Sistem de alimentare trifazat

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 23 februarie 2019; verificările necesită 38 de modificări .

Un sistem de alimentare trifazat este un caz special al sistemelor multifazate de circuite electrice de curent alternativ , în care acționează EMF sinusoidale de aceeași frecvență create de o sursă comună, deplasate unul față de celălalt în timp cu un anumit unghi de fază . Într-un sistem trifazat, acest unghi este 2π/3 (120°).

Descriere

Fiecare dintre EMF de funcționare se află în propria sa fază a procesului periodic, prin urmare este adesea numit pur și simplu „fază”. De asemenea, „fazele” sunt numite conductori - purtători ai acestor EMF. În sistemele trifazate, unghiul de forfecare este de 120 de grade. Conductorii de fază sunt desemnați în Federația Rusă cu litere latine L cu un indice digital 1 ... 3 sau A, B și C [1] .

Denumirile comune ale firelor de fază:

Rusia, UE (peste 1000 V)	Rusia, UE (sub 1000V)	Germania	Danemarca
DAR	L1	L1	R
B	L2	L2	S
C	L3	L3	T

Pe lângă conductoarele de fază din rețelele de până la 1000 de volți, se folosește un fir neutru (N - „neutru” sau „zero”). Vă permite să utilizați o rețea trifazată pentru a alimenta o sarcină monofazată cu tensiune de fază.

Beneficii

Rentabilitatea.
- Transport rentabil de energie electrică pe distanțe lungi.
- Consum mai mic de material al transformatoarelor trifazate.
- Consum mai mic de material al cablurilor de alimentare, deoarece cu același consum de energie, curenții în faze sunt reduse (comparativ cu circuitele monofazate).
Echilibrul sistemului. Această proprietate este una dintre cele mai importante, deoarece într-un sistem dezechilibrat există o sarcină mecanică neuniformă asupra centralei generatoare de energie , ceea ce reduce semnificativ durata de viață a acesteia.
Capacitatea de a obține cu ușurință un câmp magnetic rotativ circular, necesar pentru funcționarea unui motor electric și a unui număr de alte dispozitive electrice. Motoarele de curent trifazate (asincrone și sincrone) sunt mai simple decât motoarele de curent continuu, monofazate sau bifazate și au randament ridicat.
Posibilitatea de a obține două tensiuni de funcționare într-o singură instalație - fază și liniară, și două niveluri de putere atunci când sunt conectate la o „stea” sau „triunghi”.
Posibilitatea de a reduce drastic pâlpâirea și efectul stroboscopic al corpurilor de iluminat pe lămpile fluorescente prin plasarea a trei lămpi (sau grupuri de lămpi) alimentate de diferite faze într-un singur corp de iluminat.

Datorită acestor avantaje, sistemele trifazate sunt cele mai comune în industria energetică actuală.

Scheme de conectare ale circuitelor trifazate

Steaua

O stea este o astfel de conexiune atunci când capetele fazelor înfășurărilor generatorului (G) sunt conectate la un punct comun, numit punct neutru sau neutru . Capetele fazelor înfășurărilor consumatorului (M) sunt, de asemenea, conectate la un punct comun.

Firele care leagă începutul fazelor generatorului și consumatorului se numesc liniare . Firul care conectează doi neutri se numește neutru .

Un circuit trifazat cu un fir neutru se numește circuit cu patru fire. Dacă nu există un fir neutru - trei fire.

Dacă rezistențele Z a , Z b , Z c ale consumatorului sunt egale între ele, atunci o astfel de sarcină se numește simetrică .

