Что такое фаза тока: Страница не найдена

Что такое «фаза», «ноль» и «земля», и зачем они нужны.

Начнём с основ.
Допустим, на электростанции, вращается магнит (для примера — обычный, а в реальности — электромагнит), называемый «ротором», а вокруг него, на «статоре», закреплены три катушки (размазаны по статору).


Вращает этот магнит, скажем, поток воды на ГидроЭлектроСтанции.





Поскольку в таком случае магнитный поток, проходящий через катушки, меняется, то в катушках создаётся напряжение.
Каждая из трёх катушек — отдельная цепь, и в каждой из этих трёх цепей возникает одинаковое напряжение, сдвинутое на треть окружности друг относительно друга.
Получается «трёхфазный генератор».


Можно было бы с одной такой катушки два провода просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитывать.


Но можно сделать экономнее: зачем тащить два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить, а от второго конца вести провод в дом.
Этот провод назовём «фазой».

В доме этот провод подсоединить к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки — заземлить.
Получим то же самое электричество.

Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: (например) левые концы катушек соединим вместе тут же, и заземлим.
А оставшиеся три провода и потянем к потребителю.
Получится, мы тянем к потребителю три «фазы».
Вот мы и получили «трёхфазный ток».
Точнее, генератор «трёхфазного тока».
Это «трёхфазное» напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой).


«Трёхфазный ток» был изобретён Николой Теслой.


Передача электричества в виде трёхфазного тока, некоторые говорят, экономичнее (я не знаю, чем), и там ещё, говорят, у него есть разные преимущества над обычным током для промышленного применения.
Например, все вращающиеся штуки на заводах — станки там, двигатели, насосы, и прочее — сделаны именно для трёхфазного тока, поскольку гораздо легче построить вращающуюся хрень на трёхфазном токе: достаточно просто точно так же подсоединить эти три фазы к трём катушкам на окружности, и в центр вставить металлический стержень с рамкой — и будет он сам крутиться, как только пойдёт ток.
Такой агрегат называется «трёхфазным двигателем».
Поскольку изначально электричеством заморачивались именно на заводах (не было тогда ещё в домах компьютеров, холодильников и люстр), то исторически всё идёт от промышленности в первую очередь.
Поэтому, видимо, ток из электростанции в ЛЭП пускают всегда трёхфазным, с напряжением 35 килоВольтов между фазами (а ток — около трёхсот Амперов).

Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак.
Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение.
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).
Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока наращивая напряжение.
Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не что-то отдельное, поэтому его не волнует, каким образом эта мощность к нему в дом попадёт.

Кстати, интересный момент: над силой тока в линии электропередачи мы вообще говоря не властны: сила тока — это мера того, как сильно ток течёт по проводам.
Можно сравнить это с силой тока холодной воды по трубам: если все краны включат в ванных, то сила тока воды будет очень большой, а если, наоборот, все краны свои закроют, то вода по трубам вообще не будет течь, и мы никак не можем управлять этой силой тока.
А вот напряжению тока вообще без разницы, потребляет ли кто-нибудь ток, или нет — оно полностью в нашей власти, и только мы можем им управлять.

Поэтому в ЛЭП за основу берётся именно напряжение тока, и именно с ним работают: перед передачей тока по проводам, излишнюю силу тока, выработанного электрогенератором, перегоняют в напряжение, а при приёме тока в «подстанции» во дворе вашего дома — наоборот, излишнее напряжение перегоняют обратно в силу тока, поскольку весь путь успешно пройден током с минимальными потерями.

Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под проводом, или ещё чего-нибудь).

Кстати, забавное видео про короткое замыкание на линии ЛЭП:



Теперь рассмотрим подробнее «трёхфазный ток».
Это три провода, по которым течёт одинаковый ток, но сдвинутый на 120 градусов (треть окружности) друг относительно друга.
Какое напряжение у этого тока?
Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.
Напряжением трёхфазного тока называется напряжение между двумя его фазами («линейное» напряжение).
Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется соединением по схеме «звезда»), мы получили «нейтраль» (G на рисунке).
В ней, как нетрудно догадаться (или посчитать по формулам тригонометрии) напряжение равно нулю.

Пока просто попробуем подключить генератор к нагрузке, стоящей рядом.
Если все три выходящие из генератора линии соединить, через сопротивления, во вторую «нейтраль» (точка G), то мы получим так называемый «нулевой провод» (от G до M).




Зачем нам нужен нулевой провод?
Можно было бы дома просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки, а другой шпенёк вилки соединять с землёй, и чайник бы кипел.
Вообще, как я понял, так и делают в старых советских домах: там есть только фаза и земля в квартирах.
В новых же домах в квартиры входят уже три провода: фаза, земля и этот «ноль».
Это европейский стандарт.
И правильно соединять именно фазу с нулём, а землю вообще оставить в покое, отдав ей только роль защиты от удара током («заземление»).
Потому что если все на землю ещё и ток будут пускать, то само заземление станет опасным — абсурд получится.
Ещё некоторые мысли по поводу того, зачем нужны все три провода, есть в конце этой статьи, можете сразу пролистать и прочитать.

Теперь попробуем посчитать напряжение между фазой и «нейтралью».
Вот ещё ссылка с расчётами.
Пусть напряжение между каждой фазой и «нейтралью» равно U.
Тогда напряжение между двумя фазами равно:
U sin(a) — U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
То есть, напряжение между двумя фазами в √3 раз больше напряжения между фазой и «нейтралью».
Поскольку наш трёхфазный ток на подстанции имеет напряжение 380 Вольт между фазами, то напряжение между фазой и нулём получается равным 220 Вольтам.
Для этого и нужен «ноль» — для того, чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети, иметь напряжение в 220 Вольт — ни больше, ни меньше.
Если бы не было нулевого провода, то при разной нагрузке на каждую из фаз возник бы «перекос» (об этом ближе к концу статьи), и у кого-то что-то могло бы сгореть.

Ещё один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали у генератора.


А откуда взять нейтраль на дворовой подстанции?
В дворовой подстанции трёхфазное напряжение снижается (трёхфазным) трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.
Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на рисунке.
Поэтому их тоже можно друг с другом соединить, и получить «нейтраль» на подстанции. А из нейтрали — «нулевой провод».

Таким образом, из подстанции выходят «фаза», «ноль» и «земля», идут в каждый подъезд (своя фаза в каждый подъезд, наверное), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки.

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: «фаза», «ноль» («нейтраль») и «земля».
«фаза» — это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт).
«ноль» — это провод от (заземлённой — воткнутой в землю — на подстанции) «нейтрали».
«земля» — это провод от заземления (скажем, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю).

