Die Höhe der Spannung ist ein potenzielles Merkmal für die Qualität der elektrischen Stromversorgung der Verbraucher. Geräte werden lange Zeit betrieben, wenn sie im zulässigen Leistungsbereich des Netzes arbeiten. In Drehstromkreisen wird zwischen Phasen- und Netzspannungen unterschieden, um die Funktion und die Anschlussparameter zu bestimmen. Am Ausgang des Herstellers ändert sich die Spannung für den Transport und erhält nach der Rückwandlung den Wert, der von den Verbrauchern verwendet wird.
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Was ist Phase?
Die Phase ist der Wert einer trigonometrischen Funktion, die z. B. eine Art definiert oder eine Welle oder Schwingungsbewegung beschreibt. Der Wert ist identisch mit dem Winkel oder dem Argument einer periodischen Funktion. Die Abhängigkeit der ganzzahligen Phase von Koordinaten und Zeit ist nicht immer linear und harmonisch. Das Ende des Leiters, durch den der Strom in den Stromkreis eintritt, oder die Klemme, ist der Ursprung der Phase. Die Änderung der Spannung eines Stromkreises im Laufe der Zeit ist die Projektion des Strahlenvektors auf die Koordinatenachse.
Ein Stromkreis besteht aus den Standardelementen - Energieerzeuger, Übertragungskreis, Empfänger. Das Konzept der Phase, der Netzspannung und ihrer Wechselwirkung erfordert Phasendefinition. Die Phasenlage ist nur für das Wechselstromnetz gültig. Das Konzept wird durch eine Vektor-Rotations-Sektor-Gleichung definiert, deren eines Ende im Koordinatenursprung liegt.
Elektrische Leitungen unterscheiden sich durch die Anzahl der Phasen: ein-, zwei-, drei- und mehrphasig.
In Russland wird das Dreiphasennetz gerne für die Versorgung von Verbrauchern genutzt, bei denen es sich um Wohngebäude oder Industrieanlagen handelt. Der Anschluss hat Vorteile gegenüber einem einphasigen Stromkreis:
- Kosteneffizienz aufgrund der vorteilhaften Verwendung von Materialien;
- die Möglichkeit, eine große Menge an Strom zu transportieren;
- Einbeziehung von Hochleistungsgeneratoren und -motoren in den Betriebskreislauf;
- Je nachdem, wie die Last an das Stromnetz angeschlossen ist, entstehen unterschiedliche Spannungswerte.
Der Betrieb in einem Dreiphasenstromkreis hängt von der gegenseitigen Beziehung seiner Komponenten ab. Der Spannungswert hängt von der Phase ab (Winkel des Vektorstrahls zur Achsenkoordinatenebene). Die Spannung wird durch das Erdpotential bestimmt, das gleich Null ist. Aus diesem Grund wird ein Kabel, an dem Spannung anliegt, als Phasenkabel und das Erdungskabel als Nullkabel bezeichnet. Der Phasenwinkel des Einheitsvektors ist von geringer Bedeutung, da er in 1/50 Sekunde eine vollständige Umdrehung der Linie um 360° vollzieht. Es wird der Phasenwinkel zwischen den beiden Vektoren berücksichtigt.
In einem Netz mit Blindanteilen wird der Winkel zwischen den Vektorwerten des elektrischen Stroms und der Spannungen genommen, er wird als Phasenverschiebung bezeichnet. Wenn sich die Werte der angeschlossenen Lasten im Laufe der Zeit nicht ändern, ist der Wert der Verschiebung immer konstant. Die Unveränderlichkeit des Indikators wird bei der Berechnung der elektrischen Leitung und der Leistungsanalyse verwendet.
Wenn viele Drahtwindungen auf eine Spule gewickelt werden, steigt die Nennspannung proportional zur Anzahl der Windungen. Dieses Phänomen hat zur Entwicklung von Generatoren geführt, die Strom an die Verbraucher liefern. Für die Wirkung des Magnetfeldes werden manchmal mehrere Spulen eingebaut. Das Statormagnetfeld durchläuft pro Rotorumdrehung 3 Spulen gleichzeitig, was zu einer Erhöhung der Generatorleistung führt. Dies ermöglicht die gleichzeitige Versorgung von 3 Benutzern.
Was ist Phasenspannung?
Im Dreiphasennetz der meisten Länder beträgt die Spannung 220 Volt. Die Phasenspannung wird in der Lücke zwischen den Phasen am Anfang und am Ende der Leitung gemessen. Praktisch ist es der Wert in der Mitte des Nullleiters und des belasteten Kabels. Bei einer Sternschaltung unterscheiden sich die Werte für Leitungsströme und Phasenstrom nicht.