Mărimi liniare și de fază

Tensiunea dintre firul de fază și neutru (U a , U b , U c ) se numește fază. Tensiunea dintre două fire de fază (U AB , U BC , U CA ) se numește liniară. Pentru a conecta înfășurările cu o stea, cu sarcină simetrică, este valabilă relația dintre curenții și tensiunile liniare și de fază:

$I_{L}=I_{F};\qquad U_{L}={\sqrt {3}}\times {U_{F}}$

Este ușor de demonstrat că tensiunea de linie este defazată față de fază: $\pi /6$

$u_{L}^{ab}=u_{F}^{a}-u_{F}^{b}=U_{F}[\cos(\omega t)-\cos(\omega t-2\pi /3)]=2U_{F}\sin(-\pi /3)\sin(\omega t-\pi /3)={\sqrt {3}}U_{F}\cos(\omega t+\pi -\pi /3-\pi /2)$

$u_{L}={\sqrt {3}}U_{F}\cos(\omega t+\pi /6)$

Puterea curentului trifazat

Pentru a conecta înfășurările cu o stea, cu o sarcină simetrică, puterea unei rețele trifazate este $P=3U_{F}I_{F}cos\varphi =3{\frac {U_{L}}{\sqrt {3}}}I_{L}cos\varphi ={\sqrt {3}}U_{L }I_{L}cos\varphi$

Consecințele arderii (ruperii) firului neutru în rețelele trifazate

Cu o sarcină simetrică într-un sistem trifazat, alimentarea consumatorului cu tensiune liniară este posibilă chiar și în absența unui fir neutru . În ciuda acestui fapt, la alimentarea sarcinii cu tensiune de fază, când sarcina pe faze nu este strict simetrică, prezența unui fir neutru este obligatorie. Când se rupe sau o creștere semnificativă a rezistenței ( contact rău ) apare așa-numitul dezechilibru de fază , în urma căruia sarcina conectată, proiectată pentru tensiunea de fază, poate fi sub tensiune arbitrară în intervalul de la zero la liniar (specifica valoarea depinde de distribuția sarcinii pe faze la momentul ruperii firului neutru). Aceasta este adesea cauza defecțiunii electronice de larg consum în blocurile de apartamente , care poate duce la incendii. Tensiunea scăzută poate provoca, de asemenea, defecțiuni ale echipamentului.

Problema armonicilor care sunt multipli ai unei treimi

Tehnologia modernă este din ce în ce mai echipată cu surse de alimentare în rețea comutatoare . O sursă de comutare fără corecție a factorului de putere consumă curent în impulsuri înguste în apropierea vârfurilor sinusoidei tensiunii de alimentare în timpul intervalelor de încărcare ale condensatorului redresorului de intrare . Un număr mare de astfel de surse de alimentare în rețea creează un curent crescut al armonicii a treia a tensiunii de alimentare. Curenții armonici care sunt multipli ai treilea, în loc de compensare reciprocă, sunt însumați matematic în conductorul neutru (chiar și cu o distribuție simetrică a sarcinii) și pot duce la suprasarcina acestuia chiar și fără a depăși consumul de energie admisibil pe faze. O astfel de problemă există, în special, în clădirile de birouri cu un număr mare de echipamente de birou care funcționează simultan. Soluția la problema celei de-a treia armonice este utilizarea unui corector de factor de putere (pasiv sau activ) ca parte a circuitului surselor de alimentare cu comutație produse. Cerințele IEC 1000-3-2 limitează componentele armonice ale curentului de sarcină pentru dispozitivele cu o putere de 50 W sau mai mult. În Rusia, numărul de componente armonice ale curentului de sarcină este standardizat de standardele GOST R 54149-2010, GOST 32144-2013 (de la 1.07.2014), OST 45.188-2001.

Triunghi

Un triunghi este o astfel de conexiune atunci când sfârșitul primei faze este conectat la începutul celei de-a doua faze, sfârșitul celei de-a doua faze la începutul celei de-a treia, iar sfârșitul celei de-a treia faze este conectat la începutul fazei. primul.