По подъездам получается такая разводка (если предположить, что подъезд = квартира):



На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках — в конце подъезда, после того, как они пройдут по всем квартирам — вообще не соединены никуда.
Потому что если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на «ноль», то ток гулял бы себе по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления, и в квартиры (под нагрузку) вообще бы не заходил.
А так, он вынужден будет идти через квартиры.
И делиться будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока — тем больше, чем больше нагрузка.
То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти «каждому по потребностям» (и проходить через счётчик, который это всё будет считать).
Но для того, чтобы ток был постоянным по мере включения и отключения новых потребителей, нужно, чтобы сила тока в общем проводе каждый раз сама подстраивалась под подлюченную нагрузку.

Что может быть, если все включат обогреватели зимним вечером?


Ток в ЛЭП может превзойти допустимые пределы, и могут либо провода загореться, либо электростанция сгорит (что и было несколько раз в москве, но летом).

Есть ещё один вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было бы тянуть только два — фазу и ноль или фазу и землю?

Фазу и землю тянуть не получится (в общем случае).
Это выше мы посчитали, что напряжение между фазой и нулём всегда равно 220 Вольтам.
А вот чему равно напряжение между фазой и землёй — это не факт.
Если бы нагрузка на всех трёх фазах всегда была равной (см. схему «звезды»), то напряжение между фазой и землёй было бы всегда 220 Вольт (просто вот такое совпадение).
Если же на какой-то из фаз нагрузка будет значительно больше нагрузки на других фазах (скажем, кто-нибудь включит супер-сварочную-установку), то возникнет «перекос фаз», и на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить вплоть до 380 Вольт.
Естественно, техника (без «предохранителей») в таком случае горит, и незащищённые провода тоже, что может привести к пожару.
Точно такой же перекос фаз получится, если провод «нуля» оборвётся или отгорит на подстанции.
Поэтому в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме нужен провод «земли»?
Для того, чтобы «заземлять» корпусы электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), для того, чтобы от них не било током.
Приборы тоже иногда ломаются.
Что будет, если провод фазы, где-нибудь внутри прибора, отвалится и упадёт на корпус прибора?
Если корпус прибора вы заранее заземлили, то возникнет «ток утечки» (упадёт ток в основном проводе фаза-ноль, потому что почти всё электричество устремится по пути меньшего сопротивления — по почти прямому замыканию фазы на ноль).
Этот ток утечки будет замечен «Устройством Защитного Отключения» (УЗО), и оно разомкнёт цепь.
УЗО наблюдает за входящим в квартиру током (фаза) и изходящим из квартиры током (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.
Если эти токи разные — значит, где-то «протекает»: где-то фаза имеет какой-то контакт с землёй.
Если эта разница резко подскакивает — значит, где-то в квартире фаза замкнула на землю.
Если бы в щитке не стояло УЗО, и вышеупомянутый провод фазы внутри корпуса, скажем, компьютера, отвалился бы, и замкнулся бы на корпус компьютера, и лежал бы так себе, а, потом, через пару дней, человек стоял бы рядом, и разговаривал по телефону, оперевшись одной рукой на корпус компьютера, а другой рукой — скажем, на батарею отопления, то догадайтесь, что бы стало с этим человеком.
Так что «земля» тоже нужна.

Поэтому нужны все три провода: «фаза», «ноль» и «земля».

В квартире к каждой розетке подходит своя тройка проводов «фаза», «ноль», «земля».
Например, из щитка на лестничной площадке выходят три этих провода (вместе с ними ещё телефон, витая пара для интернета и мб какое-нибудь кабельное ТВ), и идут в квартиру.
В квартире на стене висит внутренний щиток.
Там на каждую «точку доступа» к электричеству стоит свой «автомат».
От каждого автомата своя, отдельная, тройка проводов уже идёт к «точке доступа»: тройка к печке, тройка к посудомойке, тройка на зальные розетки и свет в люстре, и т.п..
Каждый «автомат» изготовлен на заводе под определённую максимальную силу тока.
Поэтому он «вырубается», если вы даёте слишком большую нагрузку на «точке доступа» (например, включили слишком много всего мощного в розетки в зале).
Также, автомат «вырубится» в случае «короткого замыкания» (замыкания фазы на ноль), чем спасёт вашу квартиру от пожара.
Вас самих он не спасёт (слишком медленный). Вас спасёт толькоУЗО.

Под конец, просто так, напишу немного про «трансформатор» (читать не обязательно).



Я пробовал несколько раз понять, как он работает, но так и не понял…

Сила тока в цепи всегда подстраивается под подключённую нагрузку.
Для понимания этого факта можно рассмотреть, как работает трансформатор на подстанции.

Трансформатор — это сердечник, на котором две катушки: по одной ток входит, а по другой — выходит.



Если мы не выводим оттуда ток, то вводящая катушка — сама по себе, и она создаёт магнитный поток, который в свою очередь создаёт «сопротивляющееся напряжение» (это называется «ЭДС самоиндукции»), равное напряжению во вводящей цепи, и сводящее его в ноль.
Это «природное» свойство катушки («индуктивности») — она всегда сопротивляется какому бы то ни было изменению напряжения.
И по подключенному участку вводящей цепи ток практически не идёт (этот участок отводится от ЛЭП параллельно, чтобы, если в нём ток пропадёт, то у всех остальных ток остался), и практически нет потерь на таком «холостом ходу» трансформатора.

Потеряется только малость энергии, в том числе энергия, потраченная на «гистерезис» сердечника и на разогрев сердечника вихревыми токами (поэтому особо мощные трансформаторы погружают в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяясь по сердечнику внутрь выводящей катушки, создаёт в ней тоже напряжение, которое могло бы вызвать протекание тока, но поскольку в данном случае к выводящей цепи мы ничего не подключили, то тока там не будет.

Если же мы начинаем выводить ток — замыкаем выводящую цепь — то по выводящей катушке начинает идти ток, и она тоже начинает создавать своё магнитное поле в сердечнике, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции вводной катушки уменьшается, и более не компенсирует напряжение во вводной цепи, и по вводной цепи начинает течь ток. Ток нарастает до тех пор, пока магнитный поток «не станет прежним». Как это — я хз, в википедии так написано, а сам я так и не понял, как этот трансформатор работает.

Поэтому получается, что ток на выходе из трансформатора сам себя регулирует: если нет нагрузки, то там не течёт ток; если есть нагрузка — то ток течёт соответствующий нагрузке.
И если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не «вырубается», так как сила тока тут же подстраивается под нас — потребителей электроэнергии.

