Rusijos Federacijoje maitinimo įtampa yra 220 V vienfazė ir 380 V trifazė. 50 Hz. Kodėl taip. Elektros žargonas ir sveikas protas.
Pirma, kodėl yra maitinimo įtampa elektros tinklai kintamasis, ne nuolatinis? Pirmieji generatoriai XIX amžiaus pabaigoje gamino pastovią įtampą, kol kažkas (protingas!) suprato, kad lengviau generuojant generuoti kintamąjį ir prireikus jį ištaisyti vartojimo vietose, nei generuoti konstantą ir pagimdyti. į kintamąjį vartojimo vietose.
Antra, kodėl 50 hz? Taip, vokiečiams taip nutiko XX amžiaus pradžioje. Tai neturi didelės prasmės. JAV ir kai kuriose kitose šalyse 60 Hz. ()
Trečia, kodėl perdavimo tinklai (elektros linijos) turi labai aukštą įtampą? Čia yra prasmė, jei prisimenate, tada: galios nuostoliai transportavimo metu yra lygūs d(P)=I 2 *R, o bendra perduodama galia lygi P=I*U. Nuostolių dalis nuo bendra galia išreikštas d(P)/P=I*R/U. Minimali bendrų galios nuostolių dalis, t.y. bus maksimalia įtampa. Trifaziai tinklai perduodami Aukšta įtampa, turi šias įtampos klases:
- nuo 1000 kV ir daugiau (1150 kV, 1500 kV) – itin aukštas
- 1000 kV, 500 kV, 330 kV – ypač aukšta
- 220 kV, 110 kV - HV, aukšta įtampa
- 35 kV - CH-1, vidutinė pirmoji įtampa
- 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, vidutinė antroji įtampa
- 0,4 kV, 220 V, 110 V ir žemiau - LV, žema įtampa.
Ketvirta: koks yra nominalus žymėjimas B \u003d „Volt“ (A \u003d „Amperas“) grandinėse kintamoji įtampa(dabartinis)? Tai yra įtampos (srovės) rms=effective=rms=rms reikšmė, t.y. tokia vertybė nuolatinė įtampa(srovė), kuri duos tokią pat šiluminę galią esant panašiai varžai. Nurodantys voltmetrai ir ampermetrai tiksliai nurodo šią vertę. Didžiausios amplitudės vertės (pavyzdžiui, iš osciloskopo) visada yra didesnės absoliučia verte nei dabartinė.
Penkta, kodėl vartotojų tinkluose įtampa mažesnė?Čia irgi yra prasmė. Praktiškai leistinus įtempius lėmė turimos izoliacinės medžiagos ir jų dielektrinis stiprumas. Ir tada nebuvo ką keisti.
Ką "trifazė įtampa 380 V ir vienos fazės įtampa 220 V"? Yra dėmesio. Griežtai kalbant, daugeliu atvejų (bet ne visais) trifazis namų ūkio tinklas Rusijos Federacijoje suprantamas kaip 220/380 V tinklas (kartais būna buitiniai tinklai 127/220 V ir pramoniniai 380/660 V !!! ). Neteisingi, bet pasitaikantys pavadinimai: 380/220V; 220/127 V; 660/380V!!! Taigi, toliau mes kalbame apie įprastą 220/380 voltų tinklą, kad dirbtumėte su likusia dalimi - jums geriau būtų elektrikas. Taigi tokiam tinklui:
- Mūsų namų (Rusija ir NVS...) tinklas yra 220/380V-50Hz, Europoje 230/400V-50Hz (240/420V-50Hz Italijoje ir Ispanijoje), JAV - 60Hz dažnis, o vertinimai paprastai skiriasi
- Pas jus ateis bent 4 laidai: 3 linijiniai („fazės“) ir vienas nulinis (nebūtinai su nuliniu potencialu!!!) – jei turite tik 3 linijinius laidus, geriau pasikviesti elektros inžinierių.
- 220 V yra efektyvioji įtampa tarp bet kurios iš "fazių" = linijos laido ir nulio (fazės įtampa). Neutrali nėra nulis!
