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Wie hoch ist die Spannung in einem einphasigen Netzwerk? Leitungsspannung

Ein Drehstromkreis besteht aus drei Hauptelementen: Drehstromgenerator, Übertragungsleitungen mit allem notwendige Ausrüstung, Empfänger (Verbraucher). Die Spannung zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter (Ua, Ub, Uc) wird aufgerufen Phase. Als Spannung wird die Spannung zwischen zwei Leitungsadern (UAB, UBC, UCA) bezeichnet linear. Um die Wicklungen mit einem Stern zu verbinden, mit einer symmetrischen Last, gilt die Beziehung zwischen linearen und Phasenströmen und -spannungen:

13. Symmetrische und asymmetrische Empfänger in Drehstromkreisen, Vektordiagramme.

.

Vektordiagramm beim Anschluss des Empfängers mit einem Stern im Gehäuse symmetrische Belastung .

14. Strom im Neutralleiter in dreiphasigen Stromkreisen. Neutralleiter (null funktionsfähig).- ein Draht, der die Neutralleiter elektrischer Anlagen dreiphasig verbindet elektrische Netzwerke. Wenn die Wicklungen eines Generators und eines Leistungsempfängers in einer Sternkonfiguration verbunden werden, hängt die Phasenspannung von der an jede Phase angeschlossenen Last ab. Bei einer Verbindung z.B. Drehstrommotor, ist die Last symmetrisch und die Spannung zwischen den Neutralpunkten des Generators und des Motors ist Null. Wenn jedoch an jede Phase eine andere Last angeschlossen ist, wird die sogenannte neutrale Vorspannung, was zu einer Unsymmetrie der Lastspannung führt. In der Praxis kann dies dazu führen, dass einige Verbraucher eine Unterspannung haben, andere jedoch eine Überspannung. Unterspannung führt zu Fehlfunktionen angeschlossener Elektroinstallationen, Überspannung kann darüber hinaus zu Schäden an elektrischen Anlagen oder zum Auftreten von Störungen führen Feuer. Durch die Verbindung der Neutralpunkte des Generators und des Leistungsempfängers mit einem Neutralleiter können Sie die neutrale Vorspannung auf nahezu Null reduzieren und die Phasenspannungen am Leistungsempfänger ausgleichen. Eine kleine Spannung entsteht nur durch den Widerstand des Neutralleiters.

Dreiphasenstromkreise mit Neutralleiter werden als Vierleiterstromkreise bezeichnet.

Normalerweise wird der Widerstand der Drähte nicht berücksichtigt /

Dann Phase z.B. Empfänger wird gleich Phase sein. Generatorspannung. .

Vorausgesetzt, dass die komplexen Widerstände gleich sind, werden die Ströme bestimmt

Gemäß 1. Bestellung Kirgoff-Strom in Neutr. Draht

Bei Symmetrie. z.B

Beim Tragen z.B

Der Neutralleiter gleicht die Phasenspannungen aus.

15I16 Betriebsarten eines dreiphasigen Nachfolgers.

Es gibt zwei Arten von Verbindungen: Stern und Dreieck. Bei einer Sternschaltung wiederum kann das System drei- oder vieradrig sein.

Sternverbindung

In Abb. Abbildung 6 zeigt ein Dreiphasensystem, bei dem Generator- und Lastphase sternförmig verbunden sind. Hier sind die Drähte AA', BB' und CC' lineare Drähte.


Linear bezeichnet den Draht, der den Anfang der Phasen der Generator- und Empfängerwicklungen verbindet. Der Punkt, an dem die Enden der Phasen zu einem gemeinsamen Knoten verbunden sind, wird aufgerufen neutral(in Abb. 6 sind N und N‘ die Neutralpunkte des Generators bzw. der Last).

Der Draht, der die Sternpunkte von Generator und Empfänger verbindet, wird genannt neutral(in Abb. 6 als gepunktete Linie dargestellt). Als Dreiphasensystem wird bei Sternschaltung ohne Neutralleiter bezeichnet dreiadrig, mit Neutralleiter – vieradrig.

Alle phasenbezogenen Größen werden aufgerufen Phasenvariablen, zur Linie - linear. Wie aus dem Diagramm in Abb. ersichtlich ist. 6, bei sternförmiger Verbindung Leitungsströme und gleich den entsprechenden Phasenströmen. Wenn ein Neutralleiter vorhanden ist, der Strom im Neutralleiter . Wenn das System der Phasenströme symmetrisch ist, dann. Wenn also die Symmetrie der Ströme gewährleistet wäre, wäre der Neutralleiter nicht erforderlich. Wie weiter unten gezeigt wird, Neutralleiter gewährleistet die Aufrechterhaltung der Spannungssymmetrie an der Last, wenn die Last selbst unausgeglichen ist.

Da die Spannung an der Quelle der Richtung ihrer EMF entgegengesetzt ist, wirken die Phasenspannungen des Generators (siehe Abb. 6) von den Punkten A, B und C zum Sternpunkt N; - Phasenlastspannungen.

Zwischen den Leitungsdrähten wirken Leitungsspannungen. Gemäß dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz für lineare Spannungen können wir schreiben

Beachten Sie, dass es sich immer um die Summe der Spannungen entlang eines geschlossenen Stromkreises handelt.

In Abb. Abbildung 7 zeigt ein Vektordiagramm für ein symmetrisches Spannungssystem. Wie die Analyse zeigt (die Strahlen der Phasenspannungen bilden in diesem Fall die Seiten gleichschenkliger Dreiecke mit Winkeln an der Basis von 300).

Normalerweise wird es in Berechnungen berücksichtigt . Dann für den Fall direkte Phasendrehung , (bei umgekehrte Phasendrehung Phasenverschiebungen werden Orte genannt). Unter Berücksichtigung dessen können anhand der Beziehungen (1) ... (3) Komplexe linearer Spannungen bestimmt werden. Bei Spannungssymmetrie können diese Größen jedoch leicht direkt bestimmt werden Vektordiagramm in Abb. 7. Indem wir die reale Achse des Koordinatensystems entlang des Vektors richten (seine Anfangsphase ist Null), zählen wir die Phasenverschiebungen linearer Spannungen in Bezug auf diese Achse und bestimmen ihre Module gemäß (4). Für lineare Spannungen erhalten wir also: ;.

Dreiecksverbindung

Aufgrund der Tatsache, dass ein erheblicher Teil der in Drehstromkreisen enthaltenen Empfänger asymmetrisch ist, ist dies in der Praxis beispielsweise bei Stromkreisen mit sehr wichtig Leuchten, gewährleisten die Unabhängigkeit der Betriebsarten einzelner Phasen. Neben der Vierleiterschaltung haben auch Dreileiterschaltungen ähnliche Eigenschaften, wenn die Empfängerphasen im Dreieck angeschlossen werden. Die Generatorphasen können aber auch zu einem Dreieck geschaltet werden (siehe Abb. 8).

Für ein symmetrisches EMF-System haben wir

.

Bei fehlender Last in den Generatorphasen im Stromkreis in Abb. 8 Ströme werden Null sein. Wenn Sie jedoch den Anfang und das Ende einer der Phasen vertauschen, fließt Strom im Dreieck Kurzschluss. Daher muss bei einem Dreieck die Reihenfolge der Phasenverbindungen genau eingehalten werden: Der Anfang einer Phase wird mit dem Ende einer anderen verbunden.

Das Diagramm zum Verbinden der Phasen von Generator und Empfänger zu einem Dreieck ist in Abb. dargestellt. 9.

Es ist offensichtlich, dass bei einer Dreieckschaltung die Leitungsspannungen gleich den entsprechenden Phasenspannungen sind. Nach dem ersten Kirchhoffschen Gesetz wird der Zusammenhang zwischen den linearen und Phasenströmen des Empfängers durch die Beziehungen bestimmt

Ebenso können Leitungsströme durch die Phasenströme des Generators ausgedrückt werden.

In Abb. Abbildung 10 zeigt ein Vektordiagramm eines symmetrischen Systems aus linearen und Phasenströmen. Seine Analyse zeigt, dass es sich um eine aktuelle Symmetrie handelt

Zusammenfassend stellen wir fest, dass in der Praxis neben den betrachteten Stern-Stern- und Dreieck-Dreieck-Schaltungen auch Stern-Dreieck- und Dreieck-Stern-Schaltungen zum Einsatz kommen.

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In einem dreiphasigen Stromnetz wird zwischen linearen und Phasenspannungen unterschieden.

Linear (auch Phase-zu-Phase oder Phase-zu-Phase genannt) ist die Spannung zwischen zwei Phasendrähten.

Phase – zwischen dem Neutralleiter und einem der Phasendrähte. Unter normalen Betriebsbedingungen sind die Netzspannungen gleich und 1,73-mal größer als die Phasenspannungen, d. h. die Spannung liegt zwischen Null und Phasendraht(Phase) beträgt 58 % der Netzspannung. Stromspannung Dreiphasennetz Es ist üblich, anhand der Netzspannung zu schätzen. Für dreiphasige Leitungen, die von Umspannwerken ausgehen, stellt sich eine lineare Nennspannung von 380 V ein, was einer Phase von 220 V entspricht. Bei der Bezeichnung der Nennspannung von dreiphasigen Vierleiternetzen werden beide Werte angegeben , also 380/220 V. Dies unterstreicht, dass es möglich ist, nicht nur dreiphasige elektrische Empfänger an ein solches Netzwerk anzuschließen Nennspannung 380 V, aber auch einphasig 220 V.

Drehstromsystem 380/220 V mit geerdeter Neutralleiter ist am weitesten verbreitet, aber in einigen besiedelte Gebiete und Gartengenossenschaften finden Sie weitere Stromverteilungssysteme. Zum Beispiel dreiphasig mit einer linearen Spannung von 220 V und einem ungeerdeten (isolierten) Neutralleiter. Einphasige 220-V-Stromempfänger werden an eine lineare Spannung zwischen einem beliebigen Paar Phasendrähten angeschlossen, dreiphasige an drei Phasendrähte. Unter diesem System Neutralleiter ist nicht erforderlich und ein ungeerdeter Neutralleiter verringert das Risiko eines Stromschlags im Falle eines Isolationsfehlers. Allerdings ist die Erkennung von Isolationsfehlern in einem solchen System schwieriger als bei einem geerdeten Neutralleiter.

Komplettlösung elektrischer Strom entlang der Leitungen geht mit Verlusten einher und die Spannung an den Verbrauchern fällt etwas niedriger aus als am Anfang der Leitung am Umspannwerk. Um ein akzeptables Spannungsniveau entlang der gesamten Leitung zu gewährleisten, müssen die Umspannwerke die Spannung über dem Nennwert halten, d. h. nicht 380/220 V, sondern 400/230 V. In Stromnetzen ländlicher Gebiete müssen Verbraucher gemäß den aktuellen Standards aufrechterhalten werden sind Spannungsabweichungen von 7,5 % vom Nennwert zulässig. Dies bedeutet, dass die zulässige Spannung bei einem dreiphasigen Leistungsempfänger im Bereich von 350–410 V und bei einem einphasigen Empfänger bei 200–240 V liegt.

Spannungsabweichungen. Es gibt jedoch Fälle, in denen der Spannungswert außerhalb der zulässigen Grenzen liegt. Wenn die Spannung sinkt, sinkt die Intensität der elektrischen Beleuchtung von Glühlampen merklich und die Leistung elektrischer Heizgeräte, die Stabilität des Betriebs von Fernsehgeräten und anderen funkelektronischen Geräten, die über das Netzwerk mit Strom versorgt werden, ist gestört. Ein Spannungsanstieg führt zum vorzeitigen Ausfall elektrischer Lampen und Heizgeräte. Elektromotoren reagieren weniger empfindlich auf Spannungsschwankungen.

In jedem Zweig der Technik findet man immer eine Art Echo der Antike, nämlich Namen, die eine Art Entwicklungsgeschichte dieser Richtung widerspiegeln. Und nur wenige Menschen wissen, dass dieses oder jenes technische Konzept einen langen Weg der Entwicklung und Anpassung hinter sich hat und gleich zu Beginn seiner Geburt einen weiteren, oft sehr bedeutenden Schritt im technischen Fortschritt markierte. So hört man beispielsweise unter elektrischen Begriffen oft die Ausdrücke „ Dreiphasenspannung„, „Netzspannung“, „konstante“ oder „Wechselspannung“ und viele andere Namen mit dem Wort „Spannung“.

Am weitesten verbreitet sind Netzwerke in der Elektrotechnik Wechselstrom Spannung sinusförmige Form. Der maximale Spannungswert während seiner Schwingung wird als Amplitude Ua bezeichnet. Für eine solche Spannung werden zusätzliche Maßeinheiten verwendet – Frequenz F und Phase ψ. Die Frequenz wird durch die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit bestimmt und die Phase ist die zeitliche Verschiebung identischer Schwingungspunkte. Historisch gesehen wurde der Begriff „Phase“ für Wechselspannung verwendet, wenn sie Teil eines Systems aus vielen Phasen ist – normalerweise drei. waren eine weitere Errungenschaft der Elektrotechnik und haben so viele Vorteile, dass man daran einfach nicht vorbeigehen kann. Und die wichtigste davon ist die Möglichkeit, ganz einfach und praktisch mühelos ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen – das Grundprinzip jedes Elektromotors. B unterscheidet zwischen Phasen- und Linearspannung und seine Besonderheit besteht darin, dass jede der Phasen gegenüber den anderen beiden eine Verschiebung von +/- 120 Grad aufweist. Spannung hat Ausgangswicklungen, in denen die Phasenverschiebung strukturell vorgegeben ist. Jede der Wicklungen hat ein Ende und einen Anfang: H1-K1, H2-K2, H3-K3. IN Dreiphasensystem Für den Anschluss der Phasen gibt es zwei Möglichkeiten – „Stern“ und „Dreieck“.

Beim „Stern“-Anschluss sind alle Enden mit einem Punkt verbunden – „Pin 0“, und die Anfänge dienen als Ausgangsenden für den Generator und Eingangsenden für das von ihm gespeiste Gerät. In einem solchen System ist die Netzspannung der Wert, der zwischen einem Paar Ausgangsenden H1, H2, H3 gemessen wird, und wird mit Ulin bezeichnet. Es gibt noch ein weiteres Merkmal eines dreiphasigen Netzwerks – die Phasenspannung. Sie wird mit Uf bezeichnet und zwischen den Punkten „Pin 0“ und einem der Ausgangsenden K1, K2 und K3 gemessen. Ohne nähere Angaben zu machen, ist zu beachten, dass sich aus dem Vektordiagramm für ein Drehstromnetz die Beziehung zwischen diesen Spannungen ergibt: Ulin = V3 * Uf. Bei der Verbindung „Dreieck“ werden die Enden der Wicklungen in einem Ring verbunden: K1-H1-K2-H2-K3-H3-K1. Jede „End-to-Anfang“-Verbindung ist eine Klemme, und die Netzspannung unterscheidet sich nicht von der Phasenspannung, d. h. Ulin = Uf. Es ist interessant, beispielsweise die konstante Spannung Udir und die Amplitude der Wechselspannung Ua zu vergleichen, bezogen auf die gleiche in der Last freigesetzte Energie. Für diesen Fall ist Udir = V2 * Ua.

Auf diese Weise hat sich im Laufe der Jahrzehnte Wissen über das Wesen und die Natur der Elektrizität angesammelt, und unmerklich hat der einfache Begriff „Spannung“ verwandte Begriffe erhalten, die unsere Möglichkeiten erweitern, Naturphänomene für menschliche Bedürfnisse zu nutzen.