एकल-चरण नेटवर्क में वोल्टेज क्या है? लाइन वोल्टेज

तीन-चरण सर्किट में तीन मुख्य तत्व होते हैं: तीन चरण जनरेटर, हर चीज़ के साथ ट्रांसमिशन लाइनें आवश्यक उपकरण, रिसीवर (उपभोक्ता)। लाइन तार और न्यूट्रल (Ua, Ub, Uc) के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है चरण. दो लाइन तारों (UAB, UBC, UCA) के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है रेखीय. एक सममित भार के साथ वाइंडिंग को एक तारे से जोड़ने के लिए, रैखिक और चरण धाराओं और वोल्टेज के बीच संबंध मान्य है:

13. तीन चरण सर्किट, वेक्टर आरेख में सममित और असममित रिसीवर।

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केस में रिसीवर को एक स्टार से कनेक्ट करते समय वेक्टर आरेख सममित भार .

14. तीन-चरण सर्किट में तटस्थ तार में धारा। तटस्थ (शून्य कार्यशील) तार- तीन चरण में विद्युत प्रतिष्ठानों के न्यूट्रल को जोड़ने वाला एक तार विद्युत नेटवर्क. किसी जनरेटर और पावर रिसीवर की वाइंडिंग को स्टार कॉन्फ़िगरेशन में कनेक्ट करते समय, चरण वोल्टेज प्रत्येक चरण से जुड़े लोड पर निर्भर करता है। कनेक्शन के मामले में, उदाहरण के लिए, तीन चरण मोटर, लोड सममित होगा, और जनरेटर और इंजन के तटस्थ बिंदुओं के बीच वोल्टेज शून्य होगा। हालाँकि, यदि प्रत्येक चरण से एक अलग लोड जुड़ा हुआ है, तो तथाकथित तटस्थ पूर्वाग्रह वोल्टेज, जिससे लोड वोल्टेज असंतुलित हो जाएगा। व्यवहार में, यह इस तथ्य को जन्म दे सकता है कि कुछ उपभोक्ताओं के पास कम वोल्टेज होगा, और कुछ के पास उच्च वोल्टेज होगा। अंडरवोल्टेज से जुड़े विद्युत प्रतिष्ठानों का गलत संचालन होता है, और ओवरवोल्टेज, इसके अलावा, विद्युत उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है या घटना हो सकती है आग. जनरेटर और पावर रिसीवर के तटस्थ बिंदुओं को एक तटस्थ तार से जोड़ने से आप तटस्थ पूर्वाग्रह वोल्टेज को लगभग शून्य तक कम कर सकते हैं और पावर रिसीवर पर चरण वोल्टेज को बराबर कर सकते हैं। एक छोटा वोल्टेज केवल तटस्थ तार के प्रतिरोध के कारण होगा।

तटस्थ तार वाले तीन-चरण सर्किट को चार-तार सर्किट कहा जाता है।

आमतौर पर तारों के प्रतिरोध को ध्यान में नहीं रखा जाता है/

फिर चरण उदा. रिसीवर चरण के बराबर होगा. जनरेटर वोल्टेज. .

यह देखते हुए कि जटिल प्रतिरोध बराबर हैं, धाराएँ निर्धारित की जाती हैं

1 आदेश के अनुसार किर्गॉफ़ धारा न्यूट्रल में. तार

जब सममित. उदाहरण के लिए

ले जाते समय उदाहरण के लिए

तटस्थ तार चरण वोल्टेज को बराबर करता है।

15I16 तीन-चरण उत्तराधिकारी के ऑपरेटिंग मोड।

कनेक्शन दो प्रकार के होते हैं: तारा और त्रिकोण। बदले में, किसी तारे में कनेक्ट होने पर, सिस्टम तीन- या चार-तार हो सकता है।

स्टार कनेक्शन

चित्र में. चित्र 6 एक तीन-चरण प्रणाली दिखाता है जब जनरेटर और लोड चरण एक तारे में जुड़े होते हैं। यहां तार AA', BB' और CC' रैखिक तार हैं।

रेखीयजनरेटर और रिसीवर वाइंडिंग के चरणों की शुरुआत को जोड़ने वाले तार को कहा जाता है। वह बिंदु जिस पर चरणों के सिरे एक सामान्य नोड से जुड़े होते हैं, कहलाता है तटस्थ(चित्र 6 में एन और एन' क्रमशः जनरेटर और लोड के तटस्थ बिंदु हैं)।

जनरेटर और रिसीवर के न्यूट्रल बिंदुओं को जोड़ने वाले तार को कहा जाता है तटस्थ(चित्र 6 में बिंदीदार रेखा में दिखाया गया है)। किसी तटस्थ तार के बिना किसी तारे में कनेक्ट होने पर तीन-चरण प्रणाली कहलाती है तीन तार,तटस्थ तार के साथ - चार तार.

चरणों से संबंधित सभी मात्राएँ कहलाती हैं चरण चर,पंक्ति के लिए - रैखिक.जैसा कि चित्र में दिए गए चित्र से देखा जा सकता है। 6, जब एक तारे में जुड़ा हो रेखा धाराएँऔर संगत चरण धाराओं के बराबर। यदि कोई न्यूट्रल तार है, तो न्यूट्रल तार में करंट . यदि चरण धाराओं की प्रणाली सममित है, तो। नतीजतन, यदि धाराओं की समरूपता की गारंटी दी जाती, तो तटस्थ तार की आवश्यकता नहीं होती। जैसा कि नीचे दिखाया जाएगा, तटस्थ तारजब लोड स्वयं असंतुलित हो तो लोड पर वोल्टेज की समरूपता बनाए रखना सुनिश्चित करता है।

चूंकि स्रोत पर वोल्टेज उसके ईएमएफ की दिशा के विपरीत है, जनरेटर के चरण वोल्टेज (चित्र 6 देखें) बिंदु ए, बी और सी से तटस्थ बिंदु एन तक कार्य करते हैं; - चरण लोड वोल्टेज।

लाइन वोल्टेज लाइन तारों के बीच कार्य करते हैं। रैखिक वोल्टेज के लिए किरचॉफ के दूसरे नियम के अनुसार, हम लिख सकते हैं

ध्यान दें कि यह हमेशा एक बंद सर्किट पर वोल्टेज का योग होता है।

चित्र में. चित्र 7 एक सममित वोल्टेज प्रणाली के लिए एक वेक्टर आरेख दिखाता है। जैसा कि इसके विश्लेषण से पता चलता है (चरण वोल्टेज की किरणें समद्विबाहु त्रिभुजों की भुजाएँ बनाती हैं जिनके आधार पर कोण 300 के बराबर होते हैं), इस मामले में

आमतौर पर गणना में इसे लिया जाता है . फिर मामले के लिए प्रत्यक्ष चरण रोटेशन , (पर रिवर्स चरण रोटेशनचरण बदलाव को स्थान कहा जाता है)। इसे ध्यान में रखते हुए, संबंधों (1) ... (3) के आधार पर, रैखिक वोल्टेज के परिसरों को निर्धारित किया जा सकता है। हालाँकि, तनाव की समरूपता के साथ, ये मात्राएँ आसानी से सीधे निर्धारित की जाती हैं वेक्टर आरेखचित्र में 7. समन्वय प्रणाली के वास्तविक अक्ष को वेक्टर (इसका प्रारंभिक चरण शून्य है) के साथ निर्देशित करते हुए, हम इस अक्ष के संबंध में रैखिक वोल्टेज के चरण बदलाव की गणना करते हैं, और (4) के अनुसार उनके मॉड्यूल निर्धारित करते हैं। तो रैखिक वोल्टेज के लिए हमें मिलता है: ;.

त्रिकोण कनेक्शन

इस तथ्य के कारण कि तीन चरण सर्किट में शामिल रिसीवर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा असममित है, यह अभ्यास में बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, सर्किट में प्रकाश फिक्स्चर, व्यक्तिगत चरणों के संचालन मोड की स्वतंत्रता सुनिश्चित करें। चार-तार सर्किट के अलावा, तीन-तार सर्किट में भी समान गुण होते हैं जब रिसीवर चरण एक त्रिकोण में जुड़े होते हैं। लेकिन जनरेटर चरणों को एक त्रिकोण में भी जोड़ा जा सकता है (चित्र 8 देखें)।

एक सममित ईएमएफ प्रणाली के लिए हमारे पास है

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इस प्रकार, चित्र में सर्किट में जनरेटर चरणों में लोड की अनुपस्थिति में। 8 धाराएँ शून्य होंगी। हालाँकि, यदि आप किसी भी चरण की शुरुआत और अंत को बदलते हैं, तो त्रिकोण में धारा प्रवाहित होगी शार्ट सर्किट. इसलिए, एक त्रिभुज के लिए, चरणों को जोड़ने के क्रम का कड़ाई से पालन किया जाना चाहिए: एक चरण की शुरुआत दूसरे के अंत से जुड़ी होती है।

जनरेटर और रिसीवर के चरणों को एक त्रिकोण में जोड़ने का आरेख चित्र में दिखाया गया है। 9.

यह स्पष्ट है कि जब एक त्रिकोण में जुड़ा होता है, तो लाइन वोल्टेज संबंधित चरण वोल्टेज के बराबर होता है। किरचॉफ के पहले नियम के अनुसार, रिसीवर के रैखिक और चरण धाराओं के बीच संबंध संबंधों द्वारा निर्धारित किया जाता है

इसी प्रकार, जनरेटर की चरण धाराओं के माध्यम से लाइन धाराओं को व्यक्त किया जा सकता है।

चित्र में. चित्र 10 रैखिक और चरण धाराओं की एक सममित प्रणाली का एक वेक्टर आरेख दिखाता है। इसके विश्लेषण से पता चलता है कि वर्तमान समरूपता के साथ

निष्कर्ष में, हम ध्यान दें कि विचारित स्टार-स्टार और डेल्टा-डेल्टा कनेक्शन के अलावा, स्टार-डेल्टा और डेल्टा-स्टार सर्किट का भी अभ्यास में उपयोग किया जाता है।

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तीन-चरण विद्युत नेटवर्क में, रैखिक और चरण वोल्टेज के बीच अंतर किया जाता है।

रैखिक (जिसे चरण-दर-चरण या चरण-दर-चरण भी कहा जाता है) दो चरण तारों के बीच का वोल्टेज है।

चरण - तटस्थ तार और चरण तारों में से एक के बीच। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत लाइन वोल्टेज समान होते हैं और चरण वोल्टेज से 1.73 गुना अधिक होते हैं, यानी वोल्टेज शून्य और के बीच होता है चरण तार(चरण) लाइन वोल्टेज का 58% है। वोल्टेज तीन चरण नेटवर्कलाइन वोल्टेज द्वारा अनुमान लगाने की प्रथा है। ट्रांसफार्मर सबस्टेशनों से फैली तीन-चरण लाइनों के लिए, 380 वी का नाममात्र रैखिक वोल्टेज स्थापित किया गया है, जो चरण 220 वी से मेल खाता है। तीन-चरण चार-तार नेटवर्क के नाममात्र वोल्टेज के पदनाम में, दोनों मान इंगित किए गए हैं , यानी 380/220 वी। यह इस बात पर जोर देता है कि ऐसे नेटवर्क से न केवल तीन-चरण विद्युत रिसीवर कनेक्ट करना संभव है रेटेड वोल्टेज 380 वी, लेकिन एकल-चरण 220 वी भी।

तीन चरण प्रणाली 380/220 वी के साथ ग्राउंडेड तटस्थसर्वाधिक व्यापक हो गया है, लेकिन कुछ में आबादी वाले क्षेत्रऔर उद्यान सहकारी समितियों, आप अन्य बिजली वितरण प्रणालियाँ पा सकते हैं। उदाहरण के लिए, 220 V के रैखिक वोल्टेज और एक अनग्राउंडेड (इन्सुलेटेड) न्यूट्रल के साथ तीन-चरण। एकल-चरण 220 वी विद्युत रिसीवर चरण तारों की किसी भी जोड़ी के बीच रैखिक वोल्टेज से जुड़े होते हैं, और तीन-चरण वाले - तीन से चरण तार. इस व्यवस्था के तहत तटस्थ तारइसकी आवश्यकता नहीं है, और एक अनग्राउंडेड न्यूट्रल इन्सुलेशन विफलता की स्थिति में बिजली के झटके के जोखिम को कम कर देता है। हालाँकि, ऐसी प्रणाली में इन्सुलेशन दोषों की पहचान करना ग्राउंडेड न्यूट्रल की तुलना में अधिक कठिन है।

पूर्वाभ्यास विद्युत प्रवाहतारों के साथ-साथ नुकसान भी होता है और उपभोक्ताओं पर वोल्टेज ट्रांसफार्मर सबस्टेशन पर लाइन की शुरुआत की तुलना में थोड़ा कम हो जाता है। संपूर्ण लाइन के साथ स्वीकार्य वोल्टेज स्तर सुनिश्चित करने के लिए, ट्रांसफार्मर सबस्टेशनों को वोल्टेज को नाममात्र मूल्य से ऊपर बनाए रखना होगा, यानी, 380/220 वी नहीं, बल्कि 400/230 वी। ग्रामीण क्षेत्रों के विद्युत नेटवर्क में, उपभोक्ता, वर्तमान मानकों के अनुसार , नाममात्र मूल्य के 7.5% के वोल्टेज विचलन की अनुमति है। इसका मतलब है कि तीन-चरण पावर रिसीवर पर अनुमत वोल्टेज 350-410 V की सीमा में है, और एकल-चरण 200-240 V पर है।

वोल्टेज विचलन. हालाँकि, ऐसे मामले भी होते हैं जब वोल्टेज मान अनुमेय सीमा से बाहर होता है। जब वोल्टेज गिरता है, तो गरमागरम लैंप से बिजली की रोशनी की तीव्रता और बिजली का प्रदर्शन काफी कम हो जाता है तापन उपकरण, नेटवर्क से संचालित टेलीविजन और अन्य रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन की स्थिरता बाधित है। वोल्टेज में वृद्धि से बिजली के लैंप और हीटिंग उपकरण समय से पहले खराब हो जाते हैं। इलेक्ट्रिक मोटरें वोल्टेज के उतार-चढ़ाव के प्रति कम संवेदनशील होती हैं।

प्रौद्योगिकी की प्रत्येक शाखा में आप हमेशा प्राचीन काल की एक प्रकार की प्रतिध्वनि पा सकते हैं, अर्थात् ऐसे नाम जो इस दिशा के विकास के एक प्रकार के इतिहास को दर्शाते हैं। और कम ही लोग जानते हैं कि इस या उस तकनीकी अवधारणा के विकास, अनुकूलन का एक लंबा रास्ता है, और अपने जन्म की शुरुआत में ही इसने तकनीकी प्रगति में एक और, अक्सर बहुत महत्वपूर्ण कदम उठाया। इसलिए, उदाहरण के लिए, विद्युत शब्दों के बीच आप अक्सर अभिव्यक्ति सुन सकते हैं " तीन चरण वोल्टेज", "लाइन वोल्टेज", "स्थिर" या "वैकल्पिक वोल्टेज" और "वोल्टेज" शब्द के साथ कई अन्य नाम।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में नेटवर्क सबसे अधिक व्यापक हैं एसी वोल्टेजसाइनसोइडल आकार. इसके दोलन के दौरान अधिकतम वोल्टेज मान को आयाम Ua कहा जाता है। ऐसे वोल्टेज के लिए, माप की अतिरिक्त इकाइयों का उपयोग किया जाता है - आवृत्ति एफ और चरण ψ। आवृत्ति प्रति इकाई समय दोलनों की संख्या से निर्धारित होती है, और चरण दोलन के समान बिंदुओं का समय बदलाव है। ऐतिहासिक रूप से ऐसा हुआ कि "चरण" शब्द का उपयोग वैकल्पिक वोल्टेज को संदर्भित करने के लिए किया जाने लगा, यदि यह कई चरणों की प्रणाली का हिस्सा है - आमतौर पर तीन। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की एक और उपलब्धि थी और इसके इतने सारे फायदे हैं कि इन्हें नजरअंदाज करना नामुमकिन है। और उनमें से सबसे महत्वपूर्ण अत्यंत सरलता से, वस्तुतः बिना किसी प्रयास के, एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने की क्षमता है - किसी भी विद्युत मोटर के संचालन का मूल सिद्धांत। बी चरण और रैखिक वोल्टेज के बीच अंतर करता है, और इसकी ख़ासियत यह है कि प्रत्येक चरण में अन्य दो +/- 120 डिग्री के सापेक्ष बदलाव होता है। वोल्टेज में आउटपुट वाइंडिंग होती है जिसमें चरण बदलाव संरचनात्मक रूप से निर्दिष्ट होता है। प्रत्येक वाइंडिंग का एक अंत और एक शुरुआत होती है: H1-K1, H2-K2, H3-K3। में तीन चरण प्रणालीचरणों को जोड़ने के लिए दो विकल्प हैं - "स्टार" और "त्रिकोण"।

"स्टार" को कनेक्ट करते समय, सभी सिरे एक बिंदु - "पिन 0" से जुड़े होते हैं, और शुरुआत जनरेटर के लिए आउटपुट सिरे और इसके द्वारा संचालित डिवाइस के लिए इनपुट सिरे के रूप में काम करती है। ऐसी प्रणाली में, लाइन वोल्टेज आउटपुट सिरों H1, H2, H3 के किसी भी जोड़े के बीच मापा जाने वाला मान है, और इसे यूलिन द्वारा दर्शाया जाता है। तीन-चरण नेटवर्क की एक और विशेषता है - चरण वोल्टेज। इसे Uf नामित किया गया है और इसे बिंदु "पिन 0" और किसी भी आउटपुट के अंत K1, K2 और K3 के बीच मापा जाता है। विवरण छोड़ते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, तीन-चरण नेटवर्क के लिए वेक्टर आरेख के आधार पर, इन वोल्टेज के बीच संबंध यूलिन = वी 3 * यूएफ है। "त्रिकोण" को जोड़ते समय, वाइंडिंग के सिरे एक रिंग में जुड़े होते हैं: K1-H1-K2-H2-K3-H3-K1। प्रत्येक "एंड-टू-बिगिनिंग" कनेक्शन एक टर्मिनल है, और लाइन वोल्टेज चरण वोल्टेज से भिन्न नहीं होता है, यानी। उलिन = उफ. उदाहरण के लिए, लोड में जारी समान ऊर्जा के आधार पर, निरंतर वोल्टेज उदिर और वैकल्पिक वोल्टेज यूए के आयाम की तुलना करना दिलचस्प है। इस मामले के लिए, उदिर = V2 * Ua।

इस तरह, दशकों से, बिजली के सार और प्रकृति के बारे में ज्ञान जमा हुआ है, और अदृश्य रूप से "वोल्टेज" की सरल अवधारणा ने संबंधित शब्द प्राप्त कर लिए हैं जो मानव आवश्यकताओं के लिए प्राकृतिक घटनाओं का उपयोग करने में हमारी क्षमताओं का विस्तार करते हैं।