- 380 V yra efektyvi vertė tarp bet kurių dviejų "fazių" = linijos laidai (linijos įtampa)
Projektas DPVA.info perspėja: jei neturite supratimo apie saugos priemones dirbant su elektros instaliacijomis (žr. PUE), geriau nepradėkite patys.
- Neutralus (visų rūšių) nebūtinai turi nulinį potencialą. Maitinimo įtampos kokybė praktiškai neatitinka jokių standartų, tačiau turėtų atitikti GOST 13109-97 "Elektros energija. Suderinamumas techninėmis priemonėmis. Kokybės standartai elektros energija maitinimo sistemose Pagrindinis tikslas"(tai niekas nekaltas...)
- Grandinės pertraukikliai (šilumos ir trumpojo jungimo) apsaugo grandinę nuo perkrovos ir gaisro, o ne jūs nuo elektros smūgio
- Įžeminimas nebūtinai turi mažą varžą (t.y. taupo nuo elektros smūgio).
- Nulinio potencialo taškai gali turėti be galo didelę varžą.
- Maitinimo skydelyje sumontuotas RCD neapsaugo tų, kurie patiria elektros smūgį nuo galvaniškai izoliuotos grandinės, maitinamos iš šio ekrano.
Trifazė grandinė yra ypatingas daugiafazių elektros sistemų atvejis, tai yra elektrinių grandinių rinkinys, kuriame veikia to paties dažnio EML, fazėje pasislinkusių vienas kito atžvilgiu tam tikru kampu. Atkreipkite dėmesį, kad dažniausiai šie EML, visų pirma energetikos srityje, yra sinusoidiniai. Tačiau šiuolaikinėse elektromechaninėse sistemose, kur pavaroms valdyti naudojami dažnio keitikliai, įtampos sistema paprastai nėra sinusinė. Kiekviena iš daugiafazės sistemos dalių, kuriai būdinga ta pati srovė, vadinama fazė tie. fazė - tai grandinės dalis, susijusi su atitinkama generatoriaus arba transformatoriaus apvija, linija ir apkrova.
Taigi sąvoka „fazė“ elektros inžinerijoje turi dvi skirtingas reikšmes:
- fazė kaip sinusiškai besikeičiančio dydžio argumentas;
- fazė kaip sudėtinė daugiafazės elektros sistemos dalis.
Daugiafazių sistemų kūrimas buvo istoriškai nulemtas. Šios srities tyrimus lėmė gamybos plėtros reikalavimai, o sėkmę kuriant daugiafazes sistemas padėjo elektros ir magnetinių reiškinių fizikos atradimai.
Svarbiausia daugiafazių elektros sistemų kūrimo prielaida buvo sukimosi fenomeno atradimas magnetinis laukas(G. Ferraris ir N. Tesla, 1888). Pirmas elektros varikliai buvo dviejų fazių, tačiau jų našumas buvo mažas. Racionaliausia ir perspektyviausia pasirodė trifazė sistema, kurios pagrindiniai privalumai bus aptarti toliau. Didelį indėlį į trifazių sistemų kūrimą įnešė puikus Rusijos elektros inžinierius M.O.
Trifazės įtampos šaltinis yra trifazis generatorius, ant kurio statoriaus (žr. 1 pav.) trifazė apvija. Šios apvijos fazės išdėstytos taip, kad jų magnetinės ašys erdvėje viena kitos atžvilgiu pasislinktų el. džiaugiuosi. Ant pav. 1, kiekviena statoriaus fazė paprastai rodoma kaip vienas posūkis. Apvijų pradžia dažniausiai žymima didžiosiomis raidėmis raidės A, B, C, ir atitinkamai galus didžiosios raidės x, y, z. EML fiksuotose statoriaus apvijose sukelia jų posūkių susikirtimą magnetiniu lauku, kurį sukuria besisukančio rotoriaus sužadinimo apvijos srovė (1 pav. rotorius paprastai pavaizduotas kaip nuolatinis magnetas kuri praktiškai naudojama esant santykinai mažoms galioms). Kai rotorius sukasi vienodu greičiu, statoriaus fazių apvijose indukuojami periodiškai besikeičiantys to paties dažnio ir amplitudės sinusiniai EMF, tačiau skiriasi dėl erdvinio poslinkio vienas nuo kito fazėje rad. (žr. 2 pav.).
