Τύπος ρευμάτων φάσης. Τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα

Τα ρεύματα στις φάσεις της γεννήτριας και του δέκτη ονομάζονται ρεύματα φάσης,και το ρεύμα στα γραμμικά καλώδια είναι γραμμικός.

Στο συμμετρική λειτουργίασύνδεση τριφασικού κυκλώματος και αστεριού των περιελίξεων της γεννήτριας, οι θετικές κατευθύνσεις των ρευμάτων στα γραμμικά καλώδια επιλέγονται από τη γεννήτρια προς τον δέκτη και το ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο στην αντίθετη κατεύθυνση. Σε συμμετρικό τριφασικός δέκτηςή για τρεις πανομοιότυπους δέκτες που συνδέονται σε ένα αστέρι, οι αντιστάσεις φάσης είναι ίσες σε μέγεθος , από το οποίο προκύπτει ότι τα ρεύματα γραμμικής και φάσης είναι αριθμητικά ίσα.

, (3.11)

πού είναι η σύνθετη αντίσταση φάσης.

Τα γραμμικά ρεύματα ή τα ρεύματα φάσης μετατοπίζονται σε φάση μεταξύ τους σε ίσες γωνίες ίσες με 120°. Το άθροισμα των διανυσμάτων των τριών ρευμάτων που σχηματίζουν ένα συμμετρικό τριπλό είναι ίσο με μηδέν, καθώς και τα τρία διανύσματα των τάσεων φάσης. Επομένως, δεν υπάρχει ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο: , και από ουδέτερο σύρμαμπορείτε να αρνηθείτε. Ένα τέτοιο σύστημα τεσσάρων συρμάτων μπορεί να αντικατασταθεί με ένα τρισύρματο (Εικ. 3.4).

Ρύζι. 3.4. Τριφασικό διάγραμμα τριών συρμάτων

Σε μια συμμετρική λειτουργία ενός τριφασικού κυκλώματος και οι περιελίξεις της γεννήτριας συνδέονται με ένα τρίγωνο, η θετική κατεύθυνση των γραμμικών ρευμάτων, όπως με μια σύνδεση αστέρα, επιλέγεται από τη γεννήτρια προς τους δέκτες. Η θετική κατεύθυνση των ρευμάτων φάσης στους δέκτες θεωρείται ότι είναι οι κατευθύνσεις από ΕΝΑΠρος την σι, από σιΠρος την Με, από ΜεΠρος την ΕΝΑ, το οποίο υποδεικνύεται με τη σειρά των γραμμάτων στους δείκτες. Για παράδειγμα, είναι το ρεύμα σε φάση προ ΧΡΙΣΤΟΥ, κατευθυνόμενη από τον κόμβο σιστον κόμβο ντο.

Το ρεύμα σε κάθε γραμμικό καλώδιο είναι ίσο με τη διαφορά των ρευμάτων των δύο φάσεων που συνδέονται σε έναν κόμβο με αυτό το καλώδιο.

Με ένα συμμετρικό σύστημα τάσης και ίσες αντιστάσεις φάσης δέκτη, τα ρεύματα φάσης σχηματίζουν ένα συμμετρικό σύστημα. Οι ενεργές τιμές των ρευμάτων είναι οι ίδιες και στη φάση τα ρεύματα μετατοπίζονται μεταξύ τους σε γωνίες 120°. Τα γραμμικά ρεύματα είναι ίσα με τις διαφορές μεταξύ των αντίστοιχων ρευμάτων φάσης, οι ενεργές τιμές τους είναι οι ίδιες, οι μετατοπίσεις φάσης μεταξύ τους, καθώς και μεταξύ των ρευμάτων φάσης, είναι ίσες με 120°. Τα διανύσματα ρευμάτων φάσης γειτονικών φάσεων, μαζί με το διάνυσμα του αντίστοιχου γραμμικού ρεύματος, σχηματίζουν ένα ισοσκελές τρίγωνο με γωνίες βάσης 30° και γωνίες κορυφής 120°. Η βάση του τριγώνου καθορίζει ρεύμα γραμμής.

Από το τρίγωνο προκύπτει ότι:

Το ρεύμα γραμμής είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα φάσης σε συμμετρική λειτουργία ενός τριφασικού κυκλώματος και μιας σύνδεσης δέλτα. Κάθε ρεύμα γραμμής είναι εκτός φάσης με το αντίστοιχο ρεύμα φάσης κατά γωνία 30°.

Παράδειγμα 3.2.Τάσεις φάσης γεννήτριας Uφά=240 V, αντίσταση φάσης δέκτη za= ra=20 Ohm, zb= rb=8 Ohm, zc= rc=50 Ohm. Αντίσταση γραμμικών και ουδέτερα καλώδιαμπορεί να παραμεληθεί. Προσδιορίστε τα ρεύματα σε όλα τα τμήματα του κυκλώματος.

Λύση.

Ας κατευθύνουμε το διάνυσμα κατά μήκος του πραγματικού θετικού ημιάξονα, δηλ. Ας επιλέξουμε μια μηδενική αρχική φάση για αυτήν την τάση: ΣΕ,

Τάση:

Ρεύματα σε περιοχές.

Επί του παρόντος, το λεγόμενο τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος, που εφευρέθηκε και αναπτύχθηκε το 1888 από τον Ρώσο ηλεκτρολόγο μηχανικό Dolivo-Dobrovolsky, έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο σε όλο τον κόσμο. Ήταν ο πρώτος που σχεδίασε και κατασκεύασε μια τριφασική γεννήτρια, έναν τριφασικό κινητήρα επαγωγής και μια τριφασική γραμμή ρεύματος. Αυτό το σύστημα παρέχει τα περισσότερα κερδοφόρους όρουςμεταγραφές ηλεκτρική ενέργειαμε καλώδιο και σας επιτρέπει να κατασκευάζετε ηλεκτρικούς κινητήρες που είναι απλοί στη σχεδίαση και εύχρηστοι.

Τριφασικό σύστημα ηλεκτρικά κυκλώματαείναι ένα σύστημα που αποτελείται από τρία κυκλώματα στα οποία ενεργούν εναλλασσόμενα emfs ίδιας συχνότητας, μετατοπισμένα σε φάση μεταξύ τους κατά το 1/3 της περιόδου (j=120°). Κάθε κύκλωμα ενός τέτοιου συστήματος ονομάζεται φάση και το σύστημα τριών εναλλασσόμενων ρευμάτων με μετατόπιση φάσης σε τέτοια κυκλώματα ονομάζεται τριφασικό ρεύμα.

Σε περίπτωση ομοιόμορφου φορτίου όλων τρεις φάσειςτο ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο είναι μηδέν και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Αν όχι συμμετρικό φορτίοτο ρεύμα στο ουδέτερο καλώδιο δεν είναι μηδέν, αλλά είναι σημαντικά ασθενέστερο από το ρεύμα στα γραμμικά καλώδια. Επομένως, το ουδέτερο καλώδιο μπορεί να είναι πιο λεπτό από τα καλώδια φάσης.

Περιελίξεις τριφασική γεννήτριαμπορεί να συνδεθεί με ένα τρίγωνο. Σε αυτή την περίπτωση, το άκρο κάθε περιέλιξης συνδέεται με την αρχή του επόμενου, έτσι ώστε να σχηματίζουν ένα κλειστό τρίγωνο και τα γραμμικά καλώδια συνδέονται με τις κορυφές

Βιβλιογραφία.

1. G. S. Landsberg «Στοιχειώδες εγχειρίδιο φυσικής».

2. A. A. Pinsky “Physics-11”.

Το τριφασικό σύστημα AC είναι ευρέως διαδεδομένο και χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιώντας ένα τριφασικό σύστημα, παρέχουμε βέλτιστες συνθήκεςγια τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας μέσω καλωδίων σε μεγάλες αποστάσεις, τη δυνατότητα δημιουργίας ηλεκτρικών κινητήρων που είναι απλοί στη σχεδίαση και εύχρηστοι.

Τριφασικό σύστημα AC

Ένα σύστημα που αποτελείται από τρία κυκλώματα με ενεργές ηλεκτροκινητικές δυνάμεις (EMF) ίδιας συχνότητας ονομάζεται. Αυτά τα EMF μετατοπίζονται μεταξύ τους σε φάση κατά το ένα τρίτο. Κάθε μεμονωμένο κύκλωμα στο σύστημα ονομάζεται φάση. Ολόκληρο το σύστημα τριών εναλλασσόμενων ρευμάτων, μετατοπισμένα σε φάση, ονομάζεται τριφασικό ρεύμα.

Σχεδόν όλες οι γεννήτριες που εγκαθίστανται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής είναι τριφασικές γεννήτριες ρεύματος. Ο σχεδιασμός συνδυάζει τρία σε μία μονάδα. Οι ηλεκτροκινητικές δυνάμεις που προκαλούνται σε αυτά, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, μετατοπίζονται κατά το ένα τρίτο της περιόδου μεταξύ τους.

Πώς λειτουργεί μια γεννήτρια;

Μια τριφασική γεννήτρια ρεύματος έχει τρεις ξεχωριστούς οπλισμούς που βρίσκονται στον στάτορα της συσκευής. Συμψηφίζονται κατά 1200 μεταξύ τους. Στο κέντρο της συσκευής περιστρέφεται ένας επαγωγέας, κοινός σε τρεις οπλισμούς. Ένα εναλλασσόμενο emf της ίδιας συχνότητας προκαλείται σε κάθε πηνίο. Ωστόσο, οι στιγμές που περνούν αυτές ηλεκτροκινητικές δυνάμειςμέσω του μηδενός σε καθένα από αυτά τα πηνία μετατοπίζονται κατά το 1/3 της περιόδου, αφού ο επαγωγέας περνά κοντά σε κάθε πηνίο το 1/3 του χρόνου αργότερα από το προηγούμενο.

Όλες οι περιελίξεις είναι ανεξάρτητες γεννήτριεςρεύμα και πηγές ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν συνδέσετε καλώδια στα άκρα κάθε περιέλιξης, λαμβάνετε τρία ανεξάρτητα κυκλώματα. Σε αυτή την περίπτωση, θα απαιτηθούν έξι καλώδια για τη μετάδοση όλης της ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, με άλλες συνδέσεις των περιελίξεων μεταξύ τους, είναι πολύ πιθανό να τα βγάλετε πέρα ​​με 3-4 καλώδια, γεγονός που δίνει μεγάλη οικονομία στα καλώδια.

Σύνδεση - αστέρι

Τα άκρα όλων των περιελίξεων συνδέονται σε ένα σημείο της γεννήτριας, το λεγόμενο σημείο μηδέν. Στη συνέχεια γίνεται σύνδεση με τους καταναλωτές χρησιμοποιώντας τέσσερα καλώδια: τρία είναι γραμμικά καλώδια που προέρχονται από την αρχή των περιελίξεων 1, 2, 3, το ένα είναι ένα μηδενικό (ουδέτερο) καλώδιο που προέρχεται από το σημείο μηδέν της γεννήτριας. Αυτό το σύστημα ονομάζεται επίσης τετρασύρμα.

Σύνδεση Δέλτα

Σε αυτή την περίπτωση, το άκρο της προηγούμενης περιέλιξης συνδέεται με την αρχή της επόμενης, σχηματίζοντας έτσι ένα τρίγωνο. Τα γραμμικά καλώδια συνδέονται με τις κορυφές του τριγώνου - σημεία 1, 2, 3. Με αυτή τη σύνδεση συμπίπτουν. Σε σύγκριση με μια σύνδεση αστέρι, μια σύνδεση τριγώνου μειώνει την τάση γραμμής κατά περίπου 1,73 φορές. Επιτρέπεται μόνο εάν το φορτίο των φάσεων είναι το ίδιο, διαφορετικά μπορεί να αυξηθεί στις περιελίξεις, γεγονός που θέτει σε κίνδυνο τη γεννήτρια.

Μεμονωμένοι καταναλωτές (φορτία), που τροφοδοτούνται από χωριστά ζεύγη καλωδίων, μπορούν επίσης να συνδεθούν είτε σε αστέρι είτε σε τρίγωνο. Το αποτέλεσμα είναι μια κατάσταση παρόμοια με μια γεννήτρια: όταν συνδέεται με ένα δέλτα, τα φορτία είναι υπό γραμμική τάση, όταν συνδέονται με ένα αστέρι, η τάση είναι 1,73 φορές μικρότερη.

Τριφασικό σύστημα τροφοδοσίας - ειδική περίπτωσηπολυφασικά συστήματα ηλεκτρικών κυκλωμάτων στα οποία λειτουργούν ημιτονοειδή EMF της ίδιας συχνότητας, που δημιουργούνται από μια κοινή πηγή, μετατοπίζονται το ένα σε σχέση με το άλλο κατά μια ορισμένη γωνία φάσης. ΣΕ τριφασικό σύστημααυτή η γωνία είναι 2π/3 (120°).

Σύστημα τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος πολλαπλών συρμάτων (έξι καλωδίων) εφευρέθηκε από τον Νίκολα Τέσλα. Σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη τριφασικών συστημάτων είχε ο M. O. Dolivo-Dobrovolsky, ο οποίος πρότεινε για πρώτη φορά συστήματα μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος τριών και τεσσάρων συρμάτων, εντόπισε μια σειρά από πλεονεκτήματα των τριφασικών συστημάτων χαμηλής αγωγιμότητας σε σχέση με άλλα συστήματα και διεξήγαγε μια σειρά από πειράματα με έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα.

Κινούμενη εικόνα της ροής των ρευμάτων σε ένα συμμετρικό τριφασικό κύκλωμα με σύνδεση αστεριού

Διανυσματικό διάγραμμα ρευμάτων φάσης. Συμμετρική λειτουργία.

Πλεονεκτήματα

Πιθανό διάγραμμα καλωδίωσης τριφασικό δίκτυοσε πολυκατοικίες κατοικιών

• Οικονομικός.
  • Οικονομική μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
  • Λιγότερη κατανάλωση υλικού τριφασικών μετασχηματιστών.
  • Λιγότερη κατανάλωση υλικού καλώδια ρεύματος, αφού με την ίδια κατανάλωση ρεύματος μειώνονται τα ρεύματα στις φάσεις (σε σύγκριση με μονοφασικά κυκλώματα).
• Ισορροπία του συστήματος. Αυτή η ιδιότητα είναι μια από τις πιο σημαντικές, καθώς σε ένα μη ισορροπημένο σύστημα εμφανίζεται ένα ανομοιόμορφο μηχανικό φορτίο στην εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας, το οποίο μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της.
• Δυνατότητα εύκολης απόκτησης κυκλικής περιστροφής μαγνητικό πεδίοαπαιτούνται για εργασία ηλεκτρικός κινητήραςκαι μια σειρά από άλλα ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ. Οι τριφασικοί κινητήρες (ασύγχρονοι και σύγχρονοι) είναι απλούστεροι από τους κινητήρες συνεχές ρεύμα, μονοφασικών ή 2 φάσεων και έχουν δείκτες υψηλής απόδοσης.
• Δυνατότητα λήψης δύο τάσεων λειτουργίας σε μία εγκατάσταση - φάση και γραμμική, και δύο επίπεδα ισχύος όταν συνδέεται σε αστέρι ή τρίγωνο.
• Η ικανότητα να μειώνεται απότομα το τρεμόπαιγμα και το στροβοσκοπικό αποτέλεσμα των λαμπτήρων χρησιμοποιώντας λαμπτήρες φθορισμού με την τοποθέτηση τριών λαμπτήρων (ή ομάδων λαμπτήρων) που τροφοδοτούνται από διαφορετικές φάσεις σε έναν λαμπτήρα.

Χάρη σε αυτά τα πλεονεκτήματα, τα τριφασικά συστήματα είναι τα πιο συνηθισμένα στη σύγχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Διαγράμματα σύνδεσης τριφασικών κυκλωμάτων

Αστέρι

Υπάρχοντες τύποι προστασίας από τάση γραμμής που διατίθενται προς πώληση σε καταστήματα ηλεκτρικών ειδών. Οπως απαιτείται σύγχρονα πρότυπα, η εγκατάσταση πραγματοποιείται σε ράγα DIN.

Ένα αστέρι είναι μια σύνδεση όταν τα άκρα των φάσεων των περιελίξεων της γεννήτριας (G) συνδέονται σε ένα κοινό σημέιο, που ονομάζεται ουδέτερο σημείο ή ουδέτερος. Τα άκρα των φάσεων των περιελίξεων του δέκτη (M) συνδέονται επίσης σε ένα κοινό σημείο. Τα καλώδια που συνδέουν την αρχή των φάσεων της γεννήτριας και του δέκτη ονομάζονται γραμμικός. Το καλώδιο που συνδέει δύο ουδέτερους ονομάζεται ουδέτερο.

Ελαστικά διανομής ουδέτερα καλώδιακαι καλώδια γείωσης όταν συνδέονται με αστέρι. Ένα από τα πλεονεκτήματα της σύνδεσης με αστέρι είναι η εξοικονόμηση στο ουδέτερο καλώδιο, καθώς απαιτείται μόνο ένα καλώδιο από τη γεννήτρια μέχρι το σημείο διαχωρισμού ουδέτερου καλωδίου κοντά στον καταναλωτή.

Ένα τριφασικό κύκλωμα με ουδέτερο καλώδιο ονομάζεται κύκλωμα τεσσάρων συρμάτων. Εάν δεν υπάρχει ουδέτερο σύρμα, ένα τρίσυρμα.

Εάν οι αντιστάσεις Z a , Z b , Z c του δέκτη είναι ίσες μεταξύ τους, τότε ένα τέτοιο φορτίο ονομάζεται συμμετρικός.

Η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων.

Η τάση μεταξύ του καλωδίου γραμμής και του ουδέτερου (U a, U b, U c) ονομάζεται φάση. Η τάση μεταξύ δύο καλωδίων γραμμής (U AB, U BC, U CA) ονομάζεται γραμμικός. Για τη σύνδεση των περιελίξεων με ένα αστέρι, με συμμετρικό φορτίο, ισχύει η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων:

Συνέπειες καύσης (σπάσιμο) του ουδέτερου καλωδίου σε τριφασικά δίκτυα

Με συμμετρικό φορτίο σε τριφασικό σύστημα, η τροφοδοσία του καταναλωτή με γραμμική τάση είναι δυνατή ακόμη και αν δεν υπάρχει ουδέτερο καλώδιο. Ωστόσο, όταν τροφοδοτείται το φορτίο με τάση φάσης, όταν το φορτίο στις φάσεις δεν είναι αυστηρά συμμετρικό, η παρουσία ουδέτερου καλωδίου είναι υποχρεωτική. Εάν σπάσει ή εμφανιστεί σημαντική αύξηση της αντίστασης (κακή επαφή), εμφανίζεται η λεγόμενη «ανισορροπία φάσης», με αποτέλεσμα το συνδεδεμένο φορτίο, σχεδιασμένο για τάση φάσης, να βρίσκεται κάτω από μια αυθαίρετη τάση στην περιοχή από μηδέν σε γραμμικό ( συγκεκριμένο νόημαεξαρτάται από την κατανομή του φορτίου μεταξύ των φάσεων τη στιγμή της θραύσης ουδέτερο σύρμα). Αυτός είναι συχνά ο λόγος για τον οποίο τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης στις πολυκατοικίες αποτυγχάνουν. Εφόσον η αντίσταση του καταναλωτή παραμένει σταθερή, τότε, σύμφωνα με το νόμο του Ohm, καθώς αυξάνεται η τάση, το ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή καταναλωτή θα είναι πολύ μεγαλύτερο από τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή, γεγονός που θα προκαλέσει καύση ή/και αστοχία του ηλεκτρικού εξοπλισμού που τροφοδοτείται. Η χαμηλή τάση μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη του εξοπλισμού. Μερικές φορές μια εξάντληση (σπάσιμο) του ουδέτερου καλωδίου σε έναν υποσταθμό μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά σε διαμερίσματα.

Το πρόβλημα των αρμονικών, πολλαπλάσια του τρίτου

Η σύγχρονη τεχνολογία εξοπλίζεται όλο και περισσότερο με παλμική παροχή ρεύματος. Μια πηγή μεταγωγής χωρίς διορθωτή συντελεστή ισχύος καταναλώνει ρεύμα σε στενούς παλμούς κοντά στην κορυφή του ημιτονοειδούς κύματος τάσης τροφοδοσίας, τη στιγμή της φόρτισης του πυκνωτή ανορθωτή εισόδου. Ενας μεγάλος αριθμός απόΤέτοιες πηγές ενέργειας στο δίκτυο δημιουργούν αυξημένο ρεύμα της τρίτης αρμονικής της τάσης τροφοδοσίας. Τα αρμονικά ρεύματα που είναι πολλαπλάσια του τρίτου, αντί για αμοιβαία αντιστάθμιση, αθροίζονται μαθηματικά στον ουδέτερο αγωγό (ακόμη και με συμμετρική κατανομή φορτίου) και μπορούν να οδηγήσουν σε υπερφόρτωσή του ακόμη και χωρίς υπέρβαση της επιτρεπόμενης κατανάλωσης ισχύος κατά φάση. Αυτό το πρόβλημα υπάρχει, ειδικότερα, σε κτίρια γραφείων με μεγάλο αριθμό εξοπλισμού γραφείου που λειτουργεί ταυτόχρονα.
Οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις αντιστάθμισης άεργου ισχύος δεν είναι σε θέση να επιλύσουν αυτό το πρόβλημα, αφού η μείωση του συντελεστή ισχύος σε δίκτυα με υπεροχή πηγές παλμώνΗ τροφοδοσία ρεύματος δεν σχετίζεται με την εισαγωγή ενός αντιδραστικού στοιχείου, αλλά οφείλεται στη μη γραμμικότητα της κατανάλωσης ρεύματος. Η λύση στο τρίτο πρόβλημα αρμονικής είναι η χρήση ενός διορθωτή συντελεστή ισχύος (παθητικού ή ενεργού) ως μέρος του κυκλώματος των κατασκευασμένων τροφοδοτικών μεταγωγής.
Οι απαιτήσεις του προτύπου IEC 1000-3-2 επιβάλλουν περιορισμούς στις αρμονικές συνιστώσες του ρεύματος φορτίου συσκευών με ισχύ 50 W ή μεγαλύτερη. Στη Ρωσία, ο αριθμός των αρμονικών στοιχείων του ρεύματος φορτίου τυποποιείται με τα πρότυπα GOST 13109-97, OST 45.188-2001.

Τρίγωνο

Ένα τρίγωνο είναι μια σύνδεση όταν το τέλος της πρώτης φάσης συνδέεται με την αρχή της δεύτερης φάσης, το τέλος της δεύτερης φάσης συνδέεται με την αρχή της τρίτης και το τέλος της τρίτης φάσης συνδέεται με την αρχή της ο πρώτος.

Η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων

Για τη σύνδεση των περιελίξεων σε τρίγωνο, με συμμετρικό φορτίο, ισχύει η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων:

Κοινά πρότυπα τάσης

Βαθμολόγηση

Μαέστροι που ανήκουν σε διαφορετικές φάσεις, σημειώνονται με διαφορετικά χρώματα. Διαφορετικά χρώματαουδέτερο και προστατευτικοί αγωγοί. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί η κατάλληλη προστασία από τραυματισμούς. ηλεκτροπληξία, καθώς και για ευκολία συντήρησης, εγκατάστασης και επισκευής ηλεκτρικές εγκαταστάσειςΚαι ηλεκτρολογικός εξοπλισμός. ΣΕ διαφορετικές χώρεςΟι σημάνσεις των αγωγών έχουν τις δικές τους διαφορές. Ωστόσο, πολλές χώρες τηρούν γενικές αρχές χρωματική κωδικοποίησηαγωγούς που καθορίζονται στο πρότυπο IEC 60445:2010 της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής.

Τριφασικό σύστημα τροφοδοσίας- μια ειδική περίπτωση πολυφασικών συστημάτων ηλεκτρικών κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, στα οποία λειτουργούν ημιτονοειδή EMF της ίδιας συχνότητας που δημιουργούνται από μια κοινή πηγή, μετατοπισμένα μεταξύ τους σε σχέση με το χρόνο κατά μια ορισμένη γωνία φάσης. Σε ένα τριφασικό σύστημα, αυτή η γωνία είναι 2π/3 (120°).

Το τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος πολλαπλών συρμάτων (εξάσυρμα) εφευρέθηκε από τον Νίκολα Τέσλα. Σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη τριφασικών συστημάτων είχε ο M. O. Dolivo-Dobrovolsky, ο οποίος πρότεινε για πρώτη φορά συστήματα μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος τριών και τεσσάρων συρμάτων, εντόπισε μια σειρά από πλεονεκτήματα των τριφασικών συστημάτων χαμηλής αγωγιμότητας σε σχέση με άλλα συστήματα και διεξήγαγε μια σειρά από πειράματα με έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα.

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

• 1 / 5

  Κάθε ένα από τα λειτουργικά EMF βρίσκεται στη δική του φάση της περιοδικής διαδικασίας, επομένως συχνά ονομάζεται απλώς «φάση». Ονομάζονται επίσης "φάσεις" αγωγοί - φορείς αυτών των EMF. Στα τριφασικά συστήματα η γωνία διάτμησης είναι 120 μοίρες. Οι αγωγοί φάσης ορίζονται στη Ρωσική Ομοσπονδία με τα λατινικά γράμματα L με ψηφιακό δείκτη 1...3 ή A, B και C.

  Συνήθεις ονομασίες για καλώδια φάσης:

  Ρωσία, EC (πάνω από 1000 V)	Ρωσία, ΕΕ (κάτω από 1000 V)	Γερμανία	Δανία
  ΕΝΑ	L1	L1	R
  σι	L2	L2	μικρό
  ντο	L3	L3	Τ

  Πλεονεκτήματα

  • Οικονομικός.
    • Οικονομική μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
    • Λιγότερη κατανάλωση υλικού τριφασικών μετασχηματιστών.
    • Λιγότερη κατανάλωση υλικού των καλωδίων ρεύματος, αφού με την ίδια κατανάλωση ρεύματος μειώνονται τα ρεύματα στις φάσεις (σε σύγκριση με μονοφασικά κυκλώματα).
  • Ισορροπία του συστήματος. Αυτή η ιδιότητα είναι μια από τις πιο σημαντικές, καθώς σε ένα μη ισορροπημένο σύστημα εμφανίζεται ένα ανομοιόμορφο μηχανικό φορτίο στην εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας, το οποίο μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της.
  • Η δυνατότητα εύκολης λήψης ενός κυκλικού περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου απαραίτητου για τη λειτουργία ενός ηλεκτροκινητήρα και μιας σειράς άλλων ηλεκτρικών συσκευών. Οι τριφασικοί κινητήρες (ασύγχρονοι και σύγχρονοι) είναι απλούστεροι στη σχεδίαση από τους μονοφασικούς ή διφασικούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος και έχουν δείκτες υψηλής απόδοσης.
  • Δυνατότητα λήψης δύο τάσεων λειτουργίας σε μία εγκατάσταση - φάση και γραμμική, και δύο επίπεδα ισχύος όταν συνδέεται σε αστέρι ή τρίγωνο.
  • Η ικανότητα να μειώνεται απότομα το τρεμόπαιγμα και το στροβοσκοπικό αποτέλεσμα των λαμπτήρων χρησιμοποιώντας λαμπτήρες φθορισμού με την τοποθέτηση τριών λαμπτήρων (ή ομάδων λαμπτήρων) που τροφοδοτούνται από διαφορετικές φάσεις σε έναν λαμπτήρα.

  Χάρη σε αυτά τα πλεονεκτήματα, τα τριφασικά συστήματα είναι τα πιο συνηθισμένα στη σύγχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

  Διαγράμματα σύνδεσης τριφασικών κυκλωμάτων

  Αστέρι

  Ένα τριφασικό κύκλωμα με ουδέτερο καλώδιο ονομάζεται κύκλωμα τεσσάρων συρμάτων. Εάν δεν υπάρχει ουδέτερο σύρμα, ένα τρίσυρμα.

  Εάν οι αντιστάσεις Z a , Z b , Z c του καταναλωτή είναι ίσες μεταξύ τους, τότε ένα τέτοιο φορτίο ονομάζεται συμμετρικός.

  Γραμμικά και φασικά μεγέθη

  Η τάση μεταξύ του καλωδίου γραμμής και του ουδέτερου (U a, U b, U c) ονομάζεται φάση. Η τάση μεταξύ δύο καλωδίων γραμμής (U AB, U BC, U CA) ονομάζεται γραμμικός. Για τη σύνδεση των περιελίξεων με ένα αστέρι, με συμμετρικό φορτίο, ισχύει η σχέση μεταξύ γραμμικών και φασικών ρευμάτων και τάσεων:

  I L = I F ; U L = 3 × U F (\displaystyle I_(L)=I_(F);\qquad U_(L)=(\sqrt (3))\times (U_(F)))

  Είναι εύκολο να δείξουμε ότι η τάση γραμμής μετατοπίζεται κατά φάση π / 6 (\displaystyle \pi /6)σχετικά με την πρώτη φάση:

  U L a b = u F a − u F b = U F [ cos ⁡ (ω t) − cos ⁡ (ω t − 2 π / 3) ] = 2 U F sin ⁡ (− π / 3) sin ⁡ (ω t − π / 3) = 3 U F cos ⁡ (ω t + π − π / 3 − π / 2) (\displaystyle u_(L)^(ab)=u_(F)^(a)-u_(F)^(b )=U_(F)[\cos(\omega t)-\cos(\omega t-2\pi /3)]=2U_(F)\sin(-\pi /3)\sin(\omega t- \pi /3)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi -\pi /3-\pi /2))

  U L = 3 U F cos ⁡ (ω t + π / 6) (\displaystyle u_(L)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi /6))

  Τριφασική ισχύς ρεύματος

  Για να συνδέσετε τις περιελίξεις με ένα αστέρι, με συμμετρικό φορτίο, η ισχύς του τριφασικού δικτύου είναι ίση με:

  P = 3 U F I F c o s φ = 3 U L 3 I L c o s φ = 3 U L I L c o s φ (\displaystyle P=3U_(F)I_(F)cos\varphi =3(\frac (U_(L))(\sqrt (3 )))I_(L)cos\varphi =(\sqrt (3))U_(L)I_(L)cos\varphi )

  Συνέπειες καύσης (σπάσιμο) του ουδέτερου καλωδίου σε τριφασικά δίκτυα

  Με συμμετρικό φορτίο σε τριφασικό σύστημα, η τροφοδοσία του καταναλωτή με γραμμική τάση είναι δυνατή ακόμη και αν δεν υπάρχει ουδέτερο καλώδιο. Ωστόσο, όταν τροφοδοτείται το φορτίο με τάση φάσης, όταν το φορτίο στις φάσεις δεν είναι αυστηρά συμμετρικό, η παρουσία ουδέτερου καλωδίου είναι υποχρεωτική. Εάν σπάσει ή εμφανιστεί σημαντική αύξηση της αντίστασης (κακή επαφή), εμφανίζεται η λεγόμενη "κακή ευθυγράμμιση φάσης", με αποτέλεσμα το συνδεδεμένο φορτίο, σχεδιασμένο για τάση φάσης, να βρίσκεται κάτω από μια αυθαίρετη τάση στην περιοχή από μηδέν σε γραμμικό (η συγκεκριμένη τιμή εξαρτάται από την κατανομή του φορτίου στις φάσεις τη στιγμή που σπάει το ουδέτερο καλώδιο). Αυτή είναι συχνά η αιτία της βλάβης των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης σε πολυκατοικίες, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιές. Η χαμηλή τάση μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη του εξοπλισμού.

  Το πρόβλημα των αρμονικών, πολλαπλάσια του τρίτου

  Η σύγχρονη τεχνολογία εξοπλίζεται όλο και περισσότερο με παλμική παροχή ρεύματος. Μια παλμική πηγή χωρίς διορθωτή συντελεστή ισχύος καταναλώνει ρεύμα σε στενούς παλμούς κοντά στην κορυφή του ημιτονοειδούς κύματος τάσης τροφοδοσίας, τη στιγμή της φόρτισης του πυκνωτή ανορθωτή εισόδου. Ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων πηγών ισχύος στο δίκτυο δημιουργεί αυξημένο ρεύμα της τρίτης αρμονικής της τάσης τροφοδοσίας. Τα αρμονικά ρεύματα που είναι πολλαπλάσια του τρίτου, αντί για αμοιβαία αντιστάθμιση, αθροίζονται μαθηματικά στον ουδέτερο αγωγό (ακόμη και με συμμετρική κατανομή φορτίου) και μπορούν να οδηγήσουν σε υπερφόρτωσή του ακόμη και χωρίς υπέρβαση της επιτρεπόμενης κατανάλωσης ισχύος κατά φάση. Αυτό το πρόβλημα υπάρχει, ειδικότερα, σε κτίρια γραφείων με μεγάλο αριθμό εξοπλισμού γραφείου που λειτουργεί ταυτόχρονα. Η λύση στο τρίτο πρόβλημα αρμονικής είναι η χρήση ενός διορθωτή συντελεστή ισχύος (παθητικού ή ενεργού) ως μέρος του κυκλώματος των κατασκευασμένων τροφοδοτικών μεταγωγής. Οι απαιτήσεις του προτύπου IEC 1000-3-2 επιβάλλουν περιορισμούς στις αρμονικές συνιστώσες του ρεύματος φορτίου συσκευών με ισχύ 50 W ή μεγαλύτερη. Στη Ρωσία, ο αριθμός των αρμονικών στοιχείων του ρεύματος φορτίου τυποποιείται από το GOST R 54149-2010, GOST 32144-2013 (από 1 Ιουλίου 2014), OST 45.188-2001.