Relația dintre curenții și tensiuni liniare și de fază

Pentru a conecta înfășurările într-un triunghi, cu o sarcină simetrică, relația dintre curenții și tensiunile liniare și de fază este valabilă:

$I_{L}={\sqrt {3}}\times {I_{F}};\qquad U_{L}=U_{F}$

Putere de curent trifazat atunci când este conectat într-un triunghi

Pentru a conecta înfășurările într-un triunghi, cu o sarcină simetrică, puterea curentului trifazat este:

$P=3U_{F}I_{F}cos\varphi =3U_{L}{\frac {I_{L}}{\sqrt {3}}}cos\varphi ={\sqrt {3}}U_{L} I_{L}cos\varphi$

Standarde comune de tensiune

Țară	frecventa Hz	Tensiune (fază/liniară), Volt
Rusia [2]	cincizeci	230/400 [2] (internă) 230/400, 380/660, 400/690, 3000, 6000, 10000 (comercial)
Țările UE	cincizeci	230/400, 400/690 (rețele industriale) 660 450
Japonia	50 (60)	100/208
STATELE UNITE ALE AMERICII	60	120/208, 277/480 240 (numai triunghi)

Marcare

Conductorii care aparțin diferitelor faze sunt marcați cu culori diferite. Conductoarele neutre și de protecție sunt, de asemenea, marcate cu diferite culori. Acest lucru se face pentru a asigura o protecție adecvată împotriva șocurilor electrice, precum și pentru ușurința întreținerii, instalării și reparațiilor instalațiilor electrice și echipamentelor electrice - fazarea (secvența fazelor, adică succesiunea fluxului de curent în faze) este fundamentală, deoarece sensul de rotație al motoarelor trifazate depinde de acesta , funcționarea corectă a redresoarelor trifazate controlate și a altor dispozitive. Marcarea conductorilor variază de la o țară la alta, cu toate acestea, multe țări aderă la principiile generale pentru marcarea culorii conductorilor stabilite în standardul IEC 60445:2010 al Comisiei Electrotehnice Internaționale.

Culorile fazelor

Fiecare fază dintr-un sistem trifazat are propria sa culoare. Acesta variază în funcție de țară. Sunt utilizate culorile standardului internațional IEC 60446 ( IEC 60445 ).

Țară	L1	L2	L3	Neutru / zero	Pământ / pământ de protecție
Rusia, Belarus, Ucraina, Kazahstan (până în 2009), China	alb	Negru	roșu	Albastru	Galben/Verde (în dungi)
Uniunea Europeană și toate țările care utilizează standardul european CENELEC din aprilie 2004 ( IEC 60446 ), Hong Kong din iulie 2007, Singapore din martie 2009, Ucraina, Kazahstan din 2009, Argentina, Rusia din 2009	Maro	Negrul	Gri	Albastru	Galben/Verde (în dungi) [3]
Uniunea Europeană până în aprilie 2004 [4]	roșu	Galben	Albastru	Negrul	Galben/Verde (în dungi) (verde în instalațiile anterioare anului 1970)
India, Pakistan, Marea Britanie până în aprilie 2006, Hong Kong până în aprilie 2009, Africa de Sud, Malaezia, Singapore până în februarie 2011	roșu	Galben	Albastru	Negrul	Galben/Verde (în dungi) (verde în instalațiile anterioare anului 1970)
Australia și Noua Zeelandă	Roșu (sau maro) [5]	alb sau negru) (anterior galben)	Albastru închis (sau gri)	Negru (sau albastru)	Galben/Verde (în dungi) (verde în instalații foarte vechi)
Canada (obligatoriu) [6]	roșu	Negrul	Albastru	Alb sau gri	Verde sau cupru
Canada (în instalații izolate trifazate) [7]	Portocale	Maro	Galben	alb	Verde
SUA (practică alternativă) [8]	Maro	Portocaliu (în sistemul triunghiular ), sau violet (în sistemul stelar )	Galben	gri sau alb	Verde
SUA (practică comună) [9]	Negrul	roșu	Albastru	Alb sau gri	Verde, Galben/Verde (în dungi), [10] sau Sârmă de cupru
Norvegia	Negrul	Alb gri	Maro	Albastru	Galben/Verde (în dungi), instalațiile mai vechi pot avea doar culori galbene sau cupru

În modelare

Controlerele electronice de călătorie de joasă tensiune și frecvență înaltă utilizate în modelarea vehiculelor utilizează alte sisteme de marcare:

U	V	W
roșu	galben	negrul
Portocale	galben	albastru

Conductorii de zero și de masă sunt de obicei absenți din cauza simetriei sarcinii și a siguranței tensiunii.

