Úroveň napätia je potenciálnou charakteristikou kvality dodávky elektrickej energie spotrebiteľom. Spotrebiče sú dlhodobo v prevádzke, ak pracujú v rámci povoleného rozsahu výkonu elektrickej siete. V trojfázových obvodoch sa rozlišuje medzi fázovými a sieťovými napätiami, aby sa určila funkcia a parametre pripojenia. Na výstupe od výrobcu sa napätie zmení na transportné a po stupňoch spätnej konverzie nadobudne hodnotu, ktorú aplikujú spotrebitelia.
Obsah
Čo je to fáza?
Fáza je hodnota trigonometrickej funkcie, ktorá napríklad definuje druh alebo opisuje vlnový či kmitavý pohyb. Hodnota je totožná s uhlom alebo argumentom periodickej funkcie. Závislosť celočíselnej fázy od súradníc a času nie je vždy lineárna a harmonická. Koniec vodiča, cez ktorý prúd vstupuje do obvodu, alebo svorka, predstavuje začiatok fázy. Zmena napätia obvodu v čase je projekciou vektora lúča na súradnicovú os.
Obvod je tvorený štandardnými prvkami - generátorom energie, prenosovým obvodom, prijímačom. Koncepcia toho, čo je fáza, napätie vedenia, ich interakcia si vyžaduje definícia fázy. Pozícia fázy platí len pre striedavú sieť. Koncept je definovaný v zmysle rovnice vektorového rotačného sektora s jedným koncom pevne umiestneným v počiatku súradníc.
Elektrické vedenia sa líšia počtom fáz: jednofázové, dvojfázové, trojfázové a viacfázové.
V Rusku je trojfázová sieť obľúbená na zásobovanie spotrebiteľov, ktorých predstavujú domáce budovy alebo priemyselné zariadenia. Toto zapojenie má výhody oproti jednofázovému napájaciemu obvodu:
- hospodárnosť vďaka priaznivému použitiu materiálov;
- možnosť prepravy veľkého množstva elektrickej energie;
- zapojenie vysokovýkonných generátorov a motorov do prevádzkového obvodu;
- vytváranie rôznych menovitých napätí v závislosti od spôsobu pripojenia záťaže k elektrickému vedeniu.
Činnosť trojfázového obvodu závisí od vzájomného vzťahu jeho komponentov. Odčítanie napätia závisí od fázy (uhla vektorového lúča k súradnicovej rovine osi). Napätie je určené potenciálom zeme, ktorý je nulový. Z tohto dôvodu sa kábel s prítomným napätím označuje ako fázový kábel a uzemňovací kábel ako nulový kábel. Fázový uhol jednotkového vektora je málo dôležitý, pretože za 1/50 sekundy vykoná kompletnú 360° otáčku priamky. Zohľadňuje sa vzájomný uhol dvoch vektorov.
V sieti s jalovými zložkami sa uhol zviera medzi vektorovými hodnotami elektrického prúdu a napätí a nazýva sa fázový posun. Ak sa hodnoty pripojených záťaží v čase nemenia, hodnota posunu bude vždy konštantná. Nemennosť ukazovateľa sa využíva pri výpočte elektrického vedenia a analýze výkonnosti.
Keď je na cievke navinutých veľa závitov drôtu, menovité napätie sa zvyšuje úmerne počtu závitov. Tento fenomén viedol k rozvoju generátorov, ktoré dodávajú elektrickú energiu spotrebiteľom. Pre účinok magnetického poľa sa niekedy inštaluje niekoľko cievok. Magnetické pole statora prechádza súčasne cez 3 cievky na jednu otáčku rotora, čo vedie k zvýšeniu výkonu generátora. Vďaka tomu je možné napájať 3 používateľov súčasne.
Čo je to fázové napätie?
V trojfázovej sieti vo väčšine krajín je napätie 220 V. Fázové napätie sa meria v medzere medzi fázami na začiatku a na konci vedenia. Prakticky je to hodnota v strede neutrálneho vodiča a namáhaného kábla. Pri zapojení do hviezdy sa hodnoty sieťových a fázových prúdov nelíšia.
Fázové napätie - je napätie medzi nulovým vodičom a jedným z fázových vodičov (220 V).