Šiuo metu plačiausiai naudojamos trifazės sistemos. Ant trifazė srovė veikia visos didelės elektrinės ir vartotojai, o tai siejama su daugybe trifazių grandinių pranašumų, palyginti su vienfazėmis, iš kurių svarbiausi yra:
Ekonomiškai efektyvus elektros energijos perdavimas dideliais atstumais;
Patikimiausias ir ekonomiškiausias, atitinkantis pramoninės elektros pavaros reikalavimus, yra asinchroninis variklis su voverės narvelio rotoriumi;
Galimybė gauti besisukantį magnetinį lauką naudojant fiksuotas apvijas, kuriomis grindžiamas sinchroninių ir asinchroninių variklių, taip pat daugybės kitų elektros prietaisų veikimas;
Simetrinių trifazių sistemų balansas.
Apsvarstyti svarbiausius balanso savybės trifazė sistema, kuri bus įrodyta toliau, pristatome daugiafazės sistemos simetrijos sąvoką.
EMF sistema (įtampos, srovės ir kt.) vadinama simetriškas jeigu jis susideda iš m vienodų modulinių EMF vektorių (įtampų, srovių ir kt.), fazėje pasislinkusių vienas kito atžvilgiu tuo pačiu kampu. Ypač vektorinė diagrama simetriškai EMF sistemai, atitinkančiai trifazę sinusoidų sistemą fig. 2 parodytas fig. 3.
 |
|
| 3 pav | 4 pav |
Iš asimetrinių sistemų didžiausią praktinį susidomėjimą kelia dvifazė sistema su 90 laipsnių fazių poslinkiu (žr. 4 pav.).
Visos simetriškos trijų ir m fazių (m>3) sistemos, taip pat dviejų fazių sistemos yra subalansuotas. Tai reiškia, kad nors atskirose fazėse momentinė galia pulsuoja (žr. 5 pav., a), keičiant ne tik dydį, bet bendru atveju ir ženklą per vieną laikotarpį, visų fazių suminė momentinė galia išlieka pastovi per visą laikotarpį. sinusoidinio EML periodas (žr. 5 pav.,b).
Pusiausvyra turi didžiausią praktinę reikšmę. Jei bendra momentinė galia pulsuotų, tada tarp turbinos ir generatoriaus esantį veleną veiktų pulsuojantis sukimo momentas. Tokia kintama mechaninė apkrova neigiamai paveiktų elektrinę, sutrumpintų jos tarnavimo laiką. Tos pačios nuostatos taikomos ir daugiafaziams varikliams.
Jei simetrija yra pažeista (dviejų fazių „Tesla“ sistema dėl jos specifiškumo neatsižvelgiama), tada sutrinka ir balansas. Todėl energetikos sektoriuje jie griežtai stebi, kad generatoriaus apkrova išliktų simetriška.
Trifazių sistemų prijungimo schemos
Trifazis generatorius (transformatorius) turi tris išėjimo apvijas, identiškus vijų skaičiumi, tačiau sukuriančias EMF, fazėje paslinktas 120 °. Galima būtų naudoti sistemą, kurioje generatoriaus apvijos fazės nebūtų galvaniškai sujungtos viena su kita. Šis vadinamasis atjungta sistema. Tokiu atveju kiekviena generatoriaus fazė turi būti prijungta prie imtuvo dviem laidais, t.y. bus šešių laidų linija, o tai neekonomiška. Šiuo atžvilgiu tokios sistemos negavo platus pritaikymas apie praktiką.
Siekiant sumažinti laidų skaičių linijoje, generatoriaus fazės yra galvaniškai sujungtos viena su kita. Yra dviejų tipų jungtys: į žvaigždę ir į trikampį. Savo ruožtu, prijungus prie žvaigždės, sistema gali būti trys- ir keturių laidų.