Die Phasenspannung - ist die Spannung zwischen dem Neutralleiter und einem der Phasenleiter (220 V).
Das symmetrische System schließt das Vorhandensein eines Neutralleiters aus, bei der asymmetrischen Methode wird der Neutralleiter im Verhältnis zur Quelle gehalten. Bei der zweiten Methode werden häufig Beleuchtungskörper in den Stromkreis einbezogen und ein unabhängiger Betrieb der drei Arbeitskabel ist erforderlich, dann werden die Klemmen des Empfängers in Dreieckform angeschlossen.
Die Wechselspannung wird im Wohnungssektor mit Geschäften oder Büros in den Erdgeschossen verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, die Einzelhandelsflächen zu versorgen mit Stromkabeln um 380 Volt zur Verfügung zu stellen. In Hochhäusern sorgt die Verbindung für Aufzüge, Rolltreppen und Industriekühlschränke. Die Verkabelung ist relativ einfach, da ein Nullleiter und ein Lastleiter in die Wohnung führen und 3 Arbeitskabel und ein Nullleiter in die öffentlichen Bereiche.
Der Unterschied zwischen Drehstrom und Einphasenstrom besteht darin, dass der Netzwert die Leitungsleistung ist und die für die Last relevanten Parameter die Phasenspannungen sind. Von der Station bis zum Verbraucher wird eine Leitung mit den Arbeitsleitern und dem Neutralleiter gezogen. Am Anfang und am Ende des Stromkreises befinden sich Inverter, um die Leckage zu reduzieren, aber das ändert nichts am Bild. Der Nullleiter fängt das am Ausgang anliegende Potenzial auf und leitet es an den Benutzer weiter. Die Leistung in der Leitung unter Last wird auf der Grundlage des Wertes im Nullleiter erzeugt.
Die Größe der Phasenspannung wird erfasst und ergibt sich in Bezug auf den Mittelpunkt des Wicklungsanschlusses, den Neutralleiter. In einem dreiphasigen Stromkreis, der symmetrisch zu den Lasten ist, wird ein Strom mit Mindestwerten durch den Nullpunkt übertragen. Am Ausgang einer solchen Leitung sind die belasteten Leiter in herkömmlicher Weise gefärbt Standardfarben:
- L1 Kern - braun
- Kabel L2 - schwarz;;
- Kabel L3 - grau
- neutrales Geflecht N - blau
- gelb oder grün - vorgesehen für Erdung.
Solche leistungsstarken Leitungen werden zu Großverbrauchern - ganzen Stadtvierteln, Fabriken - geführt. Bei kleinen Empfängern wird eine einphasige Leitung installiert, die einen belasteten Draht und einen zusätzlichen Nullpunkt enthält. Wenn die Leistungsverteilung in den einphasigen Abzweigen gleichmäßig ist, ergibt sich ein Gleichgewicht in der dreiphasigen Konstruktion. Für die Verlegung der Komponentenabzweige wird die Phase-Null-Spannung eines Leiters angenommen.
Wie hoch ist die Netzspannung?
In einem Dreiphasennetz ist es möglich, eine zusätzliche Spannung zu isolieren, indem man eine Brücke zwischen die beiden belasteten Kabel schaltet. Sein Wert ist höher, weil er die Projektion der beiden Vektoren, die einen Winkel von 120° miteinander bilden, auf die Koordinatenebene darstellt. Die Addition zum Wert der Phasenspannung beträgt 73 % oder berechnet als √3-1. Die allgemein akzeptierte Netzspannung auf einer elektrischen Leitung beträgt immer 380 Volt.
Die Netzspannung - ist die Spannung zwischen den beiden Außenleitern (380 V).
Die Spannung wird zwischen den Phasen oder zwischen den Phasenleitungen berechnet. Bei der Installation des Stromkreises kommt es zu Schwierigkeiten durch eine ungenaue Berechnung des Leiters, was manchmal zu einem Ausfall führt. Die Schaltpläne unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Lastadern und die Stromquelle kombiniert werden. Die Vorteile eines einphasigen Systems sind:
- Sicherer Betrieb des Geräts, da die Gefahr einer Beschädigung von 1 Kabel ausgeht;
- Das System dient der effizienten Verdrahtung, der Auswahl von Funktionsprinzipien, der Berechnung von Parametern und Messungen.
Die Berechnungen des Systems sind einfach und basieren auf physikalischen Standardformeln. Mit einem Multimeter wird die Leistung der Schaltung gemessen. Die Eigenschaften des Phasenanschlusses werden mit speziellen Voltmetern und Stromsensoren bestimmt.
