Τριφασικό σύστημα τροφοδοσίας

Μία από τις επιλογές για ένα σύστημα τροφοδοσίας πολλαπλών φάσεων είναι ένα τριφασικό σύστημα AC. Έχει τρία αρμονικά EMF της ίδιας συχνότητας, που δημιουργούνται από μία κοινή πηγή τάσης. Τα δεδομένα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας μετατοπίζονται μεταξύ τους σε χρόνο (σε φάση) με την ίδια γωνία φάσης ίση με 120 μοίρες ή 2 * pi / 3 ακτίνια.

Ο πρώτος εφευρέτης ενός τριφασικού συστήματος έξι συρμάτων ήταν Νικόλα ΤέσλαΩστόσο, η ρωσική φυσική και ο εφευρέτης Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, που πρότειναν να χρησιμοποιήσουν μόνο τρία ή τέσσερα σύρματα, έδωσαν σημαντικά πλεονεκτήματα και αποδείχθηκε σαφώς σε πειράματα με κινητήρες επαγωγής.

Σε ένα τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος, κάθε ημιτονοειδές ηλεκτρομαγνητικό πεδίο βρίσκεται στη δική του φάση, συμμετέχοντας σε μια συνεχή περιοδική διαδικασία ηλεκτροδότησης του δικτύου, επομένως τα δεδομένα EMF μερικές φορές αναφέρονται απλώς ως "φάσεις", όπως και οι αγωγοί που μεταδίδουν δεδομένα EMF: πρώτη φάση, δεύτερη φάση τρίτη φάση. Οι φάσεις μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 120 μοίρες και οι αντίστοιχοι αγωγοί συνήθως σημειώνονται με τα λατινικά γράμματα L1, L2, L3 ή A, B, C.

Ένα τέτοιο σύστημα είναι πολύ οικονομικό όταν πρόκειται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας με καλώδιο σε μεγάλες αποστάσεις. Οι τριφασικοί μετασχηματιστές είναι λιγότερο εντατικοί σε υλικά.

Τα καλώδια ρεύματος απαιτούν λιγότερο αγώγιμο μέταλλο (συνήθως χρησιμοποιείται χαλκός), καθώς τα ρεύματα στους αγωγούς φάσης, σε σύγκριση με τους μονοφασικούς αγωγούς, έχουν χαμηλότερες πραγματικές τιμές σε σύγκριση με τα μονοφασικά κυκλώματα παρόμοιας μεταδιδόμενης ισχύος.

Το τριφασικό σύστημα είναι πολύ ισορροπημένο και ασκεί ένα ομοιόμορφο μηχανικό φορτίο στην εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας (γεννήτρια της μονάδας παραγωγής ενέργειας), επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής του.

Με τη βοήθεια τριφασικών ρευμάτων που περνούν μέσα από τις περιελίξεις των ηλεκτρικών καταναλωτών - διαφόρων εγκαταστάσεων και κινητήρων, είναι εύκολο να αποκτήσετε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που είναι απαραίτητο για τη λειτουργία των κινητήρων και άλλων ηλεκτρικών συσκευών.

Οι σύγχρονοι και ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος έχουν μια απλή συσκευή και είναι πολύ πιο οικονομικοί από μονοφασικούς και διφασικούς και ακόμα πιο κλασσικούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος.

Με ένα τριφασικό δίκτυο σε μία εγκατάσταση, μπορείτε να πάρετε δύο λειτουργικές τάσεις ταυτόχρονα - γραμμική και φάση, η οποία σας επιτρέπει να έχετε δύο επίπεδα ισχύος ανάλογα με το σχέδιο σύνδεσης τυλίγματος - ένα "τρίγωνο" (η αγγλική έκδοση είναι "δέλτα") ή "αστέρι".

Όσον αφορά την τροφοδοσία των συστημάτων φωτισμού, συνδέοντας τρεις ομάδες λαμπτήρων - το καθένα σε διαφορετικές φάσεις του δικτύου - μπορείτε να μειώσετε σημαντικά το τρεμόπαιγμα και να απαλλαγείτε από το επιβλαβές στροβοσκοπικό αποτέλεσμα.

