă un fir de protecție, de împământare (PE).

Într-o rețea trifazată, fazele ar trebui să fie încărcate cât mai uniform posibil. În caz contrar, va apărea un dezechilibru de fază. Rezultatul acestui fenomen este foarte deplorabil și imprevizibil pentru viața umană și tehnologie.

Depinde de ce cabluri electrice din casă și ce echipamente electrice pot fi incluse în ea.

De exemplu, împământarea și, prin urmare, prize cu un contact de împământare, sunt necesare atunci când următoarele sunt conectate la rețea:

aparate cu putere mare - frigidere, sobe, încălzitoare,
aparate electronice de uz casnic - calculatoare, televizoare (este necesar să eliminați electricitatea statică),
dispozitive conectate cu apă - jacuzzi, cabine de duș (conductor de curent de apă).

Și pentru alimentarea cu energie a motoarelor (relevant pentru o casă privată), este nevoie de un curent trifazat.

Cât costă conectarea energiei electrice monofazate și trifazate?

Costuri pentru materiale consumabileși instalarea echipamentelor sunt, de asemenea, planificate pe baza conexiunii cele mai preferate. Și dacă este dificil să preziceți costul prizelor, întrerupătoarelor, lămpilor (totul depinde de capriciile și imaginația dvs. de proiectare), atunci costurile de instalare sunt cam aceleasi. În medie, acesta este:

asamblarea unui tablou de distribuție, în care sunt instalate întrerupătoare (12 grupuri) și un contor costă de la 80 USD
instalare întrerupătoare și prize 2-6$
instalare reflectoarelor 1.5-5$ pe unitate.

Personal, m-am gândit și la panourile solare - am studiat puțin pe http://220volt.com.ua, acum încerc să-mi structurez gândurile, cum și ce să fac cu conexiunea lor...

Rețele electrice bifazate au fost folosite la începutul secolului al XX-lea în rețelele de distribuție electrică de curent alternativ. Au folosit două circuite, tensiunile în care au fost deplasate în fază unul față de celălalt cu 90 de grade. De obicei, în circuite erau folosite 4 linii - câte două pentru fiecare fază. Mai rar, a fost folosit un fir comun, care avea un diametru mai mare decât celelalte două fire. Unele dintre cele mai vechi generatoare cu două faze aveau două rotoare pline cu înfășurări rotite fizic la 90 de grade.

Pentru prima dată, ideile de a folosi un curent cu două faze pentru a crea un cuplu au fost exprimate de Dominic Arago în 1827. Aplicația practică a fost descrisă de Nikola Tesla în brevetele sale din 1888, cam în aceeași perioadă în care a dezvoltat designul motorului electric corespunzător. În plus, aceste brevete au fost vândute companiei Westinghouse, care a început să dezvolte rețele în două faze din SUA. Mai târziu, aceste rețele au fost înlocuite cu unele trifazate, a căror teorie a fost dezvoltată de inginerul rus Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, care a lucrat în Germania la AEG. Cu toate acestea, datorită faptului că brevetele Tesla conțineau idei generale pentru utilizarea circuitelor polifazate, compania Westinghouse a reușit să le înfrâneze dezvoltarea pentru ceva timp prin litigii privind brevetele.

Circuitele bifazate folosesc de obicei două perechi separate de conductori purtători de curent. Se pot folosi și trei conductori, totuși, suma vectorială a curenților de fază curge prin firul comun și, prin urmare, firul comun trebuie să aibă un diametru mai mare. În schimb, în rețelele trifazate cu sarcină simetrică, suma vectorială a curenților de fază este zero și, prin urmare, este posibil să se utilizeze trei linii de același diametru în aceste rețele. Pentru rețelele de distribuție electrică, cerința a trei linii conductoare este mai bună decât cerința a patru, deoarece aceasta oferă economii semnificative în costul liniilor conductoare și în costurile de instalare a acestora.