5. Фаза переменного тока | 1. Основы теории переменного тока | Часть2

5. Фаза переменного тока

Фаза переменного тока

Наша задача немного усложнится, если мы попытаемся связать два (или более) переменных тока или напряжения, которые «идут не в ногу друг с другом». «Идут не в ногу друг с другом» подразумевает, что две волны не синхронизированы: их пики и нулевые значения не совпадают в один и тот же момент времени:

 

 

Показанные на данном рисунке две волны имеют одинаковую амплитуду и частоту, но они не идут в ногу друг с другом. С технической точки зрения такое положение дел называется сдвигом фаз. Ранее мы с вами рассматривали, как можно построить «синусоиду» путем вычисления синусоидальной функции в диапазоне от 0 до 360 градусов. Отправная точка синусоиды имела нулевую амплитуду и находилась в нулевом градусе, далее она двигалась к пиковой положительной амплитуде на 900, затем к нулю на 1800, потом к пиковой отрицательной амплитуде на 2700, и наконец возвращалась к нулю на 3600. Мы можем использовать градусы на горизонтальной оси графика, чтобы с их помощью выразить сдвиг фаз между двумя волнами:

 

 

Сдвиг фаз между этими волнами составляет около 45 градусов: волна «А» значительно опережает волну «В». На следующем рисунке приведено еще несколько примеров различных сдвигов фаз:

 

 

Поскольку рассмотренные выше волны имеют одинаковую частоту, сдвиг фаз для их будет одинаковым в любых соответствующих точках в любой момент времени. По этой причине сдвиг фаз для двух и более волн одинаковой частоты можно выразить как постоянную величину применимую ко всей волне. То есть, можно с уверенностью сказать что то вроде следующего: Напряжение «А» на 45 градусов не совпадает по фазе с напряжением «B». Про ту волну, которая находится впереди, можно сказать что она «опережает», а про ту волну, которая находится позади, можно сказать что она «отстает».

Сдвиг фаз можно измерить только между несколькими волнами (двумя и более). Обычно, при анализе цепи переменного тока, в качестве основы для определения фазы волны используется напряжение источника питания, величина которого обозначается как «ХХХ вольт при 0 градусов». Любое другое напряжение (или ток) этой цепи будет иметь сдвиг фазы, выраженный по отношению к данному источнику питания.

То, что мы рассмотрели в данной статье, делает расчеты цепей переменного тока более сложными, чем расчеты цепей постоянного тока. При применении законов Ома и Кирхгофа, величина переменного напряжения (тока) должна включать в себя  и амплитуду и сдвиг фаз. Соответственно, математические операции сложения, вычитания, умножения и деления должны применяться как к сдвигу фаз, так и к амплитуде. К счастью, существует математическая система исчислений, называемая комплексными числами, которая идеально подходит для выполнения этой задачи.

Фаза сигнала переменного тока

Добавлено 13 октября 2019 в 00:23

Сохранить или поделиться

Всё начинает усложняться, когда нам нужно связать два или более напряжения или тока переменного тока, которые «не идут в ногу» друг с другом. Под «не идут в ногу» я подразумеваю, что два сигнала не синхронизированы: их пики и нулевые точки не попадают в одни и те же моменты времени. График на рисунке ниже иллюстрирует пример этого.

Рисунок 1 – Два сигнала, не совпадающие друг с другом по фазе

Две волны, показанные выше (А и В), имеют одинаковую амплитуду и частоту, но «не идут в ногу» друг с другом. Техническими терминами это называется сдвигом фазы. Ранее мы видели, как можно построить «синусоидальную волну», рассчитав тригонометрическую функцию синуса для углов в диапазоне от 0 до 360 градусов, полный круг. Начальная точка синусоидальной волны была нулевой амплитуды при нулевых градусах, продвигающейся до полной положительной амплитуды при 90 градусах, до нулевой амплитуды при 180 градусах, до полной отрицательной амплитуды при 270 градусах и обратно в начальную точку с нулем при 360 градусах. Мы можем использовать эту шкалу углов на горизонтальной оси графика, чтобы определить, насколько сигналы различаются по фазе. Рисунок ниже.

Рисунок 2 – Волна А опережает волну В на 45°

Сдвиг фазы между этими двумя сигналами составляет около 45 градусов, волна «А» опережает волну «В». Чтобы лучше проиллюстрировать эту концепцию, на следующих графиках приведен ряд примеров сдвигов фаз.

Рисунок 3 – Сдвиг фазы = 90°.
«A» опережает «B»Рисунок 4 – Сдвиг фазы = 90°.
«B» опережает «A»Рисунок 5 – Сдвиг фазы = 180°.
«A» и «B» представляют собой зеркальные отражения друг другаРисунок 6 – Сдвиг фазы = 0°.
«A» и «B» идеально синхронизированы друг с другом

Поскольку сигналы в приведенных выше примерах имеют одинаковую частоту, они будут расходиться по фазе на одну и ту же величину в любой момент времени. По этой причине мы можем выразить сдвиг фазы для двух или более сигналов одной и той же частоты как постоянную величину для всей волны, а не просто как значение сдвига между двумя любыми конкретными точками на формах сигналов. То есть можно с уверенностью сказать что-то вроде: «напряжение «A» отличается по фазе от напряжения «B» на 45 градусов». Про ту волну, которая находится впереди, можно сказать что она «опережает», а про ту волну, которая находится позади, можно сказать что она «отстает».

Сдвиг фазы, как и напряжение, всегда является относительным измерением, то есть между двумя сигналами. На самом деле не существует такого понятия, как сигнал с абсолютным значением фазы, потому что не известен универсальный эталон для фазы. Обычно при анализе цепей переменного тока в качестве эталона фазы используется сигнал напряжения источника питания, причем это напряжение указывается как «ххх вольт при 0 градусах». Любое другое напряжение или ток переменного тока в этой цепи будет иметь свой сдвиг фазы, выраженный относительно этого источника напряжения.

Это то, что делает вычисления цепей переменного тока более сложными, чем цепей постоянного тока. При применении закона Ома и законов Кирхгофа величины переменного напряжения и тока должны отражать как амплитуду, так и сдвиг фазы. Математические операции сложения, вычитания, умножения и деления должны оперировать этими величинами амплитуды, а также сдвига фазы. К счастью, существует математическая система счисления, называемая комплексными числами, идеально подходящая для этой задачи представления амплитуды и фазы.

Поскольку тема комплексных чисел настолько важна для понимания цепей переменного тока, следующая глава будет посвящена только этой теме.