Symetrický systém vylučuje prítomnosť neutrálneho vodiča, pri asymetrickej metóde je neutrálny vodič zachovaný v pomere k zdroju. Pri druhom spôsobe sú do obvodu často zapojené svietidlá a vyžaduje sa nezávislá prevádzka 3 pracovných káblov, potom sú svorky prijímača zapojené v štýle delta.
Medzifázové napätie sa používa v sektore bytov s obchodmi alebo kanceláriami na prízemí. Týmto spôsobom je možné napájať komerčné priestory napájacie káble aby sa zabezpečilo 380 V. Vo výškových budovách toto pripojenie zabezpečuje výťahy, eskalátory a priemyselné chladničky. Zapojenie je pomerne jednoduché, keďže do obydlia vedie nulový a záťažový vodič a do verejných priestorov vedú 3 pracovné káble a nulový vodič.
Rozdiel medzi trojfázovým prúdom a jednofázovým prúdom je v tom, že sieťovou hodnotou je výkon vedenia a parametrami relevantnými pre záťaž sú fázové napätia. Od stanice k odberateľovi sa vedie vedenie vrátane pracovných vodičov a nulového vodiča. Meniče sú umiestnené na začiatku a na konci obvodu, aby sa znížil únik, ale to nemení obraz. Nulový vodič zachytáva a prenáša k používateľovi uvedený potenciál prijatý na výstupe. Výkon v zaťaženom vodiči sa generuje na základe hodnoty v nulovom vodiči.
Veľkosť fázového napätia sa zisťuje a vzniká vo vzťahu k stredu spojenia vinutia, neutrálnemu vodiču. V trojfázovom obvode, ktorý je symetrický vzhľadom na záťaže, sa nulou prenáša prúd s minimálnymi hodnotami. Na výstupe takéhoto vedenia sú vodiče pod záťažou zafarbené konvenčným štandardné farby:
- Jadro L1 - hnedé
- drôt L2 - čierny;;
- kábel L3 - sivý
- neutrálny oplet N - modrý
- žlté alebo zelené - určené pre uzemnenie.
Takéto výkonné linky sa prenášajú k veľkým spotrebiteľom - celým štvrtiam, továrňam. V prípade malých prijímačov sa inštaluje jednofázové vedenie, ktoré obsahuje zaťažený vodič a pomocnú nulu. Ak je rozloženie výkonu v jednofázových vetvách rovnomerné, v trojfázovej konštrukcii je rovnováha. Pri smerovaní vetiev komponentov sa predpokladá napätie medzi fázou a nulou jedného vodiča.
Aké je sieťové napätie?
V trojfázovej sieti je možné izolovať ďalšie napätie pripojením prepojky medzi 2 zaťažené káble. Jeho hodnota je vyššia, pretože ide o priemet dvoch vektorov do súradnicovej roviny, ktoré medzi sebou zvierajú uhol 120°. Prídavok k hodnote fázového napätia je 73 % alebo sa vypočíta ako √3-1. Všeobecne uznávané sieťové napätie na elektrickom vedení je vždy 380 voltov.
Sieťové napätie - je napätie medzi dvoma fázovými vodičmi (380 V).
Napätie sa počíta medzi fázami alebo medzi fázovými vodičmi. Pri inštalácii obvodu vznikajú ťažkosti pri nepresnosti výpočtu vodiča, čo niekedy spôsobuje poruchu. Schémy zapojenia sa líšia spôsobom kombinácie zaťažených vodičov a zdroja elektrickej energie. Výhody jednofázového systému sú:
- Bezpečná prevádzka zariadenia, pretože nebezpečenstvo poškodenia hrozí od 1 kábla;
- Systém sa používa na efektívne zapojenie, výber prevádzkových princípov, výpočet parametrov a meranie.
Výpočty systému sú jednoduché, založené na štandardných fyzikálnych vzorcoch. Na meranie výkonu obvodu sa používa multimeter. Charakteristiky fázového spojenia sa určujú pomocou špeciálnych voltmetrov, snímačov prúdu.
