Tek fazlı bir ağdaki voltaj nedir? Hat voltajı

Üç fazlı bir devre üç ana unsurdan oluşur: üç fazlı jeneratör, her şey ile iletim hatları gerekli ekipman, alıcılar (tüketiciler). Hat iletkeni ile nötr arasındaki gerilime (Ua, Ub, Uc) denir. faz. İki hat kablosu (UAB, UBC, UCA) arasındaki gerilime denir. doğrusal. Sargıları bir yıldıza, simetrik bir yüke bağlamak için, doğrusal ve faz akımları ve gerilimleri arasındaki ilişki geçerlidir:

13. Üç fazlı devrelerde simetrik ve dengesiz alıcılar, vektör diyagramları.

.

Alıcıyı kasadaki bir yıldıza bağlarken vektör diyagramı simetrik yük .

14. Üç fazlı devrelerde nötr bir kablodaki akım. Nötr (sıfır çalışma) tel- elektrik tesisatlarının nötrlerini üç fazlı olarak bağlayan bir tel elektrik ağları. Jeneratörün sargılarını ve elektrik alıcısını "yıldız" şemasına göre bağlarken, faz voltajı her faza bağlı yüke bağlıdır. Bağlantı durumunda, örneğin, üç fazlı motor, yük simetrik olacak ve jeneratörün nötr noktaları ile motor arasındaki voltaj sıfır olacaktır. Ancak her faza farklı bir yük bağlanırsa sözde nötr ön gerilim yük gerilimlerinin asimetrisine neden olur. Pratikte bu, bazı tüketicilerin voltajlarının düşmesine ve bazılarının artmasına neden olabilir. Düşük gerilim, bağlı elektrik tesisatlarının hatalı çalışmasına neden olur ve artan gerilim, ek olarak, elektrikli ekipmanın zarar görmesine veya arıza oluşmasına neden olabilir. ateş. Jeneratörün ve güç alıcısının nötr noktalarını nötr bir kabloyla bağlamak, nötr yanlılık voltajını neredeyse sıfıra düşürmenize ve güç alıcısındaki faz voltajlarını eşitlemenize olanak tanır. Küçük bir voltaj yalnızca nötr telin direncinden kaynaklanacaktır.

Nötr telli üç fazlı devrelere dört telli devreler denir.

Genellikle tellerin direnci dikkate alınmaz /

Sonra aşama örn. alıcı faza eşit olacaktır. jeneratör gerilimi. .

Karmaşık dirençlerin eşit olduğu göz önüne alındığında, akımlar belirlenir.

1 siparişe göre. Kirchoff akımı nötrde. tel

simetri ile. Örneğin.

taşıdığımızda Örneğin.

Nötr tel, faz voltajlarını eşitler.

15I16 Üç fazlı bir alıcının çalışma modları.

İki tür bağlantı vardır: bir yıldızda ve bir deltada. Buna karşılık, bir yıldıza bağlandığında, sistem üç ve dört telli olabilir.

yıldız bağlantısı

Şek. Şekil 6, jeneratörün fazlarını ve yükü bir yıldıza bağlarken üç fazlı bir sistemi göstermektedir. Burada AA', BB' ve CC' kabloları hat kablolarıdır.

Doğrusal jeneratör ve alıcı sargısının fazlarının başlangıcını birleştiren tel denir. Fazların uçlarının ortak bir düğüme bağlandığı noktaya denir. doğal(Şekil 6'da, N ve N' sırasıyla jeneratörün ve yükün nötr noktalarıdır).

Jeneratörün ve alıcının nötr noktalarını birleştiren tele denir. doğal(Şekil 6'da noktalı çizgi ile gösterilmiştir). Nötr teli olmayan bir yıldıza bağlandığında üç fazlı bir sistem denir üç telli, nötr tel ile dört telli.

Fazlara ilişkin tüm niceliklere denir. faz değişkenleri, hatta doğrusal.Şekil l'deki şemadan da görülebileceği gibi. 6, bir yıldıza bağlandığında hat akımları karşılık gelen faz akımlarına eşittir. Nötr bir tel varsa, nötr teldeki akım . Faz akımları sistemi simetrik ise, o zaman. Bu nedenle, akımların simetrisi garanti edilseydi, nötr tele gerek kalmazdı. Aşağıda gösterileceği gibi, nötr Tel yükün kendisi asimetrik olduğunda yük üzerindeki gerilimlerin simetrisini korur.

Kaynaktaki voltaj EMF yönünün tersi olduğundan, jeneratörün faz voltajları (bkz. Şekil 6) A, B ve C noktalarından N nötr noktasına etki eder; - faz yük gerilimleri.

Hat gerilimleri, hat iletkenleri arasında hareket eder. Hat gerilimleri için Kirchhoff'un ikinci yasasına göre yazılabilir

Her zaman - kapalı bir döngüdeki gerilimlerin toplamı olarak.