Резюме

  • Сдвиг фазы – это когда два или более сигналов не синхронизированы друг с другом.
  • Величина сдвига фазы между двумя волнами может быть выражена в градусах, и это значение в градусах может быть определено по горизонтальной оси графика формы волны, используемого при построении тригонометрической функции синуса.
  • Опережающий сигнал определяется как один сигнал, опережающий другой по нарастанию. Отстающий сигнал – тот, который позади другого. Пример: Рисунок 7 – Сдвиг фазы = 90°.
    «A» опережает «B», «B» отстает от «A»
  • Расчеты для анализа цепей переменного тока, чтобы быть полностью точными, должны учитывать как амплитуду, так и сдвиг фазы сигналов напряжения и тока. Это требует использования математической системы, называемой комплексными числами.

Оригинал статьи:

Теги

Для начинающихСдвиг фазы

Сохранить или поделиться

Перекос фаз | Полезные статьи

Сочетание слов «перекос фаз» для простого обывателя, далекого от электротехники, чаще ни о чем не говорит. Этот специфический профессиональный термин применяется для сетей с глухозаземленной нейтралью до 1 кВ в кругах специалистов соответствующих отраслей, например, электроэнергетики. Если следовать определениям в нормативной документации в части качества электроэнергии, то перекос фаз в трехфазной сети не что иное, как состояние системы энергоснабжения переменного тока, в которой среднеквадратические значения основных составляющих междуфазных напряжений или углы сдвига фаз между ними не равны между собой.
 
Как это сказывается на потребителе электроэнергии, который столкнулся с этим по воле случая, какие вызывает перекос фаз последствия? А вопросы начинают появляться, когда домашнее электрооборудование начинает нестабильно функционировать с отказами или вовсе выходить из строя. При повышении напряжения изоляция приборов и ветхой проводки может не выдержать, они выходят из строя.  При понижении напряжения энергопотребляющее оборудование либо совсем не функционируют, либо не развивает необходимую мощность, потребляя из сети больший ток и перегреваясь, как разного рода двигатели. Самый яркий и очевидный пример – свечение ламп накаливания вполнакала.

Разберем самые распространенные ситуации, которые провоцируют перекос фаз причины их возникновения:

— неравномерное распределение однофазной нагрузки по фазам, как самая распространенная причина. Часто является ошибкой проектных институтов и монтажных и эксплуатирующих организаций при распределении нагрузки потребителей;
— обрыв нейтрали, либо повышенное сопротивление в ее цепи, вследствие наличия плохого качества контактных болтовых соединений, скруток или недостаточного сечения нулевого провода, а также высокое сопротивление заземляющих устройств в питающей сети или их отсутствие вовсе.

Но как самостоятельно определить допустимый перекос фаз? В соответствии с п.4.2.5 актуального на сегодняшний момент ГОСТ 32144-2013 показателями качества в случае несимметрии являются коэффициенты несимметрии напряжений по обратной последовательности и по нулевой последовательности, для которых в документе установлены нормы. Увы, воспроизвести такие измерения обычному потребителю скорее не под силу, ввиду отсутствия специального оборудования и необходимости выполнения измерений по интервальной методике в течение недели. 
 
При наличии трехфазного ввода в дом можно только ориентировочно оценить разность напряжений по фазам, проведя простейшие измерения мультиметром, которые тоже нельзя считать истиной в последней инстанции, так как конфигурация сети 0,4 кВ динамично меняется в течение суток, в том числе из-за подключения и отключения нагрузок соседей по улице или дому.
 
В подавляющем большинстве случаев потребитель в пределах своей электроустановки никак не может изменить ситуацию при отклонениях. Так как озвученные выше причины, по которым возникает несимметрия токов и напряжений, находятся в сфере деятельности и управления поставщика электроэнергии. Состояние электрических сетей оставляет желать лучшего, а также иногда при строительстве сетей применяются несоответствующие требованиям и проекту материалы и оборудование.

Ситуацию с перекосом фаз можно исправить, выполнив ряд таких базовых технических мероприятий, как:

— равномерное перераспределение однофазных нагрузок бытового сектора, питающихся от одной ВЛ-0,4 кВ, по фазам;
— замена провода ВЛ-0,4 кВ на провод с большим сечением;
— проверка и ревизия заземляющих устройств опор ВЛ -0,4 кВ и ТП 6-10/0,4 кВ;
— применение при модернизации сетей силовых трансформаторов со схемой соединений Y/Zн (звезда-зигзаг) вместо Y/Yн (звезда-звезда), позволяющей сглаживать неравномерность распределения нагрузки за счет более низкого сопротивления нулевой последовательности, или симметрирующих трансформаторов.

Так что, единственная рекомендация в случае выявления фактов отклонения напряжений и связанных с этим повреждений электрооборудования — обращаться в энергоснабжающую организацию на основании предоставляемых законом правами требований к качеству предоставляемых услуг и товаров.

| Fluke

Talk to a Fluke sales expert

Связаться с Fluke по вопросам обслуживания, технической поддержки и другим вопросам»

What is your favorite color?

Имя *

Фамилия *

Электронная почта *

Компания *

Номер телефона *

Страна * — Пожалуйста, выберите значение -United States (Estados Unidos)CanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosБеларусь (Belarus)Belgien/Belgique (Belgium)BelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaireBosnia and HerzegovinaBouvet IslandBotswanaBrasil (Brazil)British Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicČeská republika (Czech Republic)ChadChile中国 (China)Christmas IslandCittà Di VaticanCocos (Keeling) IslandsCook IslandsColombiaComorosCongoThe Democratic Republic of CongoCosta RicaCroatiaCyprusCôte D’IvoireDanmark (Denmark)Deutschland (Germany)DjiboutiDominicaEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEspaña (Spain)EstoniaEthiopiaFaroese FøroyarFijiFranceFrench Southern TerritoriesFrench GuianaGabonGambiaGeorgiaGhanaGilbralterGreeceGreenlandGrenadaGuatemalaGuadeloupeGuam (USA)GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelIslas MalvinasItalia (Italy)Jamaica日本 (Japan)JordanKazakhstanKenyaKiribati대한민국 (Korea Republic of)KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMéxico (Mexico)MicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMonserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNederland (Netherlands)Netherlands AntillesNepalNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorge (Norway)Norfolk IslandNorthern Mariana IslandsOmanÖsterreich (Austria)PakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPerú (Peru)PhilippinesPitcairn IslandPuerto RicoРоссия (Russia)Polska (Poland)Polynesia (French)PortugalQatarRepública Dominicana (Dominican Republic)RéunionRomânia (Romania)RwandaSaint HelenaSaint Pierre and MiquelonSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and The GrenadinesSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSchweiz (Switzerland)SenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and The South Sandwich IslandsSouth SudanSri LankaSudanSuomi (Finland)SurinameSvalbard and Jan MayenSverige (Sweden)SwazilandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTokelauTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTürkiye (Turkey)TurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVirgin Islands (British)Virgin Islands (USA)VenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaWestern SamoaYemenZambiaZimbabwe

Почтовый индекс *

Интересующие приборы

iGLastMSCRMCampaignID

?Отмечая галочкой этот пункт, я даю свое согласие на получение маркетинговых материалов и специальных предложений по электронной почте от Fluke Electronics Corporation, действующей от лица компании Fluke Industrial или ее партнеров в соответствии с политикой конфиденциальности.

consentLanguage

Политика конфиденциальности

Значения трехфазного тока в 3-фазной или многофазной системе

Разделение значений трехфазного тока в трехфазной системе

Для понимания разделения трехфазного тока в трехфазной системе можно отметить следующие моменты.