Lineárne napätie vzniká, keď v ponorke tečie elektrický prúd pri kombinácii zdroja energie a prijímača. Fázové napätia sa menia aj pri poklese výkonu v oblasti medzi výstupom generátora a spotrebičom. Ak poznáme parametre vedenia, nie je ťažké vypočítať hodnotu fázového napätia.
Hlavné špecifiká:
- Pri zapojovaní nie sú potrebné žiadne profesionálne zariadenia, stačí skrutkovač so zabudovaným indikátorom;
- Pri pripájaní vodičov sa nepoužíva nula - vďaka nulovému vodiču nehrozí nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom;
- obvod je použiteľný pre jednosmerné siete a striedavé vedenia;
- jednofázové pripojenie sa vykoná v trojfázovom vedení, ale nie naopak.
Používanie sieťových a fázových napätí
Elektrické obvody sa vyrábajú v jednosmernom a striedavom prúde. Na pripojenie zdroja elektrickej energie k spotrebiteľovi sa častejšie používajú trojfázové obvody striedavého prúdu. Tento typ prúdu má niekoľko výhod
- Náklady na prenos sú nižšie;
- Je možné generovať hnaciu silu pre asynchrónne zariadenia (výťahy, zdvíhacie zariadenia);
- Lineárne a fázové napätia sa môžu používať súčasne.
Na pripojenie generátory Sieťové napätie je pripojené buď do delta, alebo do hviezdy. V prvej verzii sú vinutia zapojené sériovo, pričom začiatok fázy a koniec druhej fázy sú spojené. Obvod umožňuje niekoľkonásobné zvýšenie napätia. V druhom prípade sú počiatočné úseky vinutí spojené do spoločného bodu, nedochádza k zvýšeniu výkonu.
Klasifikácia elektrickej siete podľa zloženia prevádzkových prvkov:
- aktívne;
- pasívne;
- lineárne;
- Nelineárne.
Použitím 4 káblov v rozvodnici je možné zmenou zapojenia využívať súčasne sieťové aj fázové prúdy, čo rozširuje rozsah aplikácií. Trojfázové kmene sa považujú za univerzálne, pretože sa k nim pripájajú veľké záťaže, napr. 10 V sieť. Ak je k vedeniu pripojený vhodný prijímač, napr. trojfázový elektromotor, jeho mechanický výkon dosahuje hodnoty 3-krát vyššie ako pri jednofázovej jednotke.
V sektore viacčlenných rodín sú hlavnými odberateľmi domáce spotrebiče a zariadenia napájané napätím 220 V. Vyžaduje sa rovnomerné oddelenie vodičov od záťaže, preto sú ploché vodiče zapojené šachovnicovo. V súkromných domácnostiach sa uplatňuje koncepcia rozloženia zaťaženia každého kábla zo všetkých domácich spotrebičov a zariadení. Zohľadňujú sa prúdy vo vedení, ktoré sa prenášajú pri zapnutí maximálneho počtu spotrebičov.
Zapojením rovnakých elektromotorov do siete s 1 alebo 3 fázami je možné dosiahnuť rozdiel v ich prevádzkovom výkone. Ak navyše zvolíte účinný spôsob pripojenia, výstupné hodnoty sa strojnásobia. Vzhľadom na vzťah medzi fázovými prúdmi a sieťovými prúdmi by sa vinutia mali dimenzovať na zvýšené hodnoty. Relatívna hodnota rozdielu nábojov medzi zaťaženými vodičmi je vždy väčšia ako podobná hodnota medzi fázou a nulovým vodičom. Hlavným rozdielom medzi lineárnou napäťovou charakteristikou a fázovou výkonovou charakteristikou sú výsledné napätia.
Klasickým príkladom použitia oboch napätí je pripojenie pri inštalácii trojfázového generátora. Používajú sa sekundárne vinutia a primárne vinutia zapojené podľa jednej zo schém. Vzťah medzi sieťovým napätím a hodnotou fázy v delta zapojení pomáha vyrovnať prúd a oba výkony sa takmer vyrovnajú. Motory, meniče a transformátory sú zapojené podobným spôsobom. transformátory.
Pri zapojení do hviezdy sa všetky kontakty vinutia spoja do jedného obvodu pomocou prepojok. Vodiče vedú v tomto obvode prúd a napätie sa prenáša na aktívne svorky a kontakty.
Súvisiace články:
