Zkreslení fází v třífázové síti - co je nebezpečné a kdy vzniká?

  • Vytápění

Nejčastějším problémem, který generuje mnoho destruktivních důsledků, je fázová nerovnováha v třífázové síti (až do 1,0 kV) s mrtvě uzemněným neutrálem. Za určitých podmínek může tento jev poškodit elektrické spotřebiče a ohrozit život. Vzhledem k naléhavosti problému bude užitečné zjistit, jaká je asymetrie proudů a napětí, jakož i důvody jejího výskytu. To vám umožní zvolit nejoptimálnější strategii ochrany.

Co je fázová nesouosost?

Tento termín se používá k popisu stavu sítě, ve které se vyskytují nerovnoměrné zatížení mezi fázemi, což způsobuje zkosení. Pokud vytvoříte vektorový diagram ideální trojfázové sítě, bude vypadat jako ten, který je uveden na následujícím obrázku.

Napěťový diagram v ideálních třífázových sítích

Jak je zřejmé z obrázku, v tomto případě jsou stejné jako lineární napětí (AB = BC = CA = 380.0 V) a fázové napětí (AN = BN = CN = 220.0 V). Bohužel, v praxi, dosažení takové ideální rovnosti je nereálné. To znamená, že síťové napětí sítě se zpravidla shoduje, zatímco ve fázi existují rozdíly. V některých případech mohou překročit povolenou hranici, což povede k nouzové situaci.

Příklad vzoru stresu, když nastane sklon

Přípustné hodnoty zkreslení

Vzhledem k tomu, že v třífázových sítích není možné zabránit a úplně eliminovat deformace, existují normy asymetrie, ve kterých jsou stanoveny tolerance. Především je to GOST 13109 97, níže je oříznutí z něj (článek 5.5), aby se zabránilo nesrovnalostem v dokumentu.

Normy napětí asymetrie GOST 13109-97

Vzhledem k tomu, že hlavní příčina fázové nerovnováhy je přímo spojena s nesprávným rozdělením zatížení, existují normy pro jejich poměr, předepsané v SP 31 110. Z tohoto souboru pravidel je také uveden výřez z původního souboru.

Odříznutí od společného podniku 31-110 (článek 9.5)

Zde je potřebná vysvětlující terminologie. Pro popis asymetrie se používají tři komponenty: jedná se o přímé, nulové a inverzní sekvence. První je považován za hlavní, určuje jmenovité napětí. Poslední dva mohou být považovány za interference, které vedou k vytvoření v příslušných EMF obvodech zatížení, které se neúčastní užitečné práce.

Příčiny fázové nevyváženosti v třífázové síti

Jak bylo uvedeno výše, tento stav elektrické sítě je nejčastěji způsoben nerovnoměrným připojením zátěže na fáze a nulovou přerušení. Nejčastěji se to projevuje v sítích do 1 kV, což je spojeno se zvláštnostmi distribuce elektrické energie mezi jednofázovými elektrickými přijímači.

Vinuti třífázových výkonových transformátorů jsou spojena "hvězdou". Ze spoje vinutí je vypouštěn čtvrtý vodič, nazvaný nula nebo neutrál. Pokud dojde k přerušení neutrálního drátu, dojde k síťové asymetrii napětí a zkosení bude přímo záviset na aktuálním zatížení. Příklad takové situace je uveden níže. V tomto případě RH to jsou zatěžovací odpory stejné hodnoty.

Fázový posun způsobený neutrálním zlomem

V tomto příkladu napětí na zátěži připojené k fázi A překročí normu a bude mít tendenci lineární a ve fázi C klesne pod povolenou mez. Taková situace může vést k nerovnováze zatížení nad stanovenou normu. V takovém případě se napětí v podtlakové fázi zvýší a na přetížených fázích klesne.

Síť také vede k nerovnováze napětí v režimu neúplné fáze, když je fázový vodič zkratován na zem. V nouzových situacích je povoleno provozovat síť v takovém režimu, aby spotřebitelům poskytoval elektřinu.

Na základě výše uvedených skutečností můžeme uvést tři hlavní důvody pro fázovou nerovnováhu:

  1. Nerovnoměrné zatížení na linkách třífázové sítě.
  2. Při přerušení neutrální.
  3. Při zkratu jednoho z fázových vodičů na zem.

Asymetrie ve vysokonapěťových sítích

Připojené zařízení může někdy způsobit podobný stav v síti 6,0-10,0 kV, jako typický příklad můžeme dát obloukovou tavicí pec. Přestože se nevztahuje na jednofázové zařízení, ovládání obloukového proudu v něm probíhá ve fázích. Při procesu tavení může dojít také k nesymetrickému zkratu. Vzhledem k tomu, že existují zařízení na tavení oblouku poháněné 330,0 kV, pak lze konstatovat, že v těchto sítích je možné zkreslení fází.

Ve vysokonapěťových sítích může být fázová nerovnováha způsobena konstrukčními charakteristikami silových přenosových vedení, jmenovitě odlišným odporem ve fázích. Aby se situace napravila, jsou fázové čáry transponovány, pro tento účel jsou instalovány speciální podpěry. Tato drahá zařízení nejsou příliš odolná. Taková podpěra nejsou zvlášť dychtivá k instalaci, preferují obětovat kvalitu elektrické energie než spolehlivost elektrických vedení.

Nebezpečí a následky

Předpokládá se, že nejvýznamnější důsledky asymetrie jsou spojeny s nízkou kvalitou energie. To je jistě pravda, ale neměli bychom zapomenout na další negativní dopady. Patří sem vytvoření vyrovnávacích proudů, což způsobuje zvýšení spotřeby elektrické energie. V případě třífázového autonomního generátoru to také vede ke zvýšené spotřebě nafty nebo benzínu.

Při jednotném připojení zátěže by geometrický součet proudu, který prochází, by byl téměř nulový. Když nastane zkreslení, nárůst proudu a posunutí napětí. Zvýšení prvního vede k nárůstu ztrát, druhé - k nestabilnímu fungování domácích spotřebičů nebo jiných zařízení, provozu ochranných zařízení, rychlému zhoršení elektrické izolace apod.

Uvádíme, jaké důsledky lze očekávat, když existuje zkreslení:

  1. Odchylka fázového napětí. V závislosti na rozložení zatížení jsou možné dvě možnosti:
  • Napětí nad nominální hodnotou. V takovém případě většina elektrických zařízení, která jsou ponechána připojená do zásuvek pro domácnosti, pravděpodobně selže. Při spuštění bude výsledek méně tragický.
  • Napětí klesne pod normální. Zatížení elektromotorů se zvyšuje, výkon elektrických strojů klesá, počáteční proudy rostou. V elektronice dochází k poruchám, zařízení se mohou vypnout a nezapírat, dokud se nerozsvítí.
  1. Zvýšené zařízení na spotřebu elektrické energie.
  2. Abnormální provoz elektrických zařízení vede k poklesu provozní životnosti.
  3. Snížená technologie zdrojů.

Nemělo by se zapomínat, že zkřivení může být život ohrožující. Pokud je překročeno jmenovité napětí, pravděpodobnost zkratu v zapojení není velká, pokud není stará a kabel je vybrán správně. V tomto případě jsou nebezpečnější elektrické spotřebiče připojené k síti. Pokud se objeví nerovnováha, může dojít ke zkratu na pouzdře nebo elektrickém zařízení.

Ochrana trojfázové odchylky

Nejjednodušší, ale přesto efektivní způsob, jak minimalizovat negativní důsledky odchylky popsané výše, je instalace fázového relé. Vzhled takového zařízení a příklad jeho připojení (v tomto případě po třífázovém měřiči) naleznete níže.

Relé řízení fáze (A) a příklad jeho připojení (B)

Tento třífázový automatický stroj může mít následující funkce:

  1. Řízení amplitudy elektrického proudu. Pokud je parametr mimo stanovené limity, zátěž je odpojena od zdroje. Rozsah odezvy zařízení může být zpravidla konfigurován v souladu s charakteristikami sítě. Tato možnost je k dispozici pro všechna zařízení tohoto typu.
  2. Zkontrolujte sekvenci fází připojení. Pokud je střídavé nesprávné napájení vypnuté. Tento typ kontroly může být pro určité zařízení důležitý. Například při připojení třífázových asynchronních elektrických strojů to určuje směr otáčení hřídele.
  3. Zkontrolujte zlomení v jednotlivých fázích, pokud je detekována taková zátěž, je odpojena od sítě.
  4. Funkce sleduje stav sítě, jakmile nastane zkreslení, spustí se.

Ve spojení s relé fázového řízení lze použít třífázové stabilizátory napětí a jejich pomocí je možné trochu zlepšit kvalitu elektrické energie. Tato možnost však není příliš účinná, jelikož tato zařízení samy o sobě mohou způsobit narušení symetrie, navíc se na stabilizátory objevují ztráty.

Nejlepším způsobem, jak vyvažovat fáze, je použití zvláštního transformátoru pro tento účel. Tato volba fázového vyrovnání může poskytnout výsledky jak v případě nesprávné distribuce jednofázového zatížení na autonomním 3-fázovém generátoru elektrické energie, tak v závažnějším měřítku.

Ochrana jedné fáze

V takovém případě není možné ovlivnit vnější projevy napájecího systému, například když jsou fáze přetíženy, spotřebitelé elektřiny nemohou situaci napravit. Vše, co lze udělat, je chránit elektrické zařízení instalací napěťového relé a jednofázového stabilizátoru.

Má smysl instalovat společné stabilizační zařízení pro celý byt nebo dům. V takovém případě je nutné vypočítat maximální zatížení a pak přidat hranici 15-20%. To je marže pro budoucnost, neboť v průběhu času se může zvýšit množství elektrického zařízení.

Není nutné připojovat všechna zařízení ke stabilizátoru sítě, některé přípojky (např. Elektrické pece nebo kotle) ​​mohou být připojeny přímo k napěťovému relé (přes AV). To ušetří, protože méně elektrických zařízení je levnější.

Rozdíly mezi řádky a fázemi

Třífázový napájecí obvod budov a průmyslových zařízení je v Ruské federaci oblíbený, protože má výhodu nákladové efektivnosti (pokud jde o využití materiálů) a schopnost přenášet větší množství elektrické energie než jednofázový napájecí obvod.

Třífázové připojení umožňuje zapojení generátorů a výkonných elektromotorů, stejně jako možnost pracovat s různými parametry napětí, závisí to na typu přenášení zátěže do elektrického obvodu. K práci ve třífázové síti je nutné pochopit poměr jejích prvků.

Třífázové síťové prvky

Hlavními prvky třífázové sítě jsou generátor, přenos elektrického vedení, zatížení (spotřebitel). Abychom zvážili otázku toho, co je lineární a fázové napětí v obvodu, dejte nám definovat, jaká fáze je.

Fáze je elektrický obvod v systému vícefázových elektrických obvodů. Začátkem fáze je spona nebo konec vodiče elektřiny, kterými přichází elektrický proud. Odborníci se vždy lišili v počtu fází elektrického obvodu: jednofázové, dvoufázové, třífázové a vícefázové.

Druhy elektrických obvodů, jejich klasifikace:

Nejčastěji používaná třífázová integrace objektů, která má významnou výhodu jak před vícefázovými obvody, tak i před jednofázovým obvodem. Rozdíly jsou následující:

  • nižší náklady na přepravu elektrické energie;
  • schopnost vytvářet EMF pro provoz asynchronních motorů je práce výtahů ve výškových budovách, vybavení v kanceláři a ve výrobě;
  • Tento typ připojení umožňuje současně používat jak lineární, tak fázové napětí.

Co je to fázové a síťové napětí?

Fázové a lineární napětí v třífázových obvodech jsou důležité pro manipulaci s elektrickými rozvody, stejně jako pro provoz zařízení 380 V, a to:

  1. Co je fázové napětí? Toto napětí, které je určeno mezi začátkem fáze a jeho koncem, je v praxi určeno mezi neutrálním vodičem a fází.
  2. Síťové napětí je měřeno mezi dvěma fázemi mezi svorkami různých fází.