Lineare Spannungen entstehen, wenn elektrischer Strom im U-Boot fließt, wenn die Stromquelle und der Empfänger miteinander verbunden sind. Auch die Phasenspannungen ändern sich mit abnehmender Leistung im Bereich zwischen dem Generatorausgang und dem Verbraucher. Wenn man die Leitungsparameter kennt, ist es nicht schwierig, den Wert der Phasenspannung zu berechnen.
Besonderheiten des Netzes:
- Für die Verkabelung sind keine professionellen Geräte erforderlich, ein Schraubendreher mit eingebauter Anzeige reicht aus;
- Beim Anschließen der Drähte wird kein Nullleiter verwendet - aufgrund des Nullleiters besteht keine Gefahr eines Stromschlags;
- das System ist auf Gleichstromnetze und Wechselstromleitungen anwendbar;
- der einphasige Anschluss erfolgt in einer dreiphasigen Leitung, aber nicht umgekehrt.
Verwendung von Netz- und Phasenspannungen
Stromkreise gibt es in Gleich- und Wechselstromausführung. Häufiger werden dreiphasige Wechselstromkreise verwendet, um eine Stromquelle mit einem Verbraucher zu verbinden. Diese Art von Strom hat mehrere Vorteile
- Die Übertragungskosten sind niedriger;
- Es ist möglich, die Antriebskraft für asynchrone Geräte (Aufzüge, Lifte) zu erzeugen;
- Linear- und Phasenspannungen können gleichzeitig verwendet werden.
Für die Verbindung Stromerzeuger Die Netzspannung wird in einer Dreieck- oder Sternschaltung angeschlossen. Bei der ersten Version sind die Wicklungen in Reihe geschaltet, wobei der Anfang der Phase und das Ende der anderen Phase verbunden sind. Mit der Schaltung kann die Spannung um ein Vielfaches erhöht werden. Im zweiten Fall werden die Anfangsabschnitte der Wicklungen zu einem gemeinsamen Punkt zusammengefasst, es gibt keine Leistungserhöhung.
Klassifizierung des Stromnetzes nach der Zusammensetzung der Betriebselemente:
- aktiv;
- passiv;
- linear;
- Nicht-linear.
Durch die Verwendung von 4 Kabeln in einem Kabelkanal ist es möglich, durch Variation der Anschlüsse sowohl Netz- als auch Phasenströme gleichzeitig zu nutzen, was den Anwendungsbereich erweitert. Dreiphasenleitungen gelten als universell, da große Lasten, z. B. 10-Volt-Netze, angeschlossen werden. Wenn ein geeigneter Empfänger an die Leitung angeschlossen wird, z. B. ein dreiphasiger Elektromotor, erreicht seine mechanische Leistung dreimal höhere Werte als die eines einphasigen Geräts.
Im Bereich der Mehrfamilienhäuser sind die Hauptempfänger Haushaltsgeräte und Geräte, die mit 220 V versorgt werden. Da ein gleichmäßiger Abstand zwischen den Drähten und der Last erforderlich ist, werden die Flachdrähte versetzt angeschlossen. In Privathaushalten wird das Konzept angewandt, die Last aller Haushaltsgeräte und -einrichtungen auf die einzelnen Kabel zu verteilen. Es werden die Leiterströme berücksichtigt, die beim Einschalten der maximalen Anzahl von Geräten übertragen werden.
Wenn man dieselben Elektromotoren an ein 1- oder 3-phasiges Netz anschließt, kann man einen Unterschied in der Betriebsleistung erzielen. Wenn Sie zusätzlich eine effiziente Verbindungsmethode wählen, werden die Ausgangswerte verdreifacht. Angesichts des Verhältnisses zwischen den Phasenströmen und den Netzströmen sollten die Wicklungen für höhere Werte ausgelegt werden. Der relative Wert der Ladungsdifferenz zwischen den belasteten Leitern ist immer größer als der entsprechende Wert zwischen Phase und Nullleiter. Der Hauptunterschied zwischen der linearen Spannungskennlinie und der Phasenleistungskennlinie liegt in den resultierenden Spannungen.
Ein klassisches Beispiel für die Anwendung beider Spannungen ist der Anschluss bei der Installation eines Drehstromgenerators. Es werden Sekundär- und Primärwicklungen verwendet, die nach einem der Schemata angeschlossen sind. Das Verhältnis zwischen der Netzspannung und dem Phasenwert in Dreieckschaltung trägt dazu bei, den Strom auszugleichen, und die beiden Leistungen werden nahezu gleich. Motoren, Umrichter und Transformatoren werden auf ähnliche Weise angeschlossen. Transformatoren.
Bei einer Sternschaltung werden alle Wicklungskontakte mit Hilfe von Steckbrücken in einem einzigen Stromkreis verbunden. Die Leiter führen den Strom in diesem Stromkreis, und die Spannung wird an die aktiven Klemmen und Kontakte übertragen.
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