Şek. Şekil 7, simetrik bir gerilim sistemi için bir vektör diyagramıdır. Analizinin gösterdiği gibi (faz gerilimlerinin ışınları, taban açıları 300'e eşit olan ikizkenar üçgenlerin kenarlarını oluşturur), bu durumda

Hesaplamalarda genellikle dikkate alınır. . O zaman dava için doğrudan faz sırası , (en ters faz sırası faz kaymaları y değiştirilir). Bunu akılda tutarak, (1) ... (3) ilişkilerine dayanarak, lineer gerilim kompleksleri belirlenebilir. Bununla birlikte, gerilmeler simetrik ise, bu miktarlar doğrudan vektör diyagramı incirde. 7. Koordinat sisteminin gerçek eksenini vektör boyunca yönlendirerek (ilk fazı sıfırdır), lineer gerilimlerin bu eksene göre faz kaymalarını sayarız ve (4)'e göre modülleri belirlenir. Yani lineer gerilimler için ve şunu elde ederiz: ;.

üçgen bağlantı

Üç fazlı devrelerde yer alan alıcıların önemli bir kısmının dengesiz olması nedeniyle pratikte, örneğin devrelerde çok önemlidir. aydınlatma armatürleri, bireysel fazların çalışma modlarının bağımsızlığını sağlayın. Dört telli devrelere ek olarak, üç telli devreler de alıcının fazlarını bir üçgene bağlarken benzer özelliklere sahiptir. Ancak jeneratörün fazları da bir üçgene bağlanabilir (bkz. Şekil 8).

Simetrik bir EMF sistemi için, elimizdeki

.

Böylece, Şekil 1'deki devrede jeneratör fazlarında yük yokluğunda. 8 akım sıfır olacaktır. Ancak, herhangi bir fazın başlangıcını ve sonunu değiştirirseniz, üçgende bir akım akacaktır. kısa devre. Bu nedenle, bir üçgen için, bağlantı aşamalarının sırasına kesinlikle uymak gerekir: bir aşamanın başlangıcı diğerinin sonuna bağlanır.

Jeneratör ve alıcı fazlarının bir üçgen içindeki bağlantı şeması Şek. 9.

Açıkçası, bir üçgene bağlandığında, hat gerilimleri karşılık gelen faz gerilimlerine eşittir. Birinci Kirchhoff yasasına göre, alıcının doğrusal ve faz akımları arasındaki ilişki, ilişkiler tarafından belirlenir.

Benzer şekilde, lineer akımları jeneratörün faz akımları üzerinden ifade edebilirsiniz.

Şek. Şekil 10, doğrusal ve faz akımlarının simetrik bir sisteminin bir vektör diyagramını göstermektedir. Analizi, akımların simetrisi ile

Sonuç olarak, ele alınan yıldız-yıldız ve üçgen-delta bağlantılarına ek olarak, uygulamada yıldız-üçgen ve üçgen-yıldız şemalarının da kullanıldığını not ediyoruz.

Sayfa 8/16

Üç fazlı bir elektrik şebekesinde, doğrusal ve faz gerilimleri ayırt edilir.

Doğrusal (fazdan faza veya fazdan faza da denir) iki faz kablosu arasındaki voltajdır.

Faz - nötr tel ile fazlardan biri arasında. Normal çalışma koşullarında hat gerilimleri faz gerilimleri ile aynıdır ve 1,73 kat fazladır, yani sıfır ile sıfır arasındaki gerilim faz teli(faz) hat geriliminin %58'idir. Gerilim üç fazlı ağ Hat voltajını değerlendirmek gelenekseldir. Trafo merkezinden çıkan üç fazlı hatlar için, 220 V'luk bir faz voltajına karşılık gelen 380 V'luk bir nominal doğrusal voltaj ayarlanır. Üç fazlı dört telli şebekelerin nominal voltajının belirlenmesinde, her iki değer de ​​\u200b\u200bbelirtilir, yani 380/220 V. Bu, yalnızca üç fazlı elektrik alıcılarının olmadığını vurgular. Anma gerilimi 380 V, aynı zamanda 220 V'ta tek fazlı.

Üç fazlı sistem 380/220 V ile topraklanmış nötr en yaygın olanı, ancak bazılarında Yerleşmeler ve bahçe kooperatifleri, elektrik dağıtımı için başka sistemler bulabilirsiniz. Örneğin, 220 V doğrusal gerilim ve topraklanmamış (izole edilmiş) nötr ile üç fazlı. Tek fazlı elektrik alıcıları 220 V, herhangi bir faz kablosu çifti arasındaki hat voltajına ve üç fazlı - üçe bağlanır faz telleri. Bu sistem ile nötr Tel gerekli değildir ve topraklanmamış bir nötr, yalıtım arızası durumunda elektrik çarpması riskini azaltır. Bununla birlikte, böyle bir sistemdeki yalıtım hatalarının tespiti, topraklanmış bir nötr ile olduğundan daha zordur.

izlenecek yol elektrik akımı teller boyunca kayıplar eşlik eder ve tüketicilerdeki voltaj, trafo merkezindeki hattın başlangıcından biraz daha düşük olur. Tüm hat boyunca kabul edilebilir voltaj seviyeleri sağlamak için, trafo merkezindeki voltajın nominal voltajın üzerinde tutulması gerekir, yani 380/220 V değil, 400/230 V. Kırsal alanlardaki elektrik şebekelerinde tüketiciler, göre mevcut standartlara göre, nominal değerin %7,5'lik gerilim sapmaları. Bu, üç fazlı bir güç alıcısında 350–410 V ve tek fazlı bir güç alıcısında 200–240 V'luk bir gerilime izin verildiği anlamına gelir.

Voltaj sapmaları. Bununla birlikte, voltajın büyüklüğünün kabul edilebilir sınırların dışında olduğu zamanlar vardır. Voltajın düşmesiyle, akkor lambalardan gelen elektrikli aydınlatmanın yoğunluğu gözle görülür şekilde düşer ve elektrik performansı ısıtma cihazları, televizyonların ve diğer radyo-elektronik cihazların ağdan güç kaynağı ile çalışmasının kararlılığı ihlal edilir. Voltajdaki bir artış, elektrik lambalarının ve ısıtma cihazlarının erken arızalanmasına neden olur. Elektrik motorları voltaj dalgalanmalarına karşı daha az hassastır.

Her teknoloji dalında, her zaman eski zamanların bir tür yankısını, yani bu yönün gelişiminin bir tür tarihini yansıtan isimleri bulabilirsiniz. Ve çok az insan şu ya da bu teknik kavramın alışmak için uzun bir yolu olduğunu bilir ve doğumunun en başında, teknik ilerlemenin başka, genellikle çok önemli bir adımını işaret eder. Bu nedenle, örneğin, elektrik terimleri arasında sıklıkla şu ifadeler duyulabilir " üç fazlı voltaj”, “doğrusal voltaj”, “direkt” veya “alternatif voltaj” ve “gerilim” kelimesi ile daha birçok isim.

Elektrik mühendisliğinde en yaygın olanı ağlardır. alternatif akım voltajı sinüzoidal şekil. Gerilimin dalgalanması sırasındaki maksimum değerine genlik Ua denir. Böyle bir voltaj için ek ölçüm birimleri kullanılır - frekans F ve faz ψ. Frekans, birim zamandaki salınım sayısı ile belirlenir ve faz, aynı salınım noktalarının zaman kaymasıdır. Tarihsel olarak öyle oldu ki, "faz" terimi, birçok fazdan oluşan bir sistemin parçasıysa - genellikle üç - alternatif voltaj olarak adlandırılmaya başlandı. elektrik mühendisliğinin bir başka başarısıydı ve o kadar çok avantajı var ki, geçmek imkansız. Ve bunlardan en önemlisi, herhangi bir elektrik motorunun temel çalışma prensibi olan, çok basit bir şekilde, neredeyse hiç çaba harcamadan dönen bir manyetik alan elde etme yeteneğidir. Faz ve lineer gerilimi ayırt etmede ve özelliği, fazların her birinin diğer ikisine göre +/- 120 derecelik bir kaymaya sahip olmasıdır. gerilim, faz kaymasının yapısal olarak belirlendiği çıkış sargılarına sahiptir. Sargıların her birinin bir sonu ve bir başlangıcı vardır: H1-K1, H2-K2, H3-K3. İÇİNDE üç fazlı sistem fazları bağlamak için iki seçenek mümkündür - "yıldız" ve "üçgen".

Bir "yıldız" bağlanırken, tüm uçlar bir noktaya bağlanır - "çıkış 0" ve başlangıçlar, jeneratör için çıkış uçları ve onun tarafından çalıştırılan cihaz için giriş görevi görür. Böyle bir sistemde hat gerilimi, herhangi bir çıkış ucu H1, H2, H3 çifti arasında ölçülen değerdir ve Ulin olarak adlandırılır. Üç fazlı bir ağın başka bir özelliği var - faz voltajı. Uf olarak belirtilir ve "0 çıkış" noktaları ile K1, K2 ve K3'ün herhangi bir çıkış ucu arasında ölçülür. Ayrıntıları atlayarak, üç fazlı bir ağ için vektör diyagramına dayalı olarak, bu gerilimler arasındaki ilişkinin Ulin = V3 * Uf olduğuna dikkat edilmelidir. "Üçgeni" bağlarken, sargıların uçları bir halka halinde bağlanır: K1-H1-K2-H2-K3-H3-K1. Her "bitiş - başlangıç" bağlantısı bir sonuçtur ve aynı zamanda lineer gerilim faz geriliminden farklı değildir, yani. Ulin = Uf. Örneğin, yükte salınan aynı enerjiye dayalı olarak, sabit gerilim Udir ile alternatif gerilim Ua'nın genliğini karşılaştırmak ilginçtir. Bu durum için Udir = V2 * Ua.

Elektriğin özü ve doğası hakkındaki bilgiler on yıllardır bu şekilde birikiyor ve algılanamayacak kadar basit olan "voltaj" kavramı, doğal olayları insan ihtiyaçları için kullanma yeteneğimizi genişleten ilgili terimler edindi.