V praxi je fázové napětí 60% odlišné od lineárního napětí, jinými slovy parametry lineárního napětí jsou 1,73násobkem fázového napětí. Trojfázové obvody mohou mít lineární napětí 380 V, což umožňuje dosáhnout fázového napětí 220 V.

Distribuce fázového a síťového napětí v domácnostech:

Jaký je rozdíl?

Pro společnost se termín "mezifázové napětí" vyskytuje ve vícejednotkových výškových budovách, kde jsou k dispozici první podlaží pro kancelářské prostory, stejně jako v nákupních centrech, kdy jsou stavební objekty připojeny několika třífázovými napájecími kabely, které nabízejí 380 V. Tento typ domácího připojení zajišťuje provoz asynchronních výtahových motorů, práce eskalátoru, průmyslové chladicí zařízení.

V praxi je dělání třífázového zapojení velmi jednoduché, vzhledem k tomu, že fáze a nula jde do bytu a všechny tři fáze + neutrální do kancelářského prostoru.

Schéma zapojení bytu z třífázového okruhu:

Složitost schématu lineárního připojení spočívá v obtížnosti stanovení v procesu instalace vodiče, což může vést k selhání zařízení. Obvod se liší hlavně mezi fázovým a přívodním připojením, přípojkami navíječe zátěže a zdrojem napájení.

Schémata zapojení

Existují dvě schémata pro připojení zdrojů napětí (generátorů) do sítě:

Když se provede hvězdicové spojení, začátek větví generátoru je spojen v jednom bodě. Neposkytuje možnost zvýšení moci. A připojení pod "delta" schéma je, když jsou vinutí zapojena do série, jmenovitě začátek vinutí jedné fáze je spojen s koncem vinutí druhého. To umožňuje zvýšit napětí třikrát.

Schémata připojení "hvězda", "trojúhelník":

Pro lepší pochopení schémat zapojení odborníci definují, jaké jsou fázové a lineární proudy:

  • lineární proud je proud, který proudí v submarineru napojujícím zdroj elektrické energie a přijímač (zatížení);

Lineární a fázové proudy:

Lineární a fázové proudy jsou důležité při nerovnoměrném zatížení zdroje (generátoru), což se často vyskytuje při připojování objektů k napájení. Všechny parametry vztahující se k linii jsou lineární napětí a proudy a vztažené k fázi jsou parametry hodnot fáze.

Z hvězdicového připojení je zřejmé, že lineární proudy mají stejné parametry jako fázové proudy. Pokud je systém symetrický, není zapotřebí neutrální vodič, v praxi udržuje symetrii zdroje, když je zatížení asymetrické.

Vzhledem k asymetrii připojené zátěže (a v praxi k tomu dochází při zapojení osvětlovacích zařízení do obvodu) je nutné zajistit nezávislý provoz tří fází obvodu, což lze provést v třívodičové linii, když jsou fáze přijímače připojeny v trojúhelníku.

Odborníci dbá na skutečnost, že při poklesu lineárního napětí se parametry změny fázového napětí. Pokud znáte hodnotu mezifázového napětí, můžete snadno určit velikost fázového napětí.

Jak provést výpočet lineárního napětí?

Odborníci pro výpočet parametrů lineárního napětí pomocí vzorce Kirchhoff:

Když se provádí rozvětvený systém dodávání předmětu s elektrickou energií, je někdy potřeba vypočítat napětí mezi dvěma vodiči "nula" a "fáze": IF = IL, což znamená, že fázové a lineární parametry jsou stejné. Poměr fázových a lineárních vodičů lze nalézt pomocí vzorce:

Nálezový prvek poměrů napětí a vyhodnocení systému napájení specialisty se provádí pomocí lineárních parametrů, pokud je jejich hodnota známá. U čtyřvodičového napájecího systému se provádí značení 380/220 voltů.

Závěr

Pomocí vlastností třífázového obvodu (čtyřvodičový obvod) můžete vytvořit různá připojení, která umožňuje jeho široké použití. Odborníci považují třífázové napětí, které má být připojeno, za univerzální volbu, protože umožňují připojení vysokého výkonu, obytných prostor a kancelářských budov.

V bytových domech jsou hlavními spotřebiteli domácí spotřebiče určené pro síť 220 V, proto je důležité rovnoměrné rozložení zatížení mezi fázemi okruhu, což je dosaženo zahrnutím bytů do sítě podle šachového principu. Rozložení zatížení soukromých domů se liší, v nich se provádí podle hodnot zatížení každé fáze všech zařízení pro domácnost, proudů ve vodičích, procházejících během maximálního zapnutí zařízení.

Co je lineární a fázové napětí, jaký je jejich poměr?

AC napětí a jeho velikosti

Napětí se vyznačuje povahou proudu: AC a DC. Proměnná může mít různé podoby, hlavní je to, že její znak a hodnota se mění v průběhu času. Konstantní znaménko má vždy jednu polaritu a hodnota může být stabilizována nebo nestabilní.

V našich vývodech je napětí variabilní sinusové. Rozlišují se různé hodnoty, nejčastěji se používají koncepty okamžité, amplitudy a působení. Jak naznačuje název, okamžité napětí je počet voltů v určitém časovém okamžiku. Amplituda je houpačka sinusoidu vzhledem k nule ve voltech, efektivní je integrál napětí funkce v čase, vztah mezi nimi je: působí √2 nebo 1,41 krát menší než amplituda. Zde je náhled na graf:

Třífázové napětí

U třífázových obvodů existují dva typy napětí - lineární a fázové. Chcete-li zjistit jejich rozdíly, musíte se podívat na vektorový diagram a graf. Níže vidíte tři vektory Ua, Ub, Uc - to jsou vektory napětí nebo fází. Úhel mezi nimi je 120 °, někdy se říká 120 elektrických stupňů. Tento úhel odpovídá úhlu v nejjednodušších elektrických strojích mezi vinutími (póly).

Pokud odrážíme vektor Ub tak, že jeho úhel sklonu je zachován, ale začátek a konec jsou vyměněny, jeho znaménko se změní na opačný. Potom nastavíme začátek vektoru -Ub na konec vektoru Ua, vzdálenost mezi počátkem Ua a koncem -Ub bude odpovídat vektoru síťového napětí Ul.

Jednoduše řečeno, vidíme, že velikost síťového napětí je větší než fáze. Pojďme analyzovat graf napětí v třífázové síti.

Červená svislá čára označuje napětí mezi fází 1 a fází 2 a žlutá čára označuje fázi amplitudy fáze 2.

STRUČNÉ: Lineární napětí se měří mezi fázemi a fázemi a fázovým napětím mezi fází a nulou.

Z hlediska výpočtů je rozdíl mezi namáháním určen řešením tohoto vzorce:

Síťové napětí je více než fáze √3 nebo 1,73krát.

Zatížení do třífázové sítě lze připojit třemi nebo čtyřmi vodiči. Čtvrtý vodič je nulový (neutrální). V závislosti na druhu sítě může být izolovaná neutrální a uzemněná. Obecně lze s jednotným zatížením dodávat tři fáze bez neutrálního vodiče. Je zapotřebí, aby napětí a proudy byly rozloženy rovnoměrně a neexistovala žádná fázová nevyváženost a také ochranná. V hluchově uzemněných sítích, když dojde k poruchám, na kufříku vyskočí automatický odpojovač nebo dojde k výbuchu pojistky v rozvaděči, takže se vyvarujete nebezpečí úrazu elektrickým proudem.

Velkou věcí je, že v takové síti máme současně dvě napětí, která mohou být použita na základě požadavků na zatížení.

Například: věnujte pozornost elektrickému panelu ve vchodu do domu. K vám přicházejí tři fáze a jeden z nich je přiveden do bytu a nula. Tak získáte 220V (fázové) zásuvky a mezi fázemi ve vchodu 380V (lineární).

Schémata připojení spotřebitelů pro tři fáze

Všechny motory, výkonné ohřívače a další třífázové zatížení lze připojit podle obvodu hvězdy nebo trojúhelníku. Navíc většina elektromotorů v Borneu má sadu propojky, které v závislosti na své poloze tvoří hvězdu nebo trojúhelník vinutí, ale o to později. Co je připojení hvězd?

Hvězdicové připojení znamená připojení vinutí generátoru tímto způsobem, když jsou konce vinutí spojeny v jednom bodě a zátěž je spojena se začátkem vinutí. Hvězda také spojuje vinutí motoru a silné ohřívače, ale namísto vinutí v nich jsou topné prvky.

Promluvme si o příkladu elektrického motoru. Při připojení vinutí s hvězdou se na dvě vinutí aplikuje lineární napětí 380 V a tak dále s každou dvojicí fází.

Na obr. A, B, C - začátek vinutí a X, Y, Z - konce jsou spojeny v jednom bodě a tento bod je uzemněn. Zde vidíte síť s nízko uzemněným neutrálem (vodič N). V praxi to vypadá jako na fotografii elektromotoru Bourne:

Červené čtverečky vyzdvihují konce vinutí, jsou vzájemně propojeny propojkami, takové uspořádání propojky (v řadě) označuje, že jsou spojeny hvězdou. Modrá barva - krmení tří fází.

Na této fotce jsou označeny začátky (W1, V1, U1) a konce (W2, V2, U2), které jsou přesunuty od začátku, což je nezbytné pro pohodlné připojení trojúhelníku:

Při připojení trojúhelníku se na každé vinutí použije lineární napětí, což vede k tomu, že proudí velké proudy. Navíjení by mělo být navrženo pro takové spojení.

Každá spínací metoda má své výhody a nevýhody, některé motory se během startování přepínají z hvězdy na trojúhelník.

Nuance

Při pokračování rozhovoru o motorech nelze ignorovat otázku volby schématu inkluze. Faktem je, že motory na svých štítcích obvykle obsahují štítek:

V prvním řádku uvidíte legendu o trojúhelníku a hvězdě, všimněte si, že trojúhelník je na prvním místě. Dále 220 / 380V je napětí na trojúhelníku a hvězdě, což znamená, že při připojení trojúhelníku je nutné, aby se lineární napětí rovnalo 220V. Je-li napětí ve vaší síti 380, musíte motor připojit k hvězdě. Zatímco fáze je vždy 1,73 méně, bez ohledu na velikost lineární.

Velkým příkladem je následující motor:

Zde je jmenovité napětí již 380/660, což znamená, že musí být spojeno s trojúhelníkem pro lineární 380 a hvězda je určena pro napájení ze tří fází 660V.

Jsou-li v silném zatížení častěji provozovány s mezifázovými hodnotami napětí, pak v osvětlovacích obvodech v 99% případů se používá fázové napětí (mezi fází a nulou). Výjimkou jsou elektrické jeřáby apod., Kde lze použít transformátor se sekundárním vinutím s lineárním napětím 220 V. Ale to jsou spíše jemnosti a specifické rysy specifických zařízení. Pro začátečníky je snazší zapamatovat si toto: fázové napětí je to, co je v zásuvce mezi fází a nulou, lineární - v řadě.

Proč jedna fáze 220 a tři fáze 380 voltů?

Proč 3 fáze 220 V střídají 380 voltů.

Na jedné fázi 220 a na třech fázích 380 voltů, protože fázové vektory mají směr v úhlu 120 stupňů vůči sobě. Z tohoto důvodu není v tomto případě aritmetický přírůstek, ale geometrický. Takto je vysvětleno.

Třífázové elektrické napětí, které je na obrázku níže označeno symbolem R - S - T, měří voltmetrem 380 voltů. Ale pokud každá fáze ukazuje 220 voltů, proč se to děje?

Je to velmi jednoduché. 380 voltů, 3 fáze, R - S - T tvoří fázový úhel 120 stupňů, viz obrázek:

Každý z těchto úhlů vypadá jako trojúhelník.

Používáme pravidlo trojúhelníku: součet úhlů v trojúhelníku je 180 °, výsledný úhel je RTN a TRN (180 ° -120 °) / 2 = 30 °.

Ukázalo se tedy, že napětí tří fází je 380 voltů, zatímco jedna fáze je 220 voltů.

Protože proud je dodáván třemi fázemi v trojúhelníku. Když měříme napětí mezi dvěma přilehlými fázemi, objeví se 380 voltů. Můžete nakreslit napětí trojúhelník, každý směr je označen vektorem. Existuje geometrické, nikoliv aritmetické přidávání vektorů.

Zamlžili člověka trojúhelníky, stupně a kresby. Neexistují žádné geometrické hodnoty v proudu, je ABSTRACTION.

A rozdíl mezi fázemi je způsoben skutečností, že mezi napětím v každé ze tří fází je časový rozdíl pro třetinu cyklu.

Například pro zjednodušení si představme, že frekvence naší sítě je 1 Hertz (= 1 generátor otáček za sekundu).

Po spuštění třífázového generátoru se v první fázi objeví maximální napětí v 0 milisekundách, ve druhé fázi v 333. milisekundě, ve třetí fázi v 666. roce.

Pak začíná nový cyklus, v první fázi se impuls zvyšuje na 1000., druhý v roce 1333, třetí v roce 1666 a tak dále.

Takže zatímco v první fázi proud přivedl své maximum na 220 v příštím 2000. sekundě, druhá fáze ještě neměla čas na to a byla pouze vzrušena minus 160, resp. Rozdíl mezi nimi je 220 - (- 160) = 380.

Pokud by proud prošel úplnou antifázou, pak by se třes zcela naproti tomu rovnal 220 - (- 220) = 440.

No, proč je rozdíl mezi fází a nulou 220 a je tak pochopitelný, protože napětí ve fázi je 220 a nula je nula: 220-0 = 220

Rozdíl mezi napětími prezentovanými ve formě grafu:

Animovaný proudový proud v třífázové síti pro přehlednost:

Jak můžeme vidět odtud, když se v jednom z vodičů proud již plní, v druhém vodiči proud ještě dosud plně nezrychlil, aby z něj "utekl" a ve třetím se již urychlil.

Napětí mezi dvěma fázemi

Lineární a fázové napětí - rozdíl a poměr

V tomto stručném článku, aniž bychom se dostali do historie sítí AC, budeme zkoumat vztah mezi fázovým a lineárním napětím. Budeme odpovídat na otázky o tom, jaké napětí fáze je a jaké napětí sítě je, jak se vzájemně vztahují a proč jsou tyto vztahy přesně takové.

Není žádným tajemstvím, že dnes elektřina z elektráren je dodávána spotřebitelům prostřednictvím vysokonapěťových elektrických vedení s frekvencí 50 Hz. U transformátorových rozvoden klesá vysoký sinusový napěťový proud a je distribuován spotřebičům na úrovni 220 nebo 380 voltů. Někde v jedné fázi sítě, někde v trojí fázi, ale pochopíme.

Účinná hodnota a amplitudová hodnota napětí

Nejdříve si povšimneme, že když říkají 220 nebo 380 voltů, znamenají efektivní hodnoty napětí, používají matematický jazyk, střednědobé hodnoty napětí. Co to znamená?

To znamená, že amplituda Um (maximálního) sínusového napětí, fáze Umf nebo lineární Uml je vždy větší než tato efektivní hodnota. Pro sinusové napětí je její amplituda větší než efektivní hodnota kořene 2 krát, tj. 1,414 krát.

Takže pro fázové napětí 220 voltů je amplituda 310 voltů a pro lineární napětí 380 voltů je amplituda 537 voltů. A pokud se domníváme, že napětí v síti není nikdy stabilní, mohou být tyto hodnoty nižší a vyšší. Tato okolnost by měla být vždy brána v úvahu například při výběru kondenzátorů pro třífázový asynchronní elektromotor.

Fázové síťové napětí

Vinutí generátoru jsou připojeny podle schématu "hvězda" a jsou spojeny koncemi X, Y a Z v jednom bodě (ve středu hvězdy), který se nazývá neutrální nebo nulový bod generátoru. Jedná se o čtyřvodičový třífázový obvod. Vodiče L1, L2 a L3 jsou připojeny ke svorkovnicím A, B a C a neutrální vodič N je připojen k nulovému bodu.

Napětí mezi pinem A a nulovým bodem, B a nulovým bodem, C a nulovým bodem se nazývají fázové napětí, jsou označeny jako Ua, Ub a Uc a vzhledem k tomu, že síť je symetrická, můžete jednoduše zapsat napětí fáze Uf.

V sítích třífázových sítí ve většině zemí je standardní fázové napětí přibližně 220 voltů - napětí mezi fázovým vodičem a neutrálním bodem, které je obvykle uzemněno a jeho potenciál je považován za nulový, a proto se také nazývá nulovým bodem.

Síťové napětí třífázové sítě

Napětí mezi svorkou A a svorkou B, mezi svorkou B a svorkou C, mezi svorkou C a svorkou A, se nazývají napětí linky, to znamená napětí mezi lineárními vodiči třífázové sítě. Představují Uab, Ubc, Uca, nebo můžete jednoduše napsat Ul.

Standardní síťové napětí ve většině zemí je přibližně 380 voltů. V tomto případě je snadné si všimnout, že 380 je více než 220 1,727 krát a zanedbává ztráty, je zřejmé, že se jedná o druhou odmocninu 3, tedy 1,732. Samozřejmě, napětí v síti po celou dobu v jednom směru se mění v závislosti na aktuálním zatížení sítě, avšak vztah mezi napětím a fázovým napětím je právě to.

Odkud pochází kořen 3

V elektrotechnice je vektorová metoda často používána k reprezentování sinusoidně měnících se napětí a proudů s časem. Metoda je založena na pozici, že když se určitý vektor U otáčí okolo počátku s konstantní úhlovou rychlostí ω, jeho projekce na ose Y je úměrná sinovému ottu, tj. Sinusu úhlu ω mezi vektorem U a osou X, který je určen v každém okamžiku.

Graf projekce versus čas je sinusoid. A pokud je amplituda napětí délka vektoru U, projekce, která se časem mění, je aktuální hodnota napětí a sinusoid U (ωt) odráží dynamiku napětí.

Pokud tedy nyní zobrazujeme vektorový diagram třífázových napětí, ukáže se, že mezi vektory tří fází jsou stejné úhly 120 ° a pak pokud jsou délky vektorů efektivními hodnotami fázového napětí Uf, pak pro nalezení lineárního napětí Ul je třeba vypočítat ROZDĚLNOST libovolného páru vektory dvoufázového napětí. Například Ua - Ub.

Po provedení konstrukce paralelogramové metody zjistíme, že vektor je Ul = Ua + (-Ub), a v důsledku toho Ul = 1.732Uf. Proto se ukáže, že pokud se standardní fázové napětí rovná 220 voltům, potom se odpovídající napětí rovná 380 V.

Články a schémata

Užitečné pro elektrikáře

Ihned vám řeknu, proč potřebujete měřit napětí ve voltech sami ve svém bytě nebo domě.

V první řadě. aby se ujistil, že elektrická zásuvka, spínač, svítidlo pracuje, zkontrolujeme přítomnost napětí na jejich kontaktech, které by mělo odpovídat napětí 220 voltů s tolerancí pro domácí napájecí síť.

Za druhé. pokud je napětí v elektroinstalaci podstatně vyšší než povolené limity, pak, jak ukázala praxe, je to velmi často příčinou poruch elektroniky, domácích spotřebičů a vyhoření lamp v svítidlech. A nejen přebytek nebo přepětí v elektrické síti je nebezpečné, ale také, ale jistě méně, je snížení pod přípustnou hodnotou napětí nebezpečné, za takových podmínek se zpravidla kompresor chladničky rozbije.

Přípustné hodnoty napětí, příčiny přepětí.

Podle požadavků GOST 13109 musí být hodnota napětí v domácí elektrické síti v rozmezí 220V ± 10% (od 198 V do 242 V). Pokud ve vašem domě nebo v bytě svítí slabě, blikají světla nebo obecně často vyhořely, domácí spotřebiče a elektronika nefungují stabilně, doporučuji vše vypnout a kontrolovat napětí v kabeláži.

Pokud máte registrované napětí, nejvíce často v periodickém poklesu pod přípustnou úrovní, viní sousedé v domě nebo na ulici. Vzhledem k tomu, že linka vedoucí od rozvodny není pouze vaše, ale také vaše sousedé. Toto je obvykle charakteristické pro soukromé nebo individuální domy, v případech, kdy jiný člověk, a dokonce i více, na stejné linii, zahrnuje silného spotřebitele, který pravidelně mění úroveň spotřeby energie, například svařovací stroj, stroj atd.

Druhá možnost platí pro všechny, ale je častější v bytových domech. Pokud v rozvaděči o napětí 380 voltů zhasne nula, všechny byty začnou přijímat elektřinu v nouzovém režimu. Kromě toho, v závislosti na zatížení každé fáze, v jednom bytě bude přepětí v druhém, naopak pád.

Proč se to děje? Protože na podlahovém panelu jsou 3 fáze + nulovací = zemnící vodič. Každý byt je napojen na stejnou fázi, nulu a zem (pro 3 vodiče).

Apartmány se nacházejí v různých fázích, protože je nutné zajistit jednotné zatížení všech 3 fází pro normální provoz celé napájecí sítě do rozvodny. Takže napětí mezi fázemi je 380 voltů a mezi fázovým a nulovým (uzemněným) - 220 volty.

Ukazuje se, že všechny neutrální vodiče jsou redukovány na jeden bod (viz obrázek vpravo) a když neutrální vodič zmizí (zlomení), všechny byty začínají být napájeny, aniž by to byly jen fáze, které se připojí k hvězdě.

Co je lineární a fázové napětí.

Znalost těchto konceptů je velmi důležitá pro práci v elektrických deskách a elektrických zařízeních s výkonem 380 voltů. Pokud máte obyčejný byt a nebudete pracovat v elektrických panelech, pak tuto položku můžete přeskočit, protože ve vašem bytě je pouze fázové napětí 220 voltů.

Ve většině soukromých nebo individuálních domů přicházejí na elektrický panel nebo počítadlo pouze 2 (fázové a nulové) nebo 3 (+ zemní) vodiče, což znamená, že 220 V je přítomen ve vašem bytě nebo domě. Pokud však dorazí 4 nebo 5 vodičů, znamená to, že váš domov (někdy v garážích a zejména v kancelářích) je připojen k 380-voltové síti.

Napětí mezi libovolnými dvěma ze tří fází napájecího vedení se nazývá lineární a mezi libovolnou fází a nulovou fází.

V naší zemi je lineární napětí u elektrických spotřebičů 380 V (měřeno mezi fázemi) a fázové napětí je 220 V. Podívejte se na obrázek vlevo.

V elektrickém systému naší země existují další hodnoty, ale fáze je vždy menší než lineární odmocnina tří.

Jak kontrolovat napětí.

Pro měření napětí elektrického proudu jsou následující měřicí přístroje:

  1. Voltmetr známý všem z lekcí fyziky. V každodenním životě se nepoužívá.
  2. Multimetr které mají mnoho funkcí, včetně měření velikosti proudu a napětí. Doporučuji číst náš článek: "Jak používat multimetr."
  3. Tester je stejný jako multimetr, pouze konstrukce mechanického spínače.

Pozor, při měření stejnosměrných zdrojů (které s nimi souvisejí) je nutné dodržovat polaritu.

Jak měřit napětí v zásuvce, v držáku lampy atd.:

  1. Zkontrolujeme spolehlivost izolace měřicího přístroje, věnujte pozornost zejména sondám, které musí být nutně připojeny pouze k odpovídajícím zásuvkám.
  2. Nastavíme přepnutí mezí měření na zařízení do polohy měřeného střídavého napětí až do 250 V (400 - pro měření lineárního napětí).
  3. Vložíme sondy do zásuvky nebo je přivedeme do kontaktů na lampě, lampě nebo jiném elektrickém zařízení.
  4. Odstraňte svědectví.

Buďte opatrní - práce se provádí pod napětím - nedotýkejte se rukama neizolovaných kontaktů a vodičů, které jsou pod napětím.

Jak měřit napětí baterie, baterie a napájení.

Veškeré zdroje stejnosměrného proudu musí být měřeny s ohledem na polaritu - Černá sonda se umístí na zápornou svorku a červená na kladnou svorku.

A tak se vše dělá podobně jako u výše zmíněných měření ve vývodu, ale pouze měřicí přístroj nebo multimetr musí být přepojen do režimu měření DC s vyšším limitem, než je uvedeno na baterii. baterie nebo napájení.

  • Jak měřit sílu střídání nebo.
  • Jak používat multimetr pro.
  • Jak používat indikátor.
  • Jak zkontrolovat kondenzátor, určit.

Proč jedna fáze 220 a tři fáze 380 voltů?

Třífázové elektrické napětí, které je na obrázku níže označeno symbolem R - S - T, měří voltmetrem 380 voltů. Ale pokud každá fáze ukazuje 220 voltů, proč se to děje?

Je to velmi jednoduché. 380 voltů, 3 fáze, R - S - T tvoří fázový úhel 120 stupňů, viz obrázek:

Každý z těchto úhlů vypadá jako trojúhelník.

Používáme pravidlo trojúhelníku: součet úhlů v trojúhelníku je 180 °, výsledný úhel je RTN a TRN (180 ° -120 °) / 2 = 30 °.

Ukázalo se tedy, že napětí tří fází je 380 voltů, zatímco jedna fáze je 220 voltů.

Zamlžili člověka trojúhelníky, stupně a kresby. Neexistují žádné geometrické hodnoty v proudu, je ABSTRACTION.

A rozdíl mezi fázemi je způsoben skutečností, že mezi napětím v každé ze tří fází je časový rozdíl pro třetinu cyklu.

Například pro zjednodušení si představme, že frekvence naší sítě je 1 Hertz (= 1 generátor otáček za sekundu).

Po spuštění třífázového generátoru se v první fázi objeví maximální napětí v 0 milisekundách, ve druhé fázi v 333. milisekundě, ve třetí fázi v 666. roce.

Pak začíná nový cyklus, v první fázi se impuls zvyšuje na 1000., druhý v roce 1333, třetí v roce 1666 a tak dále.

Takže zatímco v první fázi proud přivedl své maximum na 220 v příštím 2000. sekundě, druhá fáze ještě neměla čas na to a byla pouze vzrušena minus 160, resp. Rozdíl mezi nimi je 220 - (- 160) = 380.

Pokud by proud prošel úplnou antifázou, pak by se třes zcela naproti tomu rovnal 220 - (- 220) = 440.

No, proč je rozdíl mezi fází a nulou 220 a je tak pochopitelný, protože napětí ve fázi je 220 a nula je nula: 220-0 = 220

Rozdíl mezi napětími prezentovanými ve formě grafu:

Animovaný proudový proud v třífázové síti pro přehlednost:

Jak můžeme vidět odtud, když se v jednom z vodičů proud již plní, v druhém vodiči proud ještě dosud plně nezrychlil, aby z něj "utekl" a ve třetím se již urychlil.

Trojfázová síť je beznapěťový drát a třífázové vodiče s potenciálem 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t), 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t + 2 * pi / 3 ) a 220 * sqrt (2) * cos (2 * pi * 50t - 2 * pi / 3), kde sqrt je odmocnina. Pokud použijete dvoufázové vodiče, pak mezi nimi bude potenciální rozdíl 220 * sqrt (2) * (cos (2 * pi * 50t) + cos (2 * pi * 50t + 2 * pi / 3). Vzpomínáme si na školní trigonometrii, dostaneme 220 * sqrt (3) * sqrt (2) * cos (. = 381 * sqrt (2) * cos (Takže s aktuální hodnotou střídavého napětí mezi nulou a 220 V, Napětí střídavého napětí 381 (

přidat do oblíbených

Jedna fáze pro získání napětí 220 voltů musí být měřena mezi pracovním neutrálním vodičem a fází a pro získání 380 voltů je třeba měřit mezi dvěma fázovými vodiči. Každá ze tří fází na nulu dá 220 voltů. Napájení dodávané ve třech fázích se nazývá tak, že se jedná o "superpozici" vektorů vůči sobě na 120 stupňů, ve středu je nulový vodič získaný v rozvodné stanici a pouze fáze přicházejí do rozvodny elektrickým vedením.

přidat do oblíbených

380 je 220 násobeno kořenem 3. Přesně to samé jako 127 (nezapomeňte, jakmile jsme měli právě takové napětí?) - to je 220 dělený kořenem 3. Kus je, že pokud nakreslíte spojení tří fází " s neutrálním drátem, pak se získá rovnostranný trojúhelník, neutrální drát odpovídá středu symetrie tohoto trojúhelníku, fázovému napětí 220 na vzdálenost od středu k vrcholu a straně k mezifázovému napětí. V bočním trojúhelníku je strana přesně k kořenu 3 větší než vzdálenost od středu k vrcholu.

přidat do oblíbených

Konečně jsem si to uvědomil))) Hodnota amplitudy napětí 1 fáze 310V (efektivní napětí 220V), rozdíl amplitudy mezi oběma fázemi je 540V a účinný bude 380V, to je 540V / (kořen 2). Kořenem 2 je zprůměrování čisté sinusové vlny. Frekvence zůstane stejná 50 Hz. V jiné technice nemusí mít výstup sinusoid a budou existovat další amplitudy, stejně jako typ výstupního signálu, ale jaké by bylo efektivní napětí 22V.

Zkreslení fází v třífázové síti - co je nebezpečné a kdy vzniká? Napětí mezi fázemi v třífázové síti 380v

co to je, příčiny, důsledky, ochrana

Nejčastějším problémem, který generuje mnoho destruktivních důsledků, je fázová nerovnováha v třífázové síti (až do 1,0 kV) s mrtvě uzemněným neutrálem. Za určitých podmínek může tento jev poškodit elektrické spotřebiče a ohrozit život. Vzhledem k naléhavosti problému bude užitečné zjistit, jaká je asymetrie proudů a napětí, jakož i důvody jejího výskytu. To vám umožní zvolit nejoptimálnější strategii ochrany.

Co je fázová nesouosost?

Tento termín se používá k popisu stavu sítě, ve které se vyskytují nerovnoměrné zatížení mezi fázemi, což způsobuje zkosení. Pokud vytvoříte vektorový diagram ideální trojfázové sítě, bude vypadat jako ten, který je uveden na následujícím obrázku.

Napěťový diagram v ideálních třífázových sítích

Jak je zřejmé z obrázku, v tomto případě jsou stejné jako lineární napětí (AB = BC = CA = 380.0 V) a fázové napětí (AN = BN = CN = 220.0 V). Bohužel, v praxi, dosažení takové ideální rovnosti je nereálné. To znamená, že síťové napětí sítě se zpravidla shoduje, zatímco ve fázi existují rozdíly. V některých případech mohou překročit povolenou hranici, což povede k nouzové situaci.

Příklad vzoru stresu, když nastane sklon

Přípustné hodnoty zkreslení

Vzhledem k tomu, že v třífázových sítích není možné zabránit a úplně eliminovat deformace, existují normy asymetrie, ve kterých jsou stanoveny tolerance. Především je to GOST 13109 97, níže je oříznutí z něj (článek 5.5), aby se zabránilo nesrovnalostem v dokumentu.

Normy napětí asymetrie GOST 13109-97

Vzhledem k tomu, že hlavní příčina fázové nerovnováhy je přímo spojena s nesprávným rozdělením zatížení, existují normy pro jejich poměr, předepsané v SP 31 110. Z tohoto souboru pravidel je také uveden výřez z původního souboru.

Odříznutí od společného podniku 31-110 (článek 9.5)

Zde je potřebná vysvětlující terminologie. Pro popis asymetrie se používají tři komponenty: jedná se o přímé, nulové a inverzní sekvence. První je považován za hlavní, určuje jmenovité napětí. Poslední dva mohou být považovány za interference, které vedou k vytvoření v příslušných EMF obvodech zatížení, které se neúčastní užitečné práce.

Příčiny fázové nevyváženosti v třífázové síti

Jak bylo uvedeno výše, tento stav elektrické sítě je nejčastěji způsoben nerovnoměrným připojením zátěže na fáze a nulovou přerušení. Nejčastěji se to projevuje v sítích do 1 kV, což je spojeno se zvláštnostmi distribuce elektrické energie mezi jednofázovými elektrickými přijímači.

Vinuti třífázových výkonových transformátorů jsou spojena "hvězdou". Ze spoje vinutí je vypouštěn čtvrtý vodič, nazvaný nula nebo neutrál. Pokud dojde k přerušení neutrálního drátu, dojde k síťové asymetrii napětí a zkosení bude přímo záviset na aktuálním zatížení. Příklad takové situace je uveden níže. V tomto případě je RH odpor vůči zatížení, stejný jako hodnota.

Fázový posun způsobený neutrálním zlomem

V tomto příkladu napětí na zátěži připojené k fázi A překročí normu a bude mít tendenci lineární a ve fázi C klesne pod povolenou mez. Taková situace může vést k nerovnováze zatížení nad stanovenou normu. V takovém případě se napětí v podtlakové fázi zvýší a na přetížených fázích klesne.

Síť také vede k nerovnováze napětí v režimu neúplné fáze, když je fázový vodič zkratován na zem. V nouzových situacích je povoleno provozovat síť v takovém režimu, aby spotřebitelům poskytoval elektřinu.

Na základě výše uvedených skutečností můžeme uvést tři hlavní důvody pro fázovou nerovnováhu:

  1. Nerovnoměrné zatížení na linkách třífázové sítě.
  2. Při přerušení neutrální.
  3. Při zkratu jednoho z fázových vodičů na zem.

Asymetrie ve vysokonapěťových sítích

Připojené zařízení může někdy způsobit podobný stav v síti 6,0-10,0 kV, jako typický příklad můžeme dát obloukovou tavicí pec. Přestože se nevztahuje na jednofázové zařízení, ovládání obloukového proudu v něm probíhá ve fázích. Při procesu tavení může dojít také k nesymetrickému zkratu. Vzhledem k tomu, že existují zařízení na tavení oblouku poháněné 330,0 kV, pak lze konstatovat, že v těchto sítích je možné zkreslení fází.

Ve vysokonapěťových sítích může být fázová nerovnováha způsobena konstrukčními charakteristikami silových přenosových vedení, jmenovitě odlišným odporem ve fázích. Aby se situace napravila, jsou fázové čáry transponovány, pro tento účel jsou instalovány speciální podpěry. Tato drahá zařízení nejsou příliš odolná. Taková podpěra nejsou zvlášť dychtivá k instalaci, preferují obětovat kvalitu elektrické energie než spolehlivost elektrických vedení.

Nebezpečí a následky

Předpokládá se, že nejvýznamnější důsledky asymetrie jsou spojeny s nízkou kvalitou energie. To je jistě pravda, ale neměli bychom zapomenout na další negativní dopady. Patří sem vytvoření vyrovnávacích proudů, což způsobuje zvýšení spotřeby elektrické energie. V případě třífázového autonomního generátoru to také vede ke zvýšené spotřebě nafty nebo benzínu.

Při jednotném připojení zátěže by geometrický součet proudu, který prochází, by byl téměř nulový. Když nastane zkreslení, nárůst proudu a posunutí napětí. Zvýšení prvního vede k nárůstu ztrát, druhé - k nestabilnímu fungování domácích spotřebičů nebo jiných zařízení, provozu ochranných zařízení, rychlému zhoršení elektrické izolace apod.

Uvádíme, jaké důsledky lze očekávat, když existuje zkreslení:

  1. Odchylka fázového napětí. V závislosti na rozložení zatížení jsou možné dvě možnosti:
  • Napětí nad nominální hodnotou. V takovém případě většina elektrických zařízení, která jsou ponechána připojená do zásuvek pro domácnosti, pravděpodobně selže. Při spuštění bude výsledek méně tragický.
  • Napětí klesne pod normální. Zatížení elektromotorů se zvyšuje, výkon elektrických strojů klesá, počáteční proudy rostou. V elektronice dochází k poruchám, zařízení se mohou vypnout a nezapírat, dokud se nerozsvítí.
  1. Zvýšené zařízení na spotřebu elektrické energie.
  2. Abnormální provoz elektrických zařízení vede k poklesu provozní životnosti.
  3. Snížená technologie zdrojů.

Nemělo by se zapomínat, že zkřivení může být život ohrožující. Pokud je překročeno jmenovité napětí, pravděpodobnost zkratu v zapojení není velká, pokud není stará a kabel je vybrán správně. V tomto případě jsou nebezpečnější elektrické spotřebiče připojené k síti. Pokud se objeví nerovnováha, může dojít ke zkratu na pouzdře nebo elektrickém zařízení.

Ochrana trojfázové odchylky

Nejjednodušší, ale přesto efektivní způsob, jak minimalizovat negativní důsledky odchylky popsané výše, je instalace fázového relé. Vzhled takového zařízení a příklad jeho připojení (v tomto případě po třífázovém měřiči) naleznete níže.

Relé řízení fáze (A) a příklad jeho připojení (B)

Tento třífázový automatický stroj může mít následující funkce:

  1. Řízení amplitudy elektrického proudu. Pokud je parametr mimo stanovené limity, zátěž je odpojena od zdroje. Rozsah odezvy zařízení může být zpravidla konfigurován v souladu s charakteristikami sítě. Tato možnost je k dispozici pro všechna zařízení tohoto typu.
  2. Zkontrolujte sekvenci fází připojení. Pokud je střídavé nesprávné napájení vypnuté. Tento typ kontroly může být pro určité zařízení důležitý. Například při připojení třífázových asynchronních elektrických strojů to určuje směr otáčení hřídele.
  3. Zkontrolujte zlomení v jednotlivých fázích, pokud je detekována taková zátěž, je odpojena od sítě.
  4. Funkce sleduje stav sítě, jakmile nastane zkreslení, spustí se.

Ve spojení s relé fázového řízení lze použít třífázové stabilizátory napětí a jejich pomocí je možné trochu zlepšit kvalitu elektrické energie. Tato možnost však není příliš účinná, jelikož tato zařízení samy o sobě mohou způsobit narušení symetrie, navíc se na stabilizátory objevují ztráty.

Nejlepším způsobem, jak vyvažovat fáze, je použití zvláštního transformátoru pro tento účel. Tato volba fázového vyrovnání může poskytnout výsledky jak v případě nesprávné distribuce jednofázového zatížení na autonomním 3-fázovém generátoru elektrické energie, tak v závažnějším měřítku.

Ochrana jedné fáze

V takovém případě není možné ovlivnit vnější projevy napájecího systému, například když jsou fáze přetíženy, spotřebitelé elektřiny nemohou situaci napravit. Vše, co lze udělat, je chránit elektrické zařízení instalací napěťového relé a jednofázového stabilizátoru.

Má smysl instalovat společné stabilizační zařízení pro celý byt nebo dům. V takovém případě je nutné vypočítat maximální zatížení a pak přidat hranici 15-20%. To je marže pro budoucnost, neboť v průběhu času se může zvýšit množství elektrického zařízení.

Není nutné připojovat všechna zařízení ke stabilizátoru sítě, některé přípojky (např. Elektrické pece nebo kotle) ​​mohou být připojeny přímo k napěťovému relé (přes AV). To ušetří, protože méně elektrických zařízení je levnější.

Třífázové a jednofázové sítě. Rozdíly. Výhody Nevýhody

V elektrických zařízeních obytných bytových domů i v soukromém sektoru se používají třífázové a jednofázové sítě. Elektrická síť zpočátku opouští elektrárnu ve třech fázích a nejčastěji je napojena třífázová síť na obytné budovy. Dále má rozvětvení do samostatných fází. Tato metoda se používá k vytvoření nejúčinnějšího přenosu elektrického proudu z elektrárny do místa určení a ke snížení ztrát během přepravy.

Chcete-li zjistit počet fází ve vašem bytě, stačí otevřít rozvaděč umístěný na přistání, nebo přímo v bytě, a uvidíte, kolik kabelů jít do bytu. Pokud je síť jednofázová, pak budou vodiče 2fázové a nulové. Je možný další třetí kabel - uzemnění.

Je-li elektrická síť třífázová, pak budou dráty 4 nebo 5. Tři z nich jsou fáze, čtvrtá je nula a pátá je uzemněna. Počet fází je také určen počtem jističů.

Třífázové sítě v bytech jsou zřídka používány v případě připojení starých elektrických sporáků se třemi fázemi nebo silných zátěží ve formě kotoučové pily nebo topných zařízení. Počet fází může být také určen vstupním napětím. U jednofázové sítě je napětí 220 voltů, ve třífázové síti je také 220 voltů mezi fází a nulou, mezi dvěma fázemi - 380 voltů.

Rozdíly

Pokud nezohledňujete rozdíl v počtu kabelů sítí a schématu zapojení, můžete identifikovat některé další funkce, které mají třífázové a jednofázové sítě.

• V případě třífázového síťového napájení je fázová nerovnováha možná z důvodu nerovnoměrného oddělení fází zátěže. V jedné fázi může být připojen výkonný ohřívač nebo sporák a na druhé straně televizor a pračka. Pak je tento negativní efekt doprovázený asymetrií napětí a proudů ve fázích, což vede k poruchám zařízení pro domácnost. Abyste zabránili vzniku takových faktorů, je nutné před instalací elektrického zapojení předem rozdělit zatížení napříč fází. • Třífázová síť vyžaduje více kabelů, vodičů a přepínačů, což znamená, že příliš nešetří. Pokud hodláte používat několik výkonných spotřebičů a domácích spotřebičů, elektrické nářadí, je vhodné přenést do vašeho domova nebo bytu třífázovou síť. To lze vysvětlit skutečností, že v třífázové síti je proud ve fázovém vodiči třikrát menší než v jedné fázi sítě a na nulovém vodiči není žádný proud.

Výhody jednofázové sítě

Hlavní výhodou je efektivita jeho používání. V takových sítích se používají třívodičové kabely ve srovnání s tím, že ve 3-fázových sítích - pětivodičové. Aby bylo možné chránit zařízení v 1-fázových sítích, je nutné mít jednopólové ochranné jističe, zatímco u třífázových sítí jsou nezbytné tři-pólové stroje.

V tomto ohledu se rozměry ochranných zařízení také výrazně liší. Dokonce i na jednom elektrickém stroji jsou již ušetřeny dva moduly. A ve velikosti je to asi 36 mm, což významně ovlivní umístění strojů ve stínění na DIN lištu. A při instalaci diferenciálního stroje bude úspora místa větší než 100 mm.

Třífázové a jednofázové sítě pro soukromý dům

Spotřeba elektřiny obyvatelstva se neustále zvyšuje. V polovině minulého století bylo poměrně málo domácích spotřebičů v soukromých domech. Dnes je to úplně jiný obrázek. Domácí spotřebitelé energie v soukromých domech se chovají skoky a hranice. Proto ve svém vlastním soukromém vlastnictví již není otázkou, které elektrické sítě se rozhodnou připojit. Nejčastěji v soukromých budovách provádí síť napájení ve třech fázích a z jednofázového síťového odpadu.

Ale je to třífázová síť, která stojí za výhodu instalace? Mnozí věří, že propojením tří fází bude možné použít velké množství zařízení. Ale ne vždy to dopadne. Maximální povolený výkon je definován v technických podmínkách připojení. Obvykle je tento parametr 15 kW pro všechny soukromé domácnosti. V případě jednofázové sítě je tento parametr přibližně stejný. Proto je zřejmé, že neexistuje zvláštní výhoda, pokud jde o moc.

Je však třeba si uvědomit, že pokud mají třífázové a jednofázové sítě stejnou sílu, může být pro třífázovou síť použit menší kabel s průřezem, protože napájení a proud jsou distribuovány ve všech fázích, a proto zatíží jednotlivé fázové vodiče méně. Menovitý proud jističe pro třífázovou síť bude rovněž nižší.

Velký význam má velikost rozváděče, která pro 3fázovou síť bude mnohem větší. Závisí to na velikosti třífázového měřiče, který je větší než jednofázový měřič, a vstupní stroj bude trvat déle. Rozváděč pro třífázovou síť proto bude sestávat z několika úrovní, což je nevýhoda této sítě.

Ale třífázová energie má své vlastní výhody, které jsou vyjádřeny skutečností, že lze připojit třífázové proudové přijímače. Mohou to být elektromotory, elektrické kotle a další výkonná zařízení, což je výhoda třífázové sítě. Provozní napětí třífázové sítě je 380 V, což je vyšší než u jednofázového typu, což znamená, že se bude muset věnovat větší pozornost otázkám elektrické bezpečnosti. Je to také případ požární bezpečnosti.

Nevýhody třífázové sítě pro soukromý dům

V důsledku toho existuje několik nevýhod používání třífázové sítě pro soukromý dům:

  1. Je nutné získat technické podmínky a povolení k připojení sítě k napájení.
  2. Zvyšuje se nebezpečí úrazu elektrickým proudem, stejně jako nebezpečí požáru v důsledku zvýšeného napětí.
  3. Významné celkové rozměry rozvodné skříně. Pro majitele venkovských domů taková nevýhoda nezáleží moc, protože mají dostatek prostoru.
  4. Vyžaduje instalaci omezovačů napětí ve formě modulů na vstupním panelu. Ve třífázové síti to platí zejména.
Výhody třífázového napájení pro soukromé domy
  1. Lze rovnoměrně rozdělit zatížení napříč fází, aby se zabránilo fázové nerovnováze.
  2. Výkonné třífázové spotřebiče energie lze připojit k síti. To je nejhmatatelnější hodnota.
  3. Snížení jmenovitých hodnot vstupních ochranných zařízení a snížení průřezu vstupního kabelu.
  4. V mnoha případech je možné získat od společnosti povolení k prodeji energie, aby se zvýšila přípustná maximální spotřeba elektrické energie.

V důsledku toho lze konstatovat, že se doporučuje prakticky vstoupit do třífázové elektrické sítě pro soukromé budovy a domy s obytnou plochou přes 100 m2. Třífázový napájecí zdroj je vhodný zejména pro majitele, kteří budou instalovat kotoučovou pila, vytápěcí kotel a různé pohony mechanismů s třífázovými elektromotory.

Zbytek majitelů soukromých domů, kteří přecházejí na třífázové napájení, není nutný, protože to může způsobit pouze další problémy.

Proč jedna fáze 220 a tři fáze 380 voltů?

Protože proud je napájen třemi fázemi v trojúhelníku. Když měříme napětí mezi dvěma přilehlými fázemi, objeví se 380 voltů. Můžete nakreslit napětí trojúhelník, každý směr je označen vektorem. IDT geometrické, ne aritmetické přidání vektorů.

220 voltů je napětí mezi fází 1 a "nulou" a 380 voltů je napětí mezi fázemi. to znamená, že existují tři fáze A, B, C a nula, mezi A-0, B-0, C-0 bude 220 voltů, mezi AB, BS a AC bude 380 voltů.

Konečně jsem si to uvědomil))) Hodnota amplitudy napětí 1 fáze 310V (efektivní napětí 220V), rozdíl amplitudy mezi oběma fázemi je 540V a účinný bude 380V, to je 540V / (kořen 2). Kořenem 2 je zprůměrování čisté sinusové vlny. Frekvence zůstane stejná 50 Hz. V jiné technice nemusí mít výstup sinusoid a budou existovat další amplitudy, stejně jako typ výstupního signálu, ale jaké by bylo efektivní napětí 22V.

Jedna fáze pro získání napětí 220 voltů musí být měřena mezi pracovním neutrálním vodičem a fází a pro získání 380 voltů je třeba měřit mezi dvěma fázovými vodiči. Každá ze tří fází na nulu dá 220 voltů. Napájení dodávané ve třech fázích je tzv. Kvůli překryvu; vektory jsou relativně vůči sobě ve 120 stupních, ve středu je nulový vodič získaný v rozvodné stanici a do rozvodny přicházejí pouze fáze s napájecím vedením.

Třífázové elektrické napětí, které je na obrázku níže označeno symbolem R - S - T, měří voltmetrem 380 voltů. Ale pokud každá fáze ukazuje 220 voltů, proč se to děje?

Je to velmi jednoduché. 380 voltů, 3 fáze, R - S - T tvoří fázový úhel 120 stupňů, viz obrázek:

Každý z těchto úhlů vypadá jako trojúhelník.

Používáme pravidlo trojúhelníku: součet úhlů v trojúhelníku je 180, výsledný úhel je RTN a TRN (180-120) / 2 = 30 stupňů.

Ukázalo se tedy, že napětí tří fází je 380 voltů, zatímco jedna fáze je 220 voltů.

Napětí 380 V mezi třemi fázemi (A, B, C). Mezi každou fází a "Nolquot"; - 220V. Zero je hluchý uzemněný neutrál mezi Zemí a spojovacím centrem tří vinutí transformátoru, je-li připojen "hvězdou", která je vedena samostatným drátem k vedení, nazývá se "Zero;

Na jedné fázi 220 a na třech fázích 380 voltů, protože fázové vektory mají směr v úhlu 120 stupňů vůči sobě. Z tohoto důvodu není v tomto případě aritmetický přírůstek, ale geometrický. Takto je vysvětleno.

380 je 220 násobeno kořenem 3. Přesně to samé jako 127 (pamatujte, jakmile jsme měli právě takové napětí?) - to je 220 dělený kořenem 3. Kus je, že pokud nakreslíte spojení tří fází quot s neutrálním drátem se získá rovnostranný trojúhelník, neutrální drát odpovídá středu symetrie tohoto trojúhelníku, fázové napětí 220 je vzdálenost od tohoto středu k vrcholu a strana je mezifázové napětí. V bočním trojúhelníku je strana přesně k kořenu 3 větší než vzdálenost od středu k vrcholu.

Neexistuje žádný trojúhelníkový elektron. To je pro usnadnění přidávání fází. Rychlost šíření elektrického pole se rovná rychlosti světla, elektrony (proud) se otáčejí sem a tam s frekvencí 50 Hz.

V jedné fázi 220 a ve třech fázích 380 voltů, protože fázové vektory, kterými je dodáván elektrický proud, jsou vzájemně uspořádány pod úhlem 120 stupňů. Proto v tomto případě nelze použít matematický účinek "přidání".

Třífázové a jednofázové sítě

Trojfázová síť je způsob přenosu elektrického proudu, když střídavý proud protéká třemi dráty a jeden jde zpět. Ty vodiče, na kterých proud proudí, se nazývají fáze a na které se vrací - nula.

Trojfázový obvod sestává z třífázových vodičů a jedné nuly. To je možné, protože fáze střídavého proudu v každém ze tří drátů je posunuta vzhledem k sousednímu o 120 °. Přenos střídavého proudu probíhá přesně s pomocí třífázových sítí. To je z ekonomického hlediska výhodné - další dva neutrální vodiče nejsou potřeba. Při přibližování se spotřebiteli je proud rozdělen na tři fáze a každý z nich je dán přes neutrální vodič. Tak se dostane do bytů a domů. Přestože v soukromém sektoru se často přivádí třífázová síť přímo do domu.

Každý jednofázový elektrický obvod se skládá ze dvou drátů. Na jednom vodiči proud proudí spotřebiteli a na druhé straně se vrátí zpět. Pokud takový okruh otevřete, proud nebude fungovat. To je vše, co popisuje jednofázový obvod.

Země, nebo správněji uzemnění, je třetím kabelem v jednofázové síti. V podstatě nemá pracovní zátěž, ale slouží jako druh pojistky. To lze vysvětlit příkladem. V případě, že elektřina vystupuje mimo kontrolu (například zkrat), hrozí nebezpečí požáru nebo úrazu elektrickým proudem. Aby se tomu zabránilo (tj. Aktuální hodnota by neměla překročit úroveň bezpečnosti lidí a zařízení), zavádí se uzemnění. Na tomto vodiči se přebytek elektřiny doslova dostane na zem.

Z rozvodny transformátorů do ASU (zařízení pro rozvod vstupů, kde probíhá příjem, měření a distribuce elektrické energie) přichází třífázová síť s pětižilovým vodičem a do našich bytů přichází tříjádrová ústředna. K otázce, kam jdou ještě dvě, je odpověď jednoduchá: krmí další byty. To neznamená, že existují pouze 3 byty, mohou být tolik, kolik chcete, pokud může vydrží pouze kabel. Ve VRU se provádí třífázový odpojovací obvod pro jednofázové obvody.

Do každé fáze, která vstupuje do bytu, se přidá nula a uzemnění a získá se třížilový kabel. V ideálním případě je v třífázové síti pouze jedna nula. Více není nutné, jelikož proud je posunut ve fázi vůči sobě o třetinu. Zero je neutrální vodič, ve kterém není napětí. Pokud jde o uzemnění, nemá na rozdíl od fázového vodiče žádný potenciál, ve kterém napětí (fázové napětí mezi fází a nulou) je 220 V. Mezi fázemi (tzv. Síťové napětí mezi libovolnou ze tří fází) je napětí 380 V. Fázové vodiče ve třech fázích sítě jsou obvykle označeny jako: fáze A - žlutá, fáze B - zelená, fáze C - červená.

V třífázové síti, ke které není nic připojeno, není v neutrálním vodiči žádné napětí. Nejzajímavější je, když je síť připojena k jednofázovému obvodu. Jedna fáze vstupuje do bytu, kde jsou 2 žárovky a lednice, a druhý, kde jsou 5 klimatizační jednotky, 2 počítače, sprchová kabina, indukční sporák apod. Je zřejmé, že zatížení na těchto dvou fázích není stejné, dojde k nerovnováze fází a jakýchkoli neutrálních vodič řeči už nechodí. Na ni se také objevuje napětí a čím je zatížení nerovnoměrnější, tím větší je. Fáze se již vzájemně nekompenzují, takže celková hodnota je nula.

V tuto chvíli se situace zhoršuje skutečností, že většina domácích spotřebičů je impulsní. Z tohoto důvodu vznikají další impulzní proudy, které nejsou ve středu kompenzovány. Tato pulzní zařízení společně s různým zatížením fází vytvářejí takové podmínky, že v neutrálním vodiči může být proud rovný nebo vyšší než proud jedné z fází. Neutrál má však stejný průřez jako fázový vodič a zatížení je větší.

To je důvod, proč se v poslední době stále více objevuje fenomén nazývaný "vypalování" nebo přerušení neutrálního vodiče - neutrální dirigent se prostě nemůže vyrovnat se zátěží, přehřívá se a sám hoří.

K ochraně proti takovýmto obtěžování je nutné buď zvýšit průřez neutrálního vodiče (a to je drahé), nebo rovnoměrně distribuovat zatížení mezi 3 fázemi (což není možné v bytovém domě). Proto považuji optimální řešení za použití relé řízení napětí, které vypne napájení bytu v případě, že napětí přesáhne povolené limity. Tím ochrání vaše elektrické spotřebiče.

Monitor napětí

Která síť je lepší využít v soukromém domě?

Pokud máte ve svém domě třífázové zařízení, odpověď je zřejmá. Výhody třífázové sítě lze také připsat skutečnosti, že kabel s menším průřezem může být použit pro vstup než pro jednofázovou síť, neboť ve třífázové síti je výkon rozdělen do tří fází, takže každá fáze má menší zatížení.

Nevýhody třífázového vstupu zahrnují vyšší náklady na nákup třífázových automatických strojů, RCD, metr, rozměry rozváděčů budou více než jednofázové a také s třífázovou sítí je nutné správně rozdělit zatížení napříč fází, aby se zabránilo nerovnováze fází - asymetrie proudů a napětí.

Pokud jde o napájení, v podstatě vše závisí na maximálním povoleném výkonu specifikovaném v technických specifikacích pro připojení. Pokud máte v dachu malý letní dům nebo kajutu a předpokládáte, že výkon je 5 kW, bude stačit jednofázový vstup, ale pokud máte velký venkovský dům s mnoha spotřebiči nebo vaše dílna s třífázovými spotřebiči, pak samozřejmě nemůžete bez třífázové sítě.

Přerušení nulového vodiče v třífázové síti

Ahoj, drahí čtenáři a hosté stránek "Poznámky elektrikář".

Vždy jsem vám doporučil, a dokonce vás nuceně nucen, chránit elektrické zařízení a elektrické spotřebiče vašich bytů a domů před zvýšením nebo snížením napětí v síti, instalací jednofázového nebo třífázového relé napětí v závislosti na vaší síti.

Jako jednofázové relé lze použít zařízení různých výrobců, například PH-113 od Novatek-Electro, UZM-51 od Meander, RV-32A od EKF, CM-EFS.2 od ABB, AZM-40A od " Resanta ", ZUBR D40t od firmy" DS Electronics "a další.

Jako třífázové napěťové relé doporučuji: digitální napěťové relé V-chránič 380V od Digitop, RNPP-311 od Novatek-Electro, RKN-3-15-15 a UZM-3-63 od Meander, CM- MPS.11 od společnosti ABB.

Všechna výše uvedená zařízení řídí vstupní napětí sítě a pokud napětí z nějakého důvodu překročilo stanovené nastavení, musí odpojit spotřebiče, čímž je chrání a ukládá je před selháním.

Připomínám, že podle normy GOST 29322-92, tabulka 1, jmenovité napětí jednofázové sítě by mělo být 230 (V) a třífázové - 400 (V). Podle normy GOST 13109-97, s. 5.2 by maximální přípustná odchylka napětí neměla překročit ± 10%, tj. u jednofázové sítě je napětí od 207 (V) do 253 (V) a u třífázové sítě - od 360 do 440 (V).

Existuje mnoho důvodů pro odchylku napětí a již jsem je uvedl v jednom z mých článků. Dnes bych však chtěl zdůraznit jeden velmi běžný důvod, jako je nulová přestávka.

Na internetu existuje celá řada článků týkajících se tohoto tématu, ale všechny informace jsou hlavně teoretické a povrchní. V tomto článku vám budu podrobně vyprávět o výskytu takové situace, budu provádět výpočty proudů a napětí v normálním režimu a při nulovém přerušení na základě reálných zátěží na příkladu několika bytů a na konci bych simuloval situaci s rozbitím nuly v třífázové síti na skutečné příklad.

Výpočet asymetrického režimu třífázové sítě s nulovým vodičem

Pro zájem se tato teorie nebude považovat za čistou, ale za ilustrativní příklad. Předpokládejme, že na místě máme tři byty.

Zde je příklad takového podlahového štítu pro tři byty, o kterých jsem napsal samostatný a podrobný článek.

Každý byt je napájen z příjezdové cesty, ale z různých fází - běžnou věcí. Apartmán č. 1 je napájen z fáze A, byt č. 2 je z fáze B a apartmán č. 3 je z fáze C.

Vezměme jako konvenci, že v určitém okamžiku byla do bytu č. 1 připojena elektrická konvice s kapacitou 2000 (W), v bytě č. 2 hořící žárovky o celkovém výkonu 400 (W) a v bytě č. 3 hořelo Jedna žárovka žárovky 75 (W).

Specificky jsem citoval čistě aktivní zatížení jako příklad, aby nedošlo ke komplikacím výpočtů a vektorových diagramů úhly střihu atd. Samozřejmě ve skutečnosti neexistuje čistě aktivní zatížení bytů, ale přesto zůstává stejný význam.

A teď si pamatujme trochu TOE.

Zatížení každého bytu je reprezentováno ve formě odporů, které označujeme jako "Z". Z je impedance obvodu s přihlédnutím k aktivní a reaktivní složce, ale jak jsem řekl výše, nemáme reaktivní složku (zatížení je čistě aktivní), proto v našem případě Z = R. Ukazuje se následující:

Zα = Ra = 24,2 (Ohm) - zatížení domu číslo 1

Zb = Rb = 121 (Ohm) - zatížitelnost nábytku číslo 2

Zc = Rc = 645,3 (Ohm) - zatěžovací odolnost bytu č. 3

Jak vidíte, zatížení bytů je jiné, tj. Jedná se o typický asymetrický režim provozu čtyřvodičové třífázové sítě s neutrálním vodičem, když je zátěž připojena podle schématu "hvězda". Tento systém má své vlastní rysy, ale o to později.

Takže jmenovité lineární (mezifázové) napětí sítě je 400 (V) a fázové napětí (mezi fází a nulou) je 230 (V).

Na napájecím vedení jsou napětí označována jako UAB, UBC a UCA a fáze UA, UB a UC. Na zatížení stejné označení, pouze s malými písmeny (indexy).

V praxi se však takové ideální hodnoty zřídka nacházejí z několika důvodů. Nejprve může do transformátoru přicházet vysoké napájecí napětí s neintenzivními síťovými napětími, které se přeměňují na nízkou stranu také s určitým rozdílem. Navíc samotný transformátor může mít některou z nejčastěji zatížených fází, u kterých bude napětí mírně sníženo oproti jiným.

Vezmu si skutečný příklad z praxe, takže mé lineární a fázové napětí mají následující významy:

Předpokládáme, že neutrální (nulový) vodič z transformátorové stanice (TP) k podlahovému panelu je dokonalý (ZN = 0), tj. Zanedbávám jeho odpor, který se skládá z odporů přechodných kontaktů a samotných drátů. Nezapomínám ani na odpor kontaktů a vodičů fází.

Ukazuje se tedy, že napětí mezi nulou zdroje energie (v mém případě jde o transformátor) a nulou zatížení (spotřebičů) je nula, tj. tyto body mají stejný potenciál.

Napětí mezi těmito body se nazývá neutrální zkreslení a je označeno jako UnN.

V tomto případě je napětí neutrálního zkreslení nula (UnN = 0), což znamená, že fázové napětí na napájecím zdroji (transformátoru) a zatížení (spotřebiči) jsou přesně stejné:

  • UA = Ua = 239 (B)
  • UB = Ub = 225 (B)
  • UC = Uc = 232 (B)

Stresový vektorový diagram bude mít následující podobu. Z důvodu srozumitelnosti jsem ho chtěla postavit na měřítku, ale nenalezl jsem slušnou online službu a nemám čas ho kreslit na grafovém papíře, jako na univerzitě.

Přirozeně se fázové napětí vzájemně posune o 120 elektrických stupňů.

Nyní musíme znát zatížené proudy ve fázích, které vypočítáme podle Ohmova zákona pro obvodovou část, známe fázové napětí a odpory zatížení. Výpočet fázových proudů bude vytvořen v exponenciální formě složitého čísla.

Nyní odkládáme získané hodnoty proudů v našem vektorovém diagramu. Od té doby Vzhledem k tomu, že zatížení je čistě aktivní, pak se proudové vektory vyrovnávají s vektory fázového napětí.

Toto je normální provozní režim, pokud nedojde k přerušení neutrálního vodiče, tj. Jedná se o asymetrický způsob provozu čtyřvodičové, třífázové sítě s nulovým vodičem.

Kvůli zájmu je možné vypočítat proud v neutrálním vodiči, který se rovná geometrickému součtu všech fázových proudů. Pro usnadnění je přidání složitých čísel překládá z exponenciální do algebraické podoby a výsledek se opět zapíše do exponenciálního.

Ukázalo se, že aktuální hodnota na nulu je 8,86 (A).

Výpočet asymetrického režimu třífázové sítě bez neutrálního vodiče

Nyní se však vydáme na nejzajímavější!

Předpokládejme, že v podlahovém panelu kvůli špatnému kontaktu vyhořel kufr nulový N (PEN), anebo elektrikář, který dělal práci, omylem to roztrhal, například na tomto místě (označil jsem bod zlomu ne s červeným křížem). Právě jsem poukázal na dva důvody pro nulovou přestávku, ve skutečnosti může být mnoho.

Zde je fotka podobného štítu odolného podlahové krytiny. Mimochodem, tento štít je v havarijním stavu a mám samostatný článek o tom, kde jsem podrobně vyprávěl, jak a co je třeba opravit a opravit.

Co se stane, když se hlavní nula N (PEN) rozbije?

Když se nulový vodič rozbije, všechny tři odpory se zapnou hvězdou, ale bez nuly. Bude docházet k neutrálnímu posunu a přerozdělení (zkosení) fázových napětí bytů. Ve skutečnosti máme třífázovou třívodičovou síť bez nulového vodiče, avšak s různými zatíženími.

Aby bylo jasné, jak jsou distribuovány fázové napětí, je nutné nejprve najít neutrální zkreslení napětí (za použití metody uzlových napětí).

Ukázalo se tedy, že když je nula přerušena mezi neutrálním transformátorem a vypáleným neutrálem v podlahovém krytu, objeví se potenciál asi 181 (B).

Pokud jste ve svém domě používali zastaralý uzemňovací systém TN-C, ve kterém jsou všechny otevřené kovové konstrukce připojeny k neutrálnímu (nulovému), pak tento potenciální rozdíl (napětí) bude na všech kovových částech, které jsou neutralizovány, a v našem případě bude kovové těleso pod napětím podlahový štít a vše, co je připojeno k nulovému bloku N a to jsou naše nulové vodiče všech tří našich apartmánů.

Při zasažení těla štítu nebo jakéhokoli neutrálního vodiče spadnete pod elektrický proud.

Nebudu mluvit o důsledcích, několik článků na webu o tom bylo již napsáno s reálnými případy, seznamte se:

Pokud jste provedli oddělení vodičů PEN v podlahovém panelu a přepnuli jste ze systému uzemnění TN-C na TN-CS, pak tento potenciální rozdíl nebude jen na vyhořelém nule a na konstrukci štítu, ale také na skříních všech elektrických spotřebičů a zařízení, které Výrazně zvyšuje pravděpodobnost, že bude ovlivněn elektrickým proudem. Mimochodem, je to další důkaz, že oddělení PEN vodiče by nemělo být prováděno v podlahovém štítu, ale v ASU.

Ale to není všechno.

Určete fázové napětí při zatížení, s přihlédnutím k posunutí neutrálu.

A co vidíme? A vidíme fázovou nevyváženost v třífázové síti.

Ve fázi A se napětí sníží z 239 (V) na 65 (V), ve fázi B se napětí zvýší z 225 (V) na 335 (V) a ve fázi C se napětí zvýší z 232 (V) na 372 (V).

Samozřejmě, v bytě č. 1 s takovým nízkým napětím 65 (V) se nic nestane s elektrickou varnou konvicí, prostě prostě nebude fungovat. Ale jestliže místo konvice, chladničky, klimatizačního zařízení nebo jiných spotřebičů s motorovým zatížením bylo spojeno, pak je velmi pravděpodobné, že by nebyli v pořádku.

Ale v bytech číslo 2 a číslo 3 budou následky velmi smutné. Při napětí 335 (V) a 372 (V) budou lampy v nich okamžitě spálit. Pokud místo žárovek je zapnuto jiné zatížení, ať už je to televize, počítač a jiné domácí spotřebiče, pak ihned selžou, pokud samozřejmě nemají zabudovanou ochranu proti přepětí. Je možné, že může dojít k požáru.

Ano, mimochodem, náš vektorový diagram po vypálení z nuly vypadá takto.

Jak vidíte, neutrální bod n se posunul k bodu n ', tj. do nejčastěji zatížené fáze A. V nejčastěji zatížené fázi se napětí snížilo a v méně zatížené fázi naopak se zvýšilo téměř na síťové napětí.

Při změně odporu fázového zatížení se zkreslení napětí neutronu UnN může značně měnit, zatímco neutrální bod n 'může být umístěn na různých místech vektorového diagramu a fázové napětí spotřebitele se může pohybovat od nuly po lineární napětí.

V této situaci zůstanou fázové napětí na napájecím zdroji (transformátoru) nezměněné, tj. asymetrie zatížení neovlivňuje systém napájecího napětí.

A teď, opět se odkazuje na Ohmův zákon, vypočítáme fázové proudy.

Podívejme se na naše výpočty podle prvního zákona Kirchhoffa - geometrický součet proudů všech fází, kdy je neutrální vodič zlomený, by měl být nulový. Takže ověřme tuto totožnost.

Totožnost je pravdivá, s přihlédnutím k malým chybám, které vznikly ve výpočtech.

Ale to není všechno. Poté, co se spotřebitelé rozpadnou kvůli přepětí, začne další redistribuce fázového napětí, ale již s přihlédnutím k těmto spáleným spotřebitelům, a pak se napětí může zvýšit v jiné fázi. Obecně platí, že taková nekonečná reakce bude pokračovat, dokud nebude vše spálené.

Závěry

Jaký závěr lze učinit?

V tomto příkladu jsem modeloval přerušení neutrálního vodiče v podlahovém panelu, ze kterého byly napájeny jednofázové zatížení tří bytů z různých fází. Pokud budeme zvažovat celý bytový dům, situace bude podobná, protože zatížení fází se značně liší a v každém případě bude asymetrické. Podobná situace může nastat iv soukromém domě s třífázovým vstupem.

Z výpočtů vyplývá, že pokud jsou nulové vodiče rozbité v třífázových sítích s nízkou uzemněnou neutrální jednotkou, pokud jsou zatížení nevyrovnaná, fázové napětí může dosáhnout nebezpečných hodnot. Připomínám, že v tomto příkladu se ve fázi B a fázi C zvýšilo napětí na 335 (V) a 372 (B), tj. zvýšena téměř na lineární.

Zde jsem chtěl dodat, že se symetrickým zatížením v případě nulové mezery nedojde k fázovému posunu. Proto je mnoho třífázových motorů napájeno čtyřmi žilovými kabely bez nuly (A, B, C a PE).

Ochrana proti zlomení

Jaká opatření lze přijmout, aby se předešlo takovým incidentům?

Pokud se jedná o bytový dům, pak trvale vyžadují, aby servisní organizace neustále sledovala a pravidelně kontrolovala stav elektroinstalace z ASU na podlahové panely včetně všech potřebných měření za účasti elektrotechnické laboratoře (ETL). My, mimochodem, pravidelně přitahujeme správcovské společnosti (MC), aby takovou práci vykonali, protože tato měření musí být prováděna na určité frekvenci, která je stanovena v OLC a PTEEP. Mimochodem, tady jsou fotky z poslední kontroly jednoho bytového domu. A jak na tom funguje něco jiného?

Pravděpodobně budu psát samostatný článek s tímto článkem s konkrétními komentáři, takže se přihlaste k novinkám webu, abyste nezmeškali nejzajímavější.

Zde je několik dalších fotografií z objektů. Někdy je strašidelné, že se dokonce díváme do elektrického štítu, natož aby nám to nějakou práci.

Pokud stále máte situaci s nulovou přestávkou, ušetří vás pouze zařízení (relé), o kterých jsem hovořila na začátku článku. Navíc "Bible Electrician" (PUE, str.7.1.21) doporučuje tyto tipy zanedbávat.

Také PUE, str. 1.7.145 zakazuje instalování spínacích zařízení (jističů, pojistek atd.) V neutrálním vodiči PEN, aby se chránili spotřebitelé před fázovou nevyvážeností v asymetrickém režimu.

Pozor! Jeden z pravidelných čtenářů místa simuloval situaci nulové fáze v třífázové síti, když zatížení v každé fázi je stejné a pak přidalo další zatížení do jedné z fází. Již na základě teorie uvedené v tomto článku, podívejte se, co se děje v těchto dvou různých případech. Konstantin od sebe osobně děkuji za poskytnutý materiál.

Závěrem bych chtěl zdůraznit, že všechny výše uvedené v tomto článku se týkají přerušení neutrálního dirigenta v třífázové síti. Pokud na jednomfázovém vstupu do bytu zavede úvodní nula z vás, pak vás nic nezapálí, ale vznikne situace jiného plánu, který jsem podrobně popsal v článku o vzhledu "dvou fází" v zásuvkách.

P.S. Stal se někdo z vás "obětí" nulové přestávky? Za jakých okolností se stalo, jaké jsou důsledky - podělte se o svůj příběh do komentářů, abyste mohli zálohovat informace z tohoto článku s příklady reálného života.

Pokud vám tento článek byl užitečný, sdílejte jej s přáteli:

Zlomení nuly a nesouosost fází v třífázové síti. Napěťová nerovnováha

V našich článcích jsme často uváděli fázovou nevyváženost v třífázové síti, že jde o nepříjemnou situaci, která vede k nevyváženosti napětí a selhání domácích spotřebičů. Čtenáři upozornili na skutečnost, že v takových situacích by ochranná automatika měla vést k odstavení, nebo by bylo možné něco udělat ručně, přinejmenším většina otázek byla formulována tímto způsobem. Vlastně ne, proto jsme se rozhodli v rámci tohoto článku, abychom tento problém zvážili - ochranu před fázovou nerovnováhou.

Základní pojmy fázového nesouladu a parametrů sítě

Chcete-li začít, vezměte obvyklé měřítka - s paprskem, na který dáváme míč. Zatímco rovnováha je v rovnováze, míč bude uprostřed. Ale jakmile se rocker ohýbá, míč se sráží dolů po svahu. Také míč má váhu, čím blíže je k okraji kolébky, tím obtížnější bude vyrovnávání těchto stupnic. Problémem není ani to, že hmotnost míče není známa, faktem je, že se pohybuje. Přibližně stejný problém nastává, když nastane fázová nerovnováha v třífázové síti, pouze v tomto případě váhy nebudou mít dvě ramena, ale tři, a kde jsou kuličkové válečky nejasné.

Ve výše uvedeném příkladu neexistují žádné vzorce, ale existuje fenomén fyziky, protože dokonce i v síti dvou fází (nebo fáze a neutrální) je míč skutečně spotřeba energie. Pokud se proces nezastaví, pak míč dosáhne konce ramen stupnice, padne na misku a nebude možné obnovit rovnováhu bez vnějšího zásahu. Graficky lze toto znázornit takto:

Zelené čáry jsou rovnovážným stavem, červené čáry ukazují, jak se napětí může měnit, když je fáze nesouseditelná ve třífázové síti, a nastane nouzová situace, kdy hodnota segmentu "fáze C bodu N" přesáhne 300 voltů. Extrémním případem je situace, kdy se bod N shoduje s "fází A" nebo "fáze B". Opět se podíváme na obrázek - zkosení (segment N-N ', hodnota zkosení) v této situaci dosáhne 220 V.

Současně v sekci "Fáze C - N" bude hodnota napětí namísto 220 V 380 V. U domácích spotřebičů navržených pro maximálně 250 V je to katastrofa. Samozřejmě, že automatické vypínače budou muset v takových podmínkách odpojit linku, ale to se stane pouze v případě, že dojde k zatížení okruhu.

Zkrát'me přechodný výsledek: fázová nerovnováha v třífázové síti je abnormální situace, která vede ke změnám síťových parametrů, což může vést k nehodám. Podívejme se, odkud pochází tento sklon a zda se s ní dokážeme bránit.

Příčiny fázového zkreslení

Již jsme analyzovali třífázovou síť podrobně, zůstává zvážit další aspekt - nulový bod přerušení třífázové sítě, což je nejnepříjemnější nehoda.

V elektrických sítích je přestávka jakéhokoliv drátu již nehodou, která nevede k ničemu dobrému, ale neutrální přestávka je zvláštní obtěžování. Většina apartmánů je dnes napájena třífázovými transformátory s pevně uzemněným neutrálem. Kromě zabezpečení je toto neutrální řešení umožňující hladké vyrovnání malých fázových nevyvážeností v třífázové síti, což znamená, že se v apartmánech s uzemněním připojí více než 220V.

Vypnutí neutrálu (například ve vstupu do stoupačky). Co nás čeká v důsledku této situace? Za prvé získáme nekontrolovatelný proces přerozdělování napětí (který bude záviset na zatížení každé z fází v různých bytech). Nejvíce odolná (naložená) fáze převezme funkci "neutrální". Napětí v něm začne vzrůst na hodnoty 380V. Nejvíce uvolněná fáze se "vypustí" na 127V nebo nižší. Výsledek bude předvídatelný - selhání domácích spotřebičů, foukané lampy a další potíže. První bude porucha zařízení s motory, pak s topnými prvky. Rovněž budou trpět přesné nástroje, avšak v menším rozsahu. Moderní televizní vysílání je nepravděpodobné, že vypálí - vypněte. Ale pračka nebude jistě přežít.

Nejhorší ze všech to budou ti, kteří budou "na konci" tohoto řádku, zatížení překročí přípustné, navíc ne všechny automaty "zjistí", že je čas na odpojení. Existují extrémně vysoké rizika požáru, jak zařízení, tak kabeláže. Takže nulový bod v třífázové síti je hraniční případ, kde je úplná nevyváženost napětí, žádná zemní spojení = šok člověka a zaručená nouzová situace pro rozvodnou síť. Fotka je jen příkladem extrémní fáze zkosení na zkušebním přístroji:

To je samozřejmě ta nejnepříznivější situace, ale pokles napětí v síti také není tak neškodný, jak se zdá, zvláště pokud jde o soukromý dům poháněný třemi fázemi.

Jednoduché relé pro regulaci napětí, které lze instalovat v bytě (nebo panelu), konfigurované tak, aby bylo při výpadku napětí vypnuto, pomůže z této situace chránit elektrické vedení a spotřebiče.

Vraťme se k dalším příčinám fázových deformací v třífázové síti, nebo spíše se zajímáme o domácí aplikaci - tedy o dvoufázovou síť bytu nebo soukromého domu, který je KOMPOZITNÍ součástí třífázové sítě. Nezapomeňte na tuto část - naše dvě fáze jsou pouze součástí velké elektrické sítě.

Dalším příkladem. Náš byt má 4 linky. Vezměte všechna zařízení, prodlužovací kabely a odpalovače a všechny jsou součástí jedné zásuvky jedné linky. A zapneme multimetr v zásuvce další linky a podívejme se, co se stane s napětím. Co se stane? Ano, automatická ochrana zastaví tuto hanbu a odpojení problémového řádku. Ale předtím na multimeteru "volné čáry" uvidíme, že napětí výrazně přesáhne 220 V. Právě na tomto principu je vybudována ochrana fázového zkreslení - distribuce zatížení.

Opět se objevuje fázová nerovnováha v situaci, kdy je jedna z fází "přetížena" zatížením, zatímco druhá je "volná". Tyto váhy - na jeden šálek jsme zařízení, včetně nich jeden po druhém, a druhá stupnice je prázdná. Samozřejmě, že miska s nástroji převáží prázdnou.

Ve skutečnosti je pro rozsáhlý energetický systém komplikovanější proces, jelikož do tohoto procesu jsou zapojeni průmyslové elektrické přijímače, systémy pouličního osvětlení a reaktivní energie. Ovšem význam tohoto procesu je přesně to, že - hlavním úkolem elektrikáře, zejména doma dospělého člověka, jako je my, je správně předpovídat zatížení různých částí elektrické sítě v bytě nebo domě, což brání koncentraci silných spotřebitelů v jedné linii.

Způsoby ochrany před fázovým zkosením

Pro ochranu před fázovým zkreslením se proto používají následující metody:

  1. Komplexní návrh sítě s předpovědí zatížení. Umožňuje to vyvážit spotřebu tak, aby byly fáze spojené s výkonem objektu rovnoměrně naplněny.
  2. Použití zařízení, které umožňují vyrovnání zatížení v různých fázích v automatickém režimu bez účasti obsluhy (u velkých objektů).
  3. Změny ve vzorcích spotřeby ve stávajících sítích, pokud byly provedeny chyby návrhu sítě nebo nebylo možné počátečně odhadnout spotřebu energie v každé lokalitě.
  4. Změna síly spotřebitelů v nejkritičtějších situacích.

Nejextrémnějším způsobem, jak se vyhnout zkreslení, je přerozdělit dodávku energie (přepnutí bytové budovy na zatíženou linii), což umožňuje problémovému objektu "zředit" velkým počtem spotřebitelů ve všech třech fázích.

Existují i ​​jiné způsoby, ale ty se týkají průmyslové spotřeby, nebudeme je považovat. A připomínáme, že kompetentní projekt (schéma) není všelékem, elektrický systém domu nebo bytu není dogma, žije společně s obyvateli a mění tak často, že se během několika let může lišit od původního stavu.

Hlavním závěrem této části článku - před připojením kabeláže zvážit, zda jste rovnoměrně rozdělili všechno podél různých linií. Pokud si koupíte velice výkonnou pračku, vytvořte pro ni samostatnou linku. Obraťte se na elektrikáře, který vám pomůže zapnout tuto linku. Nakonec, asymetrie stresů u celého vstupu je celková nerovnováha všech spotřebitelů. Čím rovnoměrněji váš byt spotřebovává elektřinu, tím méně problémů bude na podlaze, a čím více podlaží tam jsou, tím bude stabilnější napětí, tím delší budou všechny elektrické spotřebiče pracovat bez problémů.

Závěr Proč potřebujeme znalosti o fázových deformacích v každodenním životě?

Když "fáze zmizí" a dojde k nehodě, samozřejmě to nebude fungovat, všechno se stane. Ale přesto by měla být alespoň obecná myšlenka rovnováhy elektrického systému, jelikož řada značek umožní pochopit, že je možné naléhavou situaci. Hlavním problémem odchylky fází v třífázové síti je pokles napětí. Proudy se také změní, ale napětí je hlavním příznakem, který vám porozumí, že vzniknou problémy. Snažili jsme se tyto nápisy vizualizovat, doufáme, že to bude užitečné, zvlášť pokud máte v nové budově byt. Nepřipomínáme přerušení nuly v třífázové síti, zde nejsou žádné známky, obvykle je to nehoda, která má příliš krátký časový interval před nástupem následků, avšak hlavním úkolem je odpojit elektrickou rozvodnou síť. A to je důležité - vyjměte zástrčku ze zásuvky! Takže, co by mělo vzbudit podezření:

  • Blikající úspora energie nebo zářivky. Dokonce i blikání by mělo být upozorněno, protože tyto zdroje světla jsou nejvíce citlivé na napětí;
  • Bliká žárovky, tlumené nebo naopak jasné světlo. Změna jasu, která je vizuálně viditelná, je dobrým důvodem k vypnutí úvodního přepínače, aby se zjistila příčina. V tomto případě jsou změny napětí již velké;
  • Známky abnormálních elektrických spotřebičů. To platí pro spotřebiče s vestavěnou ochranou - žehličky, varné konvice, mikrovlnná trouba atd. Kanvica je vypnuta, mikrovlnná trouba se nespustí. To naznačuje, že síťové napětí je níže než přijatelné. Ochranné počítače nereagují, ale nastavení sítě se jasně změnilo;
  • Spínač "Teplý", který zapne osvětlení. Možná nevidíte blikat, ale vypnutí světla, máte pocit, že spínač je teplejší než zeď. To je nebezpečné znamení;
  • Když