Vezi și

Note

↑ GOST 2.709-89 în vigoare în Federația Rusă prescrie desemnarea circuitelor conductoarelor de fază de curent alternativ trifazat: L1, L2, L3 și, în același timp , permite denumirile A, B, C.
↑ 1 2 Conform GOST 29322-2014
↑ Marcajul galben-verde a fost adoptat ca standard internațional pentru protecția împotriva șocurilor electrice pentru daltonii . Între 7% și 10% dintre oameni nu pot recunoaște cu acuratețe culorile roșu și verde.
↑ În Europa, există încă multe instalații cu vechea schemă de culori de la începutul anilor 1970. Instalațiile noi folosesc bare de pământ galben/verzi în conformitate cu IEC 60446 . (Viu/neutru+sol; Germania: negru/gri + roșu; Franța verde/roșu + alb; Rusia: roșu/gri + negru; Elveția: roșu/gri + galben sau galben și roșu; Danemarca: alb/negru + roșu;
↑ În Australia și Noua Zeelandă, fazele pot fi de orice culoare, dar nu galben-verde, verde, galben, negru sau albastru.
↑ Canadian Electrical Code Part I, Ediția a 23-a, (2002) ISBN 1-55324-690-X , regula 4-036(3)
↑ Codul electric canadianEdiția a 23-a 2002 Reguli 24-208(c)
↑ Din 1975 în Codul electric național al SUAnu a avut denumiri speciale de faza. Conform practicii consacrate, pentru conexiunea stea 120/208, fazele au fost marcate cu negru, roșu și albastru, iar când steaua sau triunghiul 277/480 a fost conectată, fazele au fost marcate cu maro, portocaliu și galben. Într-un sistem 120/240 , triunghiul cu cea mai mare tensiune de 208 volți (de obicei faza B) era întotdeauna indicat în portocaliu, faza comună A era neagră, iar faza C era roșie sau albastră.
↑ Vezi Paul Cook: Culori armonizate și marcaj alfanumeric Arhivat la 4 martie 2016 la Wayback Machine . IEE Wiring Matters, primăvara 2006.
↑ În SUA, firul verde/galben (în dungi) poate reprezenta pământ izolat [ termen necunoscut ] . Astăzi, în majoritatea țărilor, firele galben-verde (în dungi) sunt folosite pentru împământare de protecție și nu pot fi deconectate și utilizate în alte scopuri.

Link -uri

Nikola Tesla
Carieră și invenții	Brevete Lampă capacitivă fără electrozi lampă cu plasmă Sistem polifazat Motor cu inducție AC fără perii Stația experimentală Tesla teleforce Telegeodinamica Transformator Tesla poveste Electricitate fără fir transformator rezonant control radio Turbina Tesla Oscilator Tesla supapa Tesla Sistem de alimentare trifazat Turnul Wardenclyffe Tesla Electric Light & Manufacturing
Alte	Războiul curenților Westinghouse Electric Sistem mondial fără fir În cultura populară
Articole înrudite	Muzeul lui Nikola Tesla Centrul Memorial al lui Nikola Tesla Centrul de Știință Tesla de la Wardenclyffe Premiul Nikola Tesla Premiul Nikola Tesla Aeroportul Internațional Nikola Tesla newyorkez Secretul lui Nikola Tesla (film, 1980) Prestige (film, 2006) Războiul actual (film, 2019) Nikola Tesla's Night of Horrors (episodul TV 2020) Tesla (film, 2020) unitate derivată SI craterul lunar Asteroid