Αυτά τα πλεονεκτήματα καθορίζουν απλώς τη διαδεδομένη χρήση ενός τροφοδοτικού συστήματος τροφοδοσίας στη σημερινή μεγάλη παγκόσμια βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας.

Star

Η σύνδεση σύμφωνα με το σχέδιο "αστέρι" περιλαμβάνει τη σύνδεση των άκρων των περιελίξεων φάσης της γεννήτριας σε ένα κοινό "ουδέτερο" σημείο (ουδέτερο - Ν), καθώς και τα άκρα των εξόδων φάσης του καταναλωτή.

Τα σύρματα που συνδέουν τις φάσεις του καταναλωτή με τις αντίστοιχες φάσεις της γεννήτριας καλούνται γραμμικά σύρματα σε ένα τριφασικό δίκτυο. Και το σύρμα που συνδέει τα ουδέτερα στοιχεία της γεννήτριας και του καταναλωτή μεταξύ τους είναι ένα ουδέτερο σύρμα (σημειωμένο "Ν").

Με την παρουσία ουδέτερου, ένα τριφασικό δίκτυο αποδεικνύεται ότι είναι τετρασύνολο, και αν δεν υπάρχει ουδέτερο - τριών καλωδίων. Υπό συνθήκες όπου οι αντιστάσεις στις τρεις φάσεις του καταναλωτή είναι ίσες μεταξύ τους, δηλαδή, με την προϋπόθεση ότι Za = Zb = Zc, το φορτίο θα είναι συμμετρικό. Αυτός είναι ένας ιδανικός τρόπος λειτουργίας για ένα τριφασικό δίκτυο.

Εάν υπάρχει ουδέτερη τάση φάσης ονομάζεται τάση ανάμεσα σε οποιοδήποτε σύρμα φάσης και ένα ουδέτερο σύρμα. Και οι τάσεις μεταξύ οποιωνδήποτε συρμάτων δύο φάσεων ονομάζονται γραμμικές τάσεις.

Εάν το δίκτυο έχει μια σύνδεση αστέρα, τότε κάτω από συμμετρικό φορτίο η σχέση μεταξύ φάσεων και γραμμικών ρευμάτων και τάσεων μπορεί να περιγραφεί από τις ακόλουθες σχέσεις:

Μπορεί να φανεί ότι οι γραμμικές τάσεις μετατοπίζονται σε σχέση με τις αντίστοιχες τάσεις φάσης κατά γωνία 30 μοιρών (pi / 6 ακτίνια):

Η ισχύς στη σύνδεση του "άστρου" στις συνθήκες ενός συμμετρικού φορτίου, λαμβάνοντας υπόψη τις γνωστές τάσεις φάσης, μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο:

Σχετικά με τη σημασία της ουδέτερης και της φάσης ανισορροπίας

Αν και με ένα απολύτως συμμετρικό φορτίο, είναι δυνατή η παροχή ρεύματος στους καταναλωτές μέσω τριών συρμάτων με γραμμικές τάσεις ακόμα και αν δεν υπάρχει ουδέτερο, αν όμως τα φορτία στις φάσεις δεν είναι απολύτως συμμετρικά, απαιτείται πάντοτε ουδέτερο.

Αν ένα ασύμμετρο φορτίο σπάσει το ουδέτερο σύρμα ή η αντοχή του αυξάνεται για κάποιο λόγο, τότε εμφανίζεται μια "ανισορροπία φάσης" και τότε τα φορτία στις τρεις φάσεις μπορούν να είναι υπό διαφορετικές τάσεις - από το μηδέν έως το γραμμικό - ανάλογα με την κατανομή των αντιστάσεων φορτίου φάσεις κατά τη στιγμή της ουδέτερης διάλειμμα.

Αλλά τα φορτία είναι ονομαστικά σχεδιασμένα αυστηρά για τάσεις φάσης, πράγμα που σημαίνει ότι κάτι μπορεί να αποτύχει. Η ανισορροπία φάσης είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη για τις οικιακές συσκευές και τα ηλεκτρονικά, διότι εξαιτίας αυτού δεν μπορεί να καεί μόνο κάποια συσκευή, αλλά μπορεί να συμβεί και πυρκαγιά.

Πρόβλημα πολλαπλών αρμονικών του τρίτου

Τις περισσότερες φορές, οι οικιακές και άλλες συσκευές εξοπλίζονται σήμερα με τροφοδοτικά τροφοδοσίας και χωρίς ενσωματωμένο κύκλωμα διόρθωσης συντελεστή ισχύος. Αυτό σημαίνει ότι οι στιγμές κατανάλωσης περιορίζονται από τις λεπτές κορυφές παλμικού ρεύματος κοντά στην κορυφή του ημιτονοειδούς δικτύου, όταν ο πυκνωτής φίλτρου εξόδου που είναι εγκατεστημένος μετά την επαναφόρτιση γρήγορα και γρήγορα.

Όταν υπάρχουν πολλοί τέτοιοι καταναλωτές συνδεδεμένοι στο δίκτυο, συμβαίνει ένα υψηλό ρεύμα της τρίτης αρμονικής της κύριας συχνότητας της τάσης τροφοδοσίας. Αυτά τα αρμονικά ρεύματα (πολλαπλάσια του τρίτου) αθροίζονται στον ουδέτερο αγωγό και είναι ικανά να το υπερφορτώσουν, παρά το γεγονός ότι η κατανάλωση ισχύος σε κάθε φάση δεν υπερβαίνει την επιτρεπόμενη.

Το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε κτίρια γραφείων, όπου πολλά διαφορετικά είδη γραφείου βρίσκονται σε ένα μικρό χώρο. Εάν όλα τα ενσωματωμένα τροφοδοτικά εναλλαγής είχαν κυκλώματα διόρθωσης συντελεστή ισχύος, αυτό θα λύσει το πρόβλημα.

Τρίγωνο

Η σύνδεση σύμφωνα με το σχήμα "τρίγωνο" παίρνει από την πλευρά της γεννήτριας τη σύνδεση του άκρου του αγωγού πρώτης φάσης με την αρχή του αγωγού δεύτερης φάσης, το άκρο του αγωγού δεύτερης φάσης με την αρχή του αγωγού τρίτης φάσης, το άκρο του αγωγού τρίτης φάσης με την αρχή του πρώτου αγωγού φάσης - ένα κλειστό σχήμα - ένα τρίγωνο.

Γραμμικές και φάσεις τάσεις και ρεύματα με συμμετρικό φορτίο, σε σχέση με τη σύνδεση "τρίγωνο", συσχετίζονται ως εξής:

Η ισχύς σε ένα τριφασικό κύκλωμα όταν συνδέεται με ένα τρίγωνο, υπό συνθήκες συμμετρικού φορτίου, προσδιορίζεται ως εξής:

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα πρότυπα τάσης φάσης και γραμμής για διάφορες χώρες:

Οι αγωγοί διαφορετικών φάσεων ενός τριφασικού δικτύου, καθώς και ουδέτεροι και προστατευτικοί αγωγοί, χαρακτηρίζονται παραδοσιακά με τα δικά τους χρώματα.

Αυτό γίνεται προκειμένου να αποφευχθεί η ηλεκτροπληξία και να εξασφαλιστεί η ευκολία συντήρησης του δικτύου, να διευκολυνθεί η εγκατάσταση και η επισκευή τους, καθώς και η τυποποίηση της φάσης του εξοπλισμού: η σειρά φάσεων είναι μερικές φορές πολύ σημαντική, για παράδειγμα, για να καθορίσει την κατεύθυνση περιστροφής ενός επαγωγικού κινητήρα, τον τρόπο λειτουργίας ενός ελεγχόμενου τριφασικού ανορθωτή κλπ. Σε διαφορετικές χώρες η χρωματική σήμανση είναι διαφορετική, σε μερικές είναι η ίδια.

Δείτε: Κωδικοποίηση χρώματος σύρματος