1. Стрелки, показанные рядом с трехфазным током ( I R , I Y и I B ) на рис. но показывает текущие направления, когда мы предполагаем их положительными.Можно отметить, что не существует момента, когда направление всех трех фазных токов одинаково, т. е. не существует возможного момента, когда все три фазных тока одновременно идут или выходят в общую точку.

Символы со стрелками показывают, что первый ток выходит из фазы R , затем, после времени фазы 120°, этот ток покидает фазу Y , а для следующих 120° он покидает фазу B .

2. В любом одном или двух проводниках выходной ток равен входному току в этом проводнике (или проводниках).Другими словами, каждый проводник обеспечивает обратный путь для токов других проводников. Таким образом, текущее деление постоянно меняется в трех строках. Следовательно, алгебраическая сумма трех токов равна Ноль (0) в любой момент времени.

Рис. Значения трехфазного тока в трехфазной системе.

Объяснение трехфазных токов в многофазной системе:

Трехфазные токи показаны на приведенном выше рисунке с тем же пиковым значением, что и 8A , но смещены друг от друга на 120° .

На рисунке выше в точке «а» значения токов в фазах R и B равны +4A и направление этих токов наружу, а значение тока фазы Y равно -8A . Его средний ток фазы Y обеспечивает обратный путь к токам фаз R и B .

Аналогично,

  • В точке «b» = I R =+6A, I Y = +2A, I B =-8A …. Теперь B обеспечивает обратный путь для токов Y и R
  • В точке «C» = I Y =+6A, I B = +2A, I R =-8A ….Теперь R обеспечивает обратный путь для токов Y и B
  • В точке «d» = I R =0A, I B = +6,9A, I Y =-6,9A …. т.е. Ток B исходит, а Y возвращается с пути Y

Таким образом, можно отметить, что хотя распределение тока в трех фазах непрерывно изменяется , но в любой момент их алгебраическая сумма мгновенных значений равна нулю (0) т.е.

I R + I Y + I B = 0    …………….Алгебраически

Вы также можете прочитать:

Узнать | OpenEnergyMonitor

3-фазное питание

История

Первые электрические системы генерировали постоянный ток с помощью динамо-машины. Вскоре стало понятно, что существуют серьезные ограничения по площади и количеству клиентов, которые могут быть обслужены, и на смену пришел переменный ток, который, как мы все знаем, может быть преобразован из одного напряжения в другое с минимальными потерями. Очень быстро (в 1885 году) итальянец Галилео Феррарис понял, что две обмотки, расположенные под углом друг к другу, могут создавать вращающееся магнитное поле, что очень помогает, когда требуется движение, и всего два года спустя появился трехфазный генератор переменного тока.

Что такое трехфазное питание?

Трехфазное питание состоит из 3 связанных источников напряжения, питающих одну и ту же нагрузку. Это значительное улучшение по сравнению с однофазным или двухфазным питанием. Три волны напряжения или тока следуют друг за другом с разницей в ⅓ цикла, и (в идеале) , если вы суммируете токи вместе в любой момент, они идеально уравновешиваются. Для механической аналогии представьте себе колесо с тремя эластичными лентами, прикрепленными к ободу под углом 120° друг к другу, и все они связаны вместе в центре. Силы там идеально сбалансированы, узел остается в центре колеса.Полосы представляют напряжения или токи, и легко увидеть, что все идеально сбалансировано.

Что еще более важно, мощность непрерывная и постоянная, поэтому трехфазные двигатели работают более плавно (мы все слышали грохот бутылок в холодильнике, который обычно приводится в действие однофазным двигателем, который вибрирует в результате импульсов питания с удвоенной частотой). частота сети).

Есть важные преимущества для энергетических компаний. Если все токи точно сбалансированы, им не нужен нейтральный проводник.Посмотрите на воздушную линию высокого напряжения, и вы увидите 6 пучков основных проводников и один тонкий проводник наверху. Три пучка на одной стороне — это три фазы одной цепи, вторая цепь — на другой стороне, а единственный проводник — это земля, которая, вероятно, имеет оптоволоконную жилу для передачи сигналов и связи. Нет нейтрального проводника. Точно так же можно сэкономить на количестве железа в трансформаторах, потому что магнитные потоки уравновешиваются там, где они встречаются.

Основное преимущество заключается в двигателях. Трехфазные токи создают вращающееся магнитное поле внутри двигателя, поэтому двигатель начинает вращаться сам по себе. Никакого специального механизма не требуется. например Конденсатор фазового сдвига и дополнительная обмотка обычно используются с однофазным двигателем.

Именование

Традиционно в Великобритании три фазы обозначались цветами: красным, желтым (или белым) и синим; с черным для нейтрального и зеленым для земли. Общеевропейская гармонизация в 2004 году привела к тому, что стандарт стал следующим: линия 1 — коричневый, строка 2 — черный, строка 3 — серый, нейтральный — синий, земля — ​​зеленые / желтые полосы.[Подробную таблицу цветов, используемых в разных странах, можно найти здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Three-phase_electric_power].

Примечание. Фазный провод — это «линия», а не «фаза». Под напряжением понимается состояние цепи, нейтральный проводник, по которому течет ток, считается «под напряжением».

Определение трехфазного источника питания

Очевидный способ узнать, есть ли у вас трехфазное питание, — найти счетчик и распределительный щит/потребитель. Не считая зеленых или зелено-желтых кабелей заземления, если у вас есть четыре достаточно толстых кабеля, подсоединенных к счетчику, два из которых идут к вашему потребительскому блоку или блоку предохранителей, у вас нет трехфазного питания.Если у вас есть восемь достаточно толстых кабелей, подсоединенных к счетчику, четыре из которых идут к вашему потребительскому блоку или блоку предохранителей, а ваш главный автоматический выключатель имеет 3 или 4 секции с одним рабочим рычагом, работающим на все три или четыре – это называется 3- полюсный или 4-полюсный автоматический выключатель, то у вас трехфазное питание.

(a) Однофазный счетчик (Великобритания) (b) Однофазный двухполюсный автоматический выключатель (c) Клеммная колодка трехфазного счетчика с 8 основными и 2 вспомогательными клеммами. (d) 3-полюсный автоматический выключатель в 3-фазной установке.(Германия)

Математика трехфазного источника питания

При работе с однофазным сетевым питанием и чисто резистивными (или почти резистивными) нагрузками вполне достаточно обычной математики (V = I.R, P = V² / R и т. д.). Когда учитываются реактивные компоненты (катушки индуктивности, конденсаторы), нам нужно графическое представление, которое поможет нам визуализировать взаимосвязь между напряжением и током в разных частях цепи. Для этого мы используем устройство, называемое «фазор». Фазор — это просто линия, которая имеет длину, направление и вращается.Длина представляет собой величину напряжения или тока, угол представляет его отношение к некоторому эталону (который мы можем выбрать в соответствии с нашими обстоятельствами). Мы можем проиллюстрировать взаимосвязь между тремя напряжениями трехфазного источника питания с тремя векторами, разнесенными на 120°. Если бы мы подключили 3-канальный осциллограф к источнику питания, мы могли бы увидеть что-то вроде этого:

Векторы вращаются с частотой питания. Три вектора отстоят друг от друга на 120°, а три формы волны напряжения отстоят друг от друга на 120° — 1 полный цикл равен 360°.

На схеме показано одно из основных свойств трехфазного источника питания. Если напряжение соответствует стандарту Великобритании 240 В, то есть напряжение между одной линией и нейтралью, это соответствует длине стрелки. Напряжение между любыми двумя фазами явно больше. Тригонометрия покажет, что на самом деле оно в √3 раза больше — расстояние между концами стрелок, поэтому межфазное напряжение составляет 415,7 В (обычно дается как 415 В). Кроме того, междуфазные напряжения сдвинуты по фазе на 30° относительно линейных напряжений.Мощность, отдаваемая трехфазной системой, в три раза превышает мощность на фазу или, при условии единичного коэффициента мощности, 3 × линейное напряжение нейтрали × линейный ток или √3 × междуфазное напряжение × линейный ток.

В настоящее время эта диаграмма иллюстрирует взаимосвязь между тремя напряжениями. Его не нужно ограничивать напряжением, мы можем использовать его и для тока. Его реальная ценность возникает, когда мы показываем и то, и другое вместе.

Влияние несбалансированных нагрузок

Предположим, небольшой завод снабжается электричеством от подстанции.На подстанции нейтраль вторичной обмотки трансформатора заземлена. Кабели питают два завода, первый из которых имеет нагрузки, подключенные между каждой из фаз и нейтралью. Вопрос в том, как это влияет на напряжение, которое получает второй завод?

Обмотки трансформатора подстанции и кабель имеют импедансы (для простоты будем считать, что это только сопротивления, и они равны), которые суммируются и представлены линией R .Мы также предположим, что все заводские нагрузки имеют одинаковое сопротивление.

Комбинация образует делитель напряжения, поэтому напряжение, получаемое первым заводом, уменьшается на коэффициент R , нагрузка / (R , строка + R , нагрузка ). Поскольку нагрузки равны, ток нейтрали отсутствует, поэтому напряжение нейтрали равно нулю.

Если нагрузки неравны, все становится сложнее, поэтому используйте нашу векторную диаграмму. Предположим для ясности на диаграмме, что нагрузка на линию 3 очень мала, но две другие нагрузки очень велики (намного больше, чем допустимо в реальном мире).Векторная диаграмма выглядит так:

На (а) длинные стрелки представляют напряжения холостого хода трансформатора. Напряжение на линии 1 (красная) уменьшается за счет падения напряжения на линии 1 R , в то же время напряжение нейтрали повышается по направлению к линии 1 (короткие стрелки). То же самое происходит и со строкой 2 (желтая). Линия 3 (синяя) несет очень небольшой ток, который мы игнорируем, поэтому ее напряжение остается прежним. В результате (b) нейтральная точка перемещается к середине между линиями 1 и 2 (т.вдали от линии 3) напряжения между линией 1 и нейтралью и между линией 2 и нейтралью значительно уменьшаются, а напряжение между линией 3 и нейтралью значительно увеличивается. Теперь на нейтральном проводнике есть напряжение в противофазе с линией 3. Углы между тремя напряжениями больше не составляют 120 °.

В реальном мире, хотя кабели в первом приближении являются чисто резистивными, этого нельзя сказать об импедансе трансформатора и нагрузке, которые, вероятно, в той или иной степени являются индуктивными.Это будет означать, что векторы падения напряжения больше не параллельны линейным напряжениям, и вводятся дополнительные фазовые сдвиги. Однако принцип остается прежним.

Измерение трехфазной мощности

Для измерения трехфазной мощности вам потребуется 3 ваттметра или — в терминах OpenEnergyMonitor — 3 emonTxs (см. примечание) . Вы просто измеряете три фазы так же, как измеряете три однофазные установки. Вам нужен трансформатор тока и монитор напряжения на каждой фазе, а общая мощность — это сумма 3-х мощностей.

Если у вас 3-проводная симметричная система и нет соединения с нейтралью, то можно показать, что вам нужны только два ваттметра или emonTxs, а общая мощность равна , а сумма двух мощностей равна . В этом случае вы будете измерять линейное напряжение, а не линейное напряжение, поэтому вам нужны трансформаторы напряжения, которые могут безопасно работать при напряжении 440 вольт.

Приблизительный метод оценки трехфазной мощности с помощью немодифицированного emonTx

Если доступ к измерению напряжения трех фаз затруднен или вы не хотите добавлять дополнительное оборудование или использовать 3 emonTx, то это можно сделать с помощью одного emonTx, измеряя напряжение на одной фазе и используя это измерение. для получения приблизительного значения напряжения на двух других фазах.Этот метод предполагает, что напряжения будут относительно близки друг к другу, а фазовые возмущения малы, хотя, как мы видели выше, ни то, ни другое не обязательно имеет место. Если энергосистема достаточно хорошо сбалансирована (что и должно быть), вполне вероятно, что этот метод, тем не менее, будет более точным, чем просто использование номинального предполагаемого напряжения и коэффициента мощности.

Принцип заключается в измерении напряжения первой фазы через определенные промежутки времени (в соответствии с обычными процедурами эскиза и библиотеки).Измеренное напряжение немедленно используется для расчета мощности и т. д. в первой фазе, а затем сразу же сохраняется. Через ⅓ цикла сохраненное значение извлекается и используется с текущим измерением второй фазы для расчета мощности в ней, а через ⅓ цикла после этого с текущим измерением третьей фазы для расчета этой мощности.

