Trīsfāzu barošanas sistēma

Viena no daudzfāzu barošanas sistēmas iespējām ir trīsfāzu maiņstrāvas sistēma. Tam ir trīs vienādas frekvences harmoniski EML, ko rada viens kopīgs sprieguma avots. EML dati tiek mainīti attiecībā pret otru laikā (fāzē) par to pašu fāzes leņķi, kas vienāds ar 120 grādiem vai 2 * pi / 3 radiāniem.

Pirmais sešu vadu trīsfāzu sistēmas izgudrotājs bija Nikola TeslaTomēr ievērojamu ieguldījumu tā attīstībā deva krievu fiziķis un izgudrotājs Mihails Osipovičs Dolivo-Dobrovolsky, kurš ierosināja izmantot tikai trīs vai četrus vadus, kas deva ievērojamas priekšrocības, un tas tika skaidri parādīts eksperimentos ar indukcijas motoriem.

Trīsfāzu maiņstrāvas sistēmā katrs sinusoidālais EML atrodas savā fāzē, piedaloties nepārtrauktā periodiskā tīkla elektrifikācijas procesā, tāpēc EML datus dažreiz sauc tikai par “fāzēm”, tāpat kā vadītājus, kas pārraida EML datus: pirmā fāze, otrā fāze, trešā fāze. Fāzes tiek nobīdītas viena pret otru par 120 grādiem, un attiecīgos vadītājus parasti apzīmē ar latīņu burtiem L1, L2, L3 vai A, B, C.

Šāda sistēma ir ļoti ekonomiska, ja runa ir par elektroenerģijas pārvadi pa vadiem lielos attālumos. Trīsfāzu transformatori ir mazāk materiāli.

Strāvas kabeļiem ir nepieciešams mazāk vadošs metāls (parasti tiek izmantots varš), jo fāžu vadītāju strāvām, salīdzinot ar vienfāzes vadītājiem, ir zemākas efektīvās vērtības, salīdzinot ar vienfāzes ķēdēm ar līdzīgu pārvadīto jaudu.

Trīsfāzu sistēma ir ļoti līdzsvarota, un tā rada vienmērīgu mehānisku slodzi enerģijas ražošanas iekārtai (elektrostacijas ģeneratoram), tādējādi pagarinot tās kalpošanas laiku.

Ar trīsfāzu strāvu palīdzību, kas iziet cauri elektrisko patērētāju - dažādu instalāciju un motoru - tinumiem, ir viegli iegūt rotējošu virpuļveida magnētisko lauku, kas nepieciešams motoru un citu elektrisko ierīču darbībai.

Sinhroniem un asinhroniem trīsfāžu maiņstrāvas motoriem ir vienkārša ierīce, un tie ir daudz ekonomiskāki nekā vienfāzes un divfāžu, un vēl jo vairāk - klasiskie līdzstrāvas motori.

Izmantojot trīsfāzu tīklu vienā instalācijā, jūs varat iegūt divus darbības spriegumus uzreiz - lineāro un fāzi, kas ļauj jums būt diviem jaudas līmeņiem atkarībā no tinuma savienojuma shēmas - "trīsstūris" (angļu valodas versija ir "delta") vai "zvaigzne".

Apgaismošanas sistēmu energoapgāde, savienojot trīs lukturu grupas - katru dažādās tīkla fāzēs -, jūs varat ievērojami samazināt mirgošanu un atbrīvoties no kaitīgā stroboskopiskā efekta.

Šīs priekšrocības tikai nosaka trīsfāžu barošanas sistēmas plašu izmantošanu mūsdienu lielajā pasaules elektroenerģijas nozarē.

Zvaigzne

Savienojums saskaņā ar "zvaigznes" shēmu ietver ģeneratora fāzes tinumu galu savienošanu ar vienu kopīgu "neitrālu" punktu (neitrālu - N), kā arī patērētāja fāzes izeju galus.

Vadi, kas savieno patērētāja fāzes ar atbilstošajām ģeneratora fāzēm, tiek saukti par lineāriem vadiem trīsfāžu tīklā. Un vads, kas savstarpēji savieno ģeneratora un patērētāja neitrālus, ir neitrāls vads (apzīmēts ar “N”).

Neitrāla klātbūtnē trīsfāžu tīkls izrādās četru vadu, un, ja neitrāla nav - trīsvadu. Apstākļos, kad pretestības patērētāja trīs fāzēs ir vienādas viena ar otru, tas ir, ar nosacījumu, ka Za = Zb = Zc, slodze būs simetriska. Šis ir ideāls trīsfāzu tīkla darbības režīms.

Ja ir neitrāls, fāzes spriegumu sauc par spriegumu starp jebkuru fāzes vadu un neitrālu vadu. Un spriegumus starp jebkuriem diviem fāzes vadiem sauc par lineārajiem spriegumiem.

Ja tīklam ir zvaigžņu savienojums, tad zem simetriska slodze attiecības starp fāzes un lineārajām strāvām un spriegumiem var aprakstīt ar šādām attiecībām:

Var redzēt, ka lineārie spriegumi ir nobīdīti attiecībā pret atbilstošajiem fāzes spriegumiem par 30 grādu leņķi (pi / 6 radiāns):

Jaudu "zvaigznes" savienojumā simetriskas slodzes apstākļos, ņemot vērā zināmos fāzes spriegumus, var noteikt pēc formulas:

Par neitrālas un fāzes nelīdzsvarotības nozīmi

Lai arī ar absolūti simetrisku slodzi, enerģijas padeve patērētājiem ir iespējama, izmantojot trīs vadus ar lineāru spriegumu, pat ja nav neitrāla, tomēr, ja slodzes uz fāzēm nav stingri simetriskas, vienmēr ir nepieciešama neitrāla.

Ja ar asimetrisku slodzi neitrālais vads sabojājas vai tā pretestība kādu iemeslu dēļ palielinās, rodas “fāzes nelīdzsvarotība”, un tad slodzes uz trim fāzēm var būt zem dažādiem spriegumiem - no nulles līdz lineārai - atkarībā no slodzes pretestības sadalījuma. fāzes neitrāla pārtraukuma laikā.

Bet kravas ir nomināli konstruētas stingri fāzes spriegumam, kas nozīmē, ka kaut kas var neizdoties. Fāžu nelīdzsvarotība ir īpaši bīstama sadzīves tehnikai un elektronikai, jo tā dēļ var ne tikai izdegt kāda ierīce, bet arī izcelties ugunsgrēks.

Trešās harmonikas daudzkārtnes problēma

Visbiežāk sadzīves un citas ierīces mūsdienās ir aprīkotas ar komutācijas barošanas avotiem un bez integrētas jaudas koeficienta korekcijas shēmas. Tas nozīmē, ka patēriņa momentus ierobežo plānas impulsa strāvas maksimumi, kas atrodas netālu no tīkla sinusoīda augšdaļas, kad pēc taisngrieža uzstādītais izejas filtra kondensators tiek ātri un ātri uzlādēts.

Kad tīklam ir pieslēgts daudz šādu patērētāju, rodas barošanas sprieguma galvenās frekvences trešās harmonikas augsta strāva. Šīs harmoniskās strāvas (trešās daļas reizinājumi) tiek summētas neitrālajā vadītājā un spēj to pārslogot, neskatoties uz to, ka enerģijas patēriņš katrā fāzē nepārsniedz pieļaujamo.

Problēma ir īpaši aktuāla biroju ēkās, kur neliels telpā atrodas daudz dažādu biroja iekārtu. Ja visiem iebūvētiem komutācijas barošanas avotiem būtu jaudas koeficienta korekcijas shēmas, tas atrisinātu problēmu.

Trijstūris

Savienojums saskaņā ar "trīsstūra" shēmu no ģeneratora puses pieņem, ka pirmās fāzes vadītāja gals tiek savienots ar otrā fāzes vadītāja sākumu, otrās fāzes vadītāja gals ar trešās fāzes vadītāja sākumu, trešās fāzes vadītāja gals ar pirmās fāzes vadītāja sākumu - tiek izveidots slēgts skaitlis - trīsstūris.

Lineārie un fāzes spriegumi un strāvas ar simetrisku slodzi attiecībā pret savienojumu "trīsstūris" ir savstarpēji saistīti šādi:

Jaudu trīsfāzu ķēdē, kad to savieno ar trīsstūri, simetriskas slodzes apstākļos nosaka šādi:

Zemāk esošajā tabulā parādīti fāzes un līnijas sprieguma standarti dažādām valstīm:

Trīsfāzu tīkla dažādu fāžu vadītāji, kā arī neitrālie un aizsargājošie vadītāji tradicionāli tiek marķēti ar savām krāsām.

Tas tiek darīts, lai novērstu elektriskās strāvas triecienu un nodrošinātu tīkla uzturēšanas ērtības, atvieglotu to uzstādīšanu un remontu, kā arī standartizētu iekārtu fāzēšanu: dažreiz ir ļoti svarīgi fāzu secība, piemēram, lai iestatītu indukcijas motora griešanās virzienu, vadāmā trīsfāzu taisngrieža darbības režīmu. uc dažādās valstīs krāsu marķējums ir atšķirīgs, dažās tas ir vienāds.

Skatīt: Stiepļu krāsu kodēšana