žvaigždės ryšys
Ant pav. 6 parodyta trifazė sistema, kai generatoriaus ir apkrovos fazės sujungiamos į žvaigždę. Čia laidai AA', BB' ir CC' yra linijiniai laidai.
Linijinis vadinamas laidu, jungiančiu generatoriaus ir imtuvo apvijos fazių pradžią. Taškas, kuriame fazių galai yra prijungti prie bendro mazgo, vadinamas neutralus(6 pav. N ir N' yra atitinkamai neutralūs generatoriaus ir apkrovos taškai).
Vadinamas laidas, jungiantis generatoriaus ir imtuvo neutralius taškus neutralus(6 pav. parodyta punktyrine linija). Trifazė sistema, kai prijungta prie žvaigždės be nulinio laido, vadinama trijų laidų, su neutraliu laidu keturių laidų.
Visi dydžiai, susiję su fazėmis, yra vadinami fazės kintamieji, prie linijos linijinis. Kaip matyti iš diagramos pav. 6, prijungus prie žvaigždės, linijos srovės ir yra lygios atitinkamoms fazių srovėms. Jei yra nulinis laidas, srovė nuliniame laide 
. Jei fazių srovių sistema yra simetriška, tada . Todėl, jei būtų garantuota srovių simetrija, tada nulinio laido nereikėtų. Kaip bus parodyta žemiau, nulinis laidas išlaiko apkrovos įtampų simetriją, kai pati apkrova yra nesubalansuota.
Kadangi įtampa šaltinyje yra priešinga jo EML krypčiai, generatoriaus fazinės įtampos (žr. 6 pav.) veikia nuo taškai A, B ir C iki neutralaus taško N; 
- fazinės apkrovos įtampos.
Linijos įtampa veikia tarp linijos laidininkų. Pagal antrąjį Kirchhoff dėsnį, skirtą linijos įtampai, galima rašyti
 ;
|
(1) |
 ;
|
(2) |
Į tai dažniausiai atsižvelgiama atliekant skaičiavimus 
. Tada dėl bylos tiesioginė fazių seka
, (at atvirkštinė fazių seka fazės pasislenka y ir keičiasi vietomis). Atsižvelgiant į tai, remiantis (1) ... (3) santykiais, galima nustatyti tiesinių įtempių kompleksus. Tačiau esant įtempių simetrijai, šie dydžiai lengvai nustatomi tiesiai iš vektorinės diagramos, pateiktos fig. 7. Nukreipdami realiąją koordinačių sistemos ašį išilgai vektoriaus (jo pradinė fazė lygi nuliui), skaičiuojame tiesinių įtampų fazių poslinkius šios ašies atžvilgiu, o jų moduliai nustatomi pagal (4). Taigi linijinėms įtampoms gauname: 
; 
.
Trikampis ryšys
Atsižvelgiant į tai, kad nemaža dalis imtuvų, įtrauktų į trifazes grandines, yra nesubalansuoti, praktikoje labai svarbu, pavyzdžiui, grandinėse su šviestuvais, užtikrinti atskirų fazių darbo režimų nepriklausomumą. Be keturių laidų, trijų laidų grandinės taip pat turi panašias savybes jungiant imtuvo fazes į trikampį. Bet generatoriaus fazes galima sujungti ir į trikampį (žr. 8 pav.).
Simetriškai EMF sistemai turime
.
Taigi, nesant apkrovos generatoriaus fazėse grandinėje Fig. 8 srovės bus lygios nuliui. Tačiau jei sukeisite bet kurios fazės pradžią ir pabaigą, tada trikampyje tekės srovė trumpas sujungimas. Todėl trikampiui būtina griežtai laikytis fazių sujungimo tvarkos: vienos fazės pradžia yra sujungta su kitos fazės pabaiga.
Generatoriaus ir imtuvo fazių sujungimo schema trikampyje parodyta fig. 9.
Akivaizdu, kad prijungus prie trikampio, linijos įtampa yra lygi atitinkamoms fazinėms įtampoms. Pagal pirmąjį Kirchhoffo dėsnį ryšį tarp imtuvo tiesinės ir fazės srovių lemia santykiai
Panašiai galite išreikšti tiesines sroves per generatoriaus fazines sroves.
Ant pav. 10 parodyta simetrinės tiesinių ir fazių srovių sistemos vektorinė diagrama. Jo analizė rodo, kad su srovių simetrija
| . | (5) |
Baigdami pažymime, kad be nagrinėjamų žvaigždės-žvaigždės ir trikampio-trikampio jungčių, praktikoje taip pat naudojamos žvaigždės-trikampio ir trikampio-žvaigždės schemos.
Literatūra
- Pagrindai grandinės teorija: Proc. universitetams /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strakhovas. –5-asis leidimas, pataisytas. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528s.
- Bessonovas L.A. Teorinis pagrindas elektrotechnika: Elektros grandinės. Proc. universitetų elektros, energetikos ir instrumentų gamybos specialybių studentams. –7-asis leidimas, pataisytas. ir papildomas –M.: Aukštesnis. mokykla, 1978. -528s.
Kontroliniai klausimai ir užduotys
Trifazis jungtis leidžia įjungti padidintos galios generatorius ir elektros variklius, taip pat dirbti su skirtingi parametraiįtampa, tai priklauso nuo apkrovos įtraukimo į elektros grandinę tipo. Į darbą trifazis tinklas būtina suprasti jo elementų koreliaciją.
Trifazio tinklo elementai
Pagrindiniai trifazio tinklo elementai yra generatorius, elektros perdavimo linija, apkrova (vartotojas). Norėdami apsvarstyti klausimą, kokia yra linijinė ir fazinė įtampa grandinėje, apibrėžkime, kas yra fazė.
Fazė yra elektros grandinė daugiafazių elektros grandinių sistemoje. Fazės pradžia yra gnybtas arba elektros laidininko galas, per kurį į jį patenka elektros srovė. Ekspertai visada skyrėsi etapų skaičiumi elektros grandinės: vienfazis, dvifazis, trifazis ir daugiafazis.
Dažniausiai naudojamas trifazis perjungimas objektai, o tai turi didelį pranašumą tiek prieš daugiafazes grandines, tiek daugiau vienfazė grandinė. Skirtumai yra tokie:
- mažesnės išlaidos elektros energijos transportavimui;
- galimybė sukurti EML darbui indukciniai varikliai- tai liftų valdymas daugiaaukščiuose pastatuose, įranga biure ir gamyboje;
- tokio tipo jungtis leidžia vienu metu naudoti linijinę ir fazinę įtampą.
Kas yra fazinė ir linijos įtampa?
Fazinė ir linijos įtampa trifazėse grandinėse yra svarbi manipuliavimui elektros maitinimo skyduose, taip pat įrangos, maitinamos 380 voltų, veikimui, būtent:
- Kas yra fazinė įtampa? Tai įtampa, kuri nustatoma tarp fazės pradžios ir jos pabaigos, praktiškai ji nustatoma tarp nulinio laido ir fazės.
- Linijinė įtampa yra tada, kai vertė matuojama tarp dviejų fazių, tarp skirtingų fazių gnybtų.
Praktiškai fazinė įtampa nuo linijinės skiriasi 60%, kitaip tariant, linijinės įtampos parametrai yra 1,73 karto didesni už fazinę įtampą. Trifazės grandinės gali turėti 380 voltų linijos įtampą, todėl galima gauti 220 V fazės įtampą.
Koks skirtumas?
Visuomenei „fazinės įtampos“ sąvoka aptinkama daugiabučiuose, daugiaaukščiuose namuose, kai pirmuose aukštuose numatomos biurų patalpos, taip pat prekybos centrai statant objektus jungiami keli trifazio tinklo maitinimo kabeliai, kurie suteikia 380 voltų įtampą. Tokio tipo pajungimas namuose užtikrina asinchroninių liftų variklių darbą, eskalatoriaus, pramoninės šaldymo įrangos darbą.
Praktiškai laidai trifazė grandinė gana paprasta, atsižvelgiant į tai, kad fazė ir nulis eina į butą, o visos trys fazės + nulinis laidas patenka į biuro patalpas.
Linijinio sujungimo schemos sudėtingumas kyla dėl to, kad diegiant sunku nustatyti laidininką, o tai gali sukelti įrangos gedimą. Schema daugiausia skiriasi tarp fazinių ir linijinių jungčių, apkrovų apvijų jungčių ir maitinimo šaltinio.
Sujungimo schemos
Yra dvi įtampos šaltinių (generatorių) prijungimo prie tinklo schemos:
- "trikampis";
- "žvaigždė".
Sujungus žvaigždę, generatoriaus apvijų pradžia yra prijungta viename taške. Tai neleidžia daugiau galios. Sujungimas pagal "trikampio" schemą yra tada, kai apvijos yra sujungtos nuosekliai, ty vienos fazės apvijos pradžia yra sujungta su kitos fazės apvijos pabaiga. Tai suteikia galimybę trigubai padidinti įtampą.
Norėdami geriau suprasti jungčių schemas, ekspertai pateikia fazės ir tiesinės srovės apibrėžimą:
- linijinė srovė - tai srovė, kuri teka povandeniniame elektros energijos šaltinio ir imtuvo (apkrovos) jungtyje;
- fazinė srovė yra srovė, tekanti kiekvienoje elektros energijos šaltinio apvijoje arba apvijose.
Linijinės ir fazės srovės yra svarbios, kai yra nesubalansuota šaltinio (generatoriaus) apkrova, su tuo dažnai susiduriama jungiant objektus prie maitinimo šaltinio. Visi su linija susiję parametrai yra tiesinės įtampos ir srovės, o su faze susiję parametrai yra fazių dydžių parametrai.
Iš žvaigždės jungties matyti, kad tiesinės srovės turi tokius pačius parametrus kaip ir fazinės. Kai sistema yra simetriška, nulinio laido nereikia, praktiškai jis išlaiko šaltinio simetriją, kai apkrova nesubalansuota.
Dėl prijungtos apkrovos asimetrijos (o praktikoje tai atsitinka su apšvietimo įtaisų įtraukimu į grandinę) būtina užtikrinti nepriklausomą trijų grandinės fazių veikimą, tai taip pat galima padaryti trijų laidų linija, kai imtuvo fazės sujungtos trikampiu.
Svarbu! Specialistai atkreipia dėmesį į tai, kad mažėjant linijos įtampai keičiasi fazinės įtampos parametrai. Žinodami fazinės įtampos vertę, galite lengvai nustatyti fazės įtampos vertę.
Kaip apskaičiuoti linijos įtampą?
Kai atliekama plati objekto tiekimo elektra sistema, kartais reikia apskaičiuoti įtampą tarp dviejų laidų „nulis“ ir „fazė“: IF = IL, o tai rodo fazės ir tiesinių parametrų lygybę. Fazinių laidų ir linijinių laidų santykį galima rasti naudojant formulę:
Įtampos santykių nustatymo elementą ir maitinimo sistemos įvertinimą atlieka specialistai pagal tiesinius parametrus, kai žinoma jų vertė. Keturių laidų maitinimo sistemose pažymėta 380/220 voltų įtampa.
Išvada
Naudodamiesi trifazės grandinės (keturių laidų grandinės) galimybėmis, galite užmegzti ryšius įvairiais būdais, o tai leidžia plačiai jį naudoti. Ekspertai mano, kad trifazė prijungimo įtampa yra universali galimybė, nes ji leidžia prijungti didelės galios apkrovą, gyvenamąsias patalpas, biurų pastatus.
Daugiabučiuose namuose pagrindiniai vartotojai yra Prietaisai, skirtas 220 V tinklui, dėl šios priežasties svarbu tolygiai paskirstyti apkrovą tarp grandinės fazių, tai pasiekiama į tinklą įtraukiant butus šachmatų principu. Privačių namų apkrovos pasiskirstymas yra skirtingas, juose jis atliekamas pagal kiekvienos namų įrangos fazės apkrovos dydį, sroves laiduose, praeinančius maksimaliai įjungus įrenginius.