Мощность и другие измерения на первой фазе (на которой мы измеряли напряжение) будут точными (в пределах нормы). Точность измерений для двух других фаз ухудшится, прежде всего потому, что, как уже упоминалось, напряжения трех фаз не будут точно следовать друг другу.Существует также неотъемлемое предположение, что фазовые соотношения напряжений остаются постоянными, что не обязательно будет верным, хотя любое изменение здесь вряд ли внесет значительный вклад в какую-либо ошибку.

См. примерную трехфазную прошивку emonTx V3.4

Трехфазный монитор Full Fat с 3 модулями emonTx

Опасности

Основная опасность, конечно же, заключается в более высоком напряжении между линиями — около 400 В. Вероятность того, что поражение электрическим током в результате случайного прикосновения будет смертельным, намного выше.По этой причине не рекомендуется запитывать розетки от разных фаз в одном помещении.

Существует менее очевидная опасность, связанная с тем, что одна фаза может быть отключена, тогда трехфазный двигатель может быть поврежден, поскольку он будет работать только на одной фазе. связанный 3-полюсный или 4-полюсный автоматический выключатель (также размыкающий нейтраль) необходим для любой такой нагрузки. Предохранители — не лучшая идея. Если один предохранитель «перегорает», получается однофазный.

[Решено] В трехфазной резистивной нагрузке, соединенной звездой, фазный ток

концепция:

Соотношение между линейными и фазными напряжениями и токами в сетях, соединенных звездой и треугольником:

Соединение

Соотношение между напряжениями

Связь между токами

Звездочка (Y)

\({V_L} = √3 {V_{ph}}\)

\({I_L} = {I_{ph}}\)

Дельта

\({V_L} = {V_{ph}}\)

\({I_L} = √3 {I_{ph}}\)

 

Применение:

Дано, если одинаковые сопротивления соединены треугольником и применяется одно и то же трехфазное напряжение,

Следовательно,

R (треугольник) = R (звезда)

Схема может быть нарисована как

Сила в звезде и треугольнике определяется как

Для звезды:

P (Звезда) = 3 В ф I ф

P(Звезда) = \(3× \frac{V_L}{√3}×\frac{V_{ph}}{R}=3× \frac{V_L}{√3}×\frac{V_{L }}{√3R}=\frac{V_L^2}{R}\) .2}=20\sqrt3\)

I Δ = 34.2}{R}\) ….. (2)

Следовательно, P(Delta) = P(Star)

Основы трехфазных испытаний – Снижение гармонического тока

Электрический проводник нагревается, когда по нему проходит ток. Если температура достаточно высока, проводник может быть поврежден, поэтому полезно ограничить протекание тока. Трехфазные системы распределения электроэнергии очень эффективны для ограничения тока без снижения мощности, подаваемой на нагрузку. Они делают это, разделяя фазы, а также балансируя нагрузку.Цепь, состоящая из горячих ветвей, сдвинутых по фазе на 120° друг относительно друга, может обеспечить большую мощность через проводники меньшего размера.

Галилео Феррарис, Михаил Доливо-Добровольский, Йонас Венстрем и Никола Тесла в 1880-х годах независимо друг от друга изобрели многофазные системы. Тесла задумал и разработал трехфазную систему и трехфазный асинхронный двигатель.

Идеальные формы сигналов трехфазного напряжения — реальные обычно имеют наложенный шум.

Трехфазное питание обычно вырабатывается в одной из двух конфигураций: звезда или треугольник.Генератор общего назначения имеет три обмотки, расположенные симметрично, так что ток в каждой обмотке отделен от двух других на один и тот же угол сдвига фаз, т.е. одну треть цикла. Это 120° или 2π/3 радиана. Вне генератора ток от каждой обмотки может проходить через один или несколько трансформаторов, где ток и напряжение, находящиеся в обратной зависимости, повышаются или понижаются без изменения шага фаз или частоты. Со стороны потребителя установленный на столбе или на площадке трансформатор преобразует мощность до желаемого уровня и подает ее по трем проводам к точке подключения.

Трехфазные конфигурации, Y и треугольник.

Более распространенная Y-образная конфигурация соединяет одну сторону каждой обмотки с одной из трех шин на входной панели, а другую сторону — с общей, обычно заземленной, нулевой шиной. На входной панели трехфазные выключатели крепятся к трем шинам для питания трехфазных нагрузок, а однополюсные выключатели крепятся только к одной из шин для питания однофазных нагрузок. Таким образом, трехфазное и однофазное питание может быть получено от одной входной панели или центра нагрузки без использования трансформатора или преобразователя фазы, роторного или электронного.Там, где необходимо питание междуфазных нагрузок, используются двухполюсные выключатели.

Обмотка трансформатора, соединенная треугольником (названа по греческой букве Дельта, Δ), подключается между двумя первичными фазами. В системе с открытым треугольником используются только два трансформатора, а в системе с закрытым треугольником — три трансформатора, по одному на каждую фазу. Если один из трансформаторов выходит из строя или его необходимо удалить, система будет продолжать функционировать как система с открытым треугольником с мощностью 58%.

С точки зрения электрика, прокладывающего проводку от трехфазной коробки, двухполюсный выключатель подхватит напряжение между двумя фазами.Однополюсный выключатель улавливает напряжение на одной фазе в сочетании с нейтральным стержнем. В любом случае необходимо также проложить заземляющий проводник для облегчения работы при перегрузке по току.

В некоторых дельта-системах заземляющее соединение выполняется посередине между двумя из трех фаз. Это так называемые трехфазные системы треугольника с заземлением по центру. Из-за этого центрального ответвления одна из трех фаз будет иметь более высокое напряжение относительно земли, чем две другие.Следует соблюдать осторожность в отношении этой высокой ноги. Он имеет оранжевый цвет, чтобы отличить его от двух других ног.

Трехфазный двигатель меньше по размеру, дешевле и служит дольше, чем однофазный двигатель той же мощности, поскольку он не подвержен вибрации и рассеивает меньше тепла. По этой причине большинство асинхронных двигателей мощностью более пяти лошадиных сил являются трехфазными, хотя трехфазные двигатели с дробной мощностью также доступны. Их легко вязать. Просто подключите три проводника питания с защитой от перегрузки по току при правильной силе тока к двигателю и подключите их к двигателю.При необходимости используйте контроллер двигателя.

Чтобы изменить направление вращения, поменяйте местами две из трех линий. Некоторые двигательные нагрузки, такие как вентиляторы или насосы, работают более эффективно в одном направлении, чем в другом. Причиной является форма лопасти или крыльчатки. Правильное вращение можно определить методом проб и ошибок, измеряя выход. Однако некоторые насосы мгновенно выходят из строя из-за неправильного вращения.

Этот индикатор чередования фаз Fluke показывает последовательность проводки для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки.

В трехфазной системе «звезда» или системе «треугольник» без заземленного центрального отвода в одной из обмоток однофазные нагрузки могут подключаться от фазы к нейтрали или к любым двум фазам. Это делает возможным множество однофазных напряжений, которые можно использовать в различных приложениях. Если эти нагрузки сбалансированы, т. е. имеют одинаковое полное сопротивление, то трансформаторы и проводники используются наиболее экономично.

В сбалансированной Y-системе все три фазных проводника имеют одинаковый ток и напряжение относительно нейтрали системы.При линейных нагрузках измеренное напряжение между линейными проводами при равных нагрузках представляет собой квадратный корень из трехкратного напряжения между фазой и нейтралью.

Сегодня проблема заключается в том, что постоянно растущая часть подключенных нагрузок является нелинейной. Балластное люминесцентное освещение, которое широко используется в офисных помещениях, а также импульсные источники питания и асинхронные двигатели являются примерами нелинейных нагрузок. Они производят дорогостоящие гармоники третьего порядка, которые совпадают по фазе во всех трех ответвлениях. В результате они аддитивны в нейтральных проводниках.Эта избыточная нагрузка вызывает нагрев нейтрали в ответвлениях и распределительных линиях на всем пути вверх по течению, в том числе внутри генераторов коммунальных услуг.

Однофазные электронные нагрузки генерируют гармоники во всех кратных основной гармонике. Наиболее вредными из них являются тройные гармоники, поскольку их амплитуды самые высокие. Гармоники более высокого порядка уменьшаются по амплитуде по мере того, как они удаляются от основной гармоники, представленной на оси X в частотной области осциллографа.

Трехфазные нагрузки не генерируют тройные гармоники.Следовательно, в промышленных объектах с большой трехфазной нагрузкой наибольшую проблему представляют нечетные гармоники более высокого уровня — пятая, седьмая, одиннадцатая и так далее.

Активные фильтры могут подавлять гармоники, но они сложны и дороги в реализации. Они синтезируют реактивную мощность в цифровом виде для подавления гармоник. Более экономичным решением является использование фазосдвигающих трансформаторов для ослабления гармоник. Они работают, комбинируя гармоники из разных источников, которые сдвинуты по фазе относительно друг друга, поэтому гармоники затем компенсируются.Другие методы подавления гармоник включают использование сетевых дросселей, уловителей гармоник, 12- и 18-импульсных выпрямителей и фильтров нижних частот.

Гармоники также дорого обходятся, потому что они вызывают превышение полной мощности в системе и создают нагрузку на активные и реактивные компоненты. Более того, поскольку они имеют более высокую частоту, чем основная, гармоники уменьшают емкостное реактивное сопротивление, параллельное явление, в определенной степени шунтируя предполагаемую нагрузку и нагревая проводку питания. При наличии гармоник конденсаторы испытывают более высокое приложенное напряжение, что может привести к диэлектрическим потерям и фактическим повреждениям.Трехфазные асинхронные двигатели также подвержены потерям и нагреву в обмотках. Гармоники повышают ток и перегревают нейтральные проводники, которые, как правило, не имеют защиты от перегрузки по току.

Когда большие двигатели не нагружаются на полную мощность, кумулятивный эффект внутри объекта добавляется к присутствию гармоник для снижения коэффициента мощности. Электроэнергетические компании часто взимают с промышленных потребителей более высокую ставку, когда коэффициент мощности падает ниже 90%.

Коэффициент мощности можно улучшить, добавив в электрическую систему конденсаторы для коррекции коэффициента мощности.Обычная реализация включает в себя автоматический переключатель, который включает конденсаторы только по мере необходимости.

Конденсаторы для коррекции коэффициента мощности требуют периодической проверки и технического обслуживания. Тепловидение — хороший способ начать. Рабочие должны помнить, что эти устройства способны сохранять смертельное напряжение еще долго после отключения питания. Вспышка дуги также представляет собой потенциальную опасность. В связи с этим любой, кто работает с контрольно-измерительными приборами в непосредственной близости от трехфазной сети электропитания, должен носить средства индивидуальной защиты (СИЗ) в соответствии со стандартами безопасности.

Есть еще пара тонкостей, о которых нужно знать при измерении электрических параметров трехфазного тока. Один касается трехфазного обслуживания 480Y. В этой конфигурации используются четыре провода, три контакта, нейтраль и провод заземления. Напряжение между любой одной ногой и землей будет 277 В, а между любыми двумя горячими проводами вы измерите 480 В. Для работы с однофазными и трехфазными нагрузками 120/208 необходимо использовать трансформатор. Трансформатор должен иметь первичную обмотку 480Y и вторичную обмотку 208Y.

Трехфазное оборудование обычно работает от напряжения треугольника, конфигурация с использованием трех горячих проводов и без нейтрального провода.Если 230-вольтовую машину ошибочно подключить к 480-вольтовой, ее двигатель, скорее всего, сгорит. Напряжение не влияет на скорость вращения двигателя, но влияет частота напряжения.

Наконец, существуют различные способы измерения трехфазной мощности. Возможно, самым простым является использование одного измерителя мощности для измерения мощности по одной фазе за раз. Потенциальная проблема с этим методом заключается в том, что он предполагает, что мощность в неизмеренных фазах такая же, как и мощность, измеренная после того, как в этой фазе был введен измеритель мощности.

Самый простой способ – использовать счетчик мощности одновременно на каждой фазе. Здесь фазное напряжение для измерения мощности измеряется относительно нейтрального провода. Очевидно, что полная мощность есть сумма их показаний.

Интересно, что существует способ точного измерения трехфазной мощности с помощью всего лишь двух измерителей мощности. Одна из фаз служит нулевым эталоном, и мощность необходимо измерять только для оставшихся двух фаз.

Но есть сравнительный расчет, связанный с этим методом, который используется для проверки его точности.Легко понять, когда источник напряжения и нагрузка имеют Y-образную конфигурацию. Поскольку нейтраль не подключена, сумма мгновенных токов в трех фазах должна быть равна нулю по закону тока Кирхгофа: I 1 + I 2 + I 3 = 0,

Затем можно показать, что сумма мгновенных мощностей трех фаз равна мгновенным мощностям двух фаз с третьей фазой (L2) в качестве опорного напряжения:

V 1 × I 1 + V 2 × I 2 + V 3 × I 3 = [(V 1 — V 2 ) × I 1 ] + [(V 3 – V 2 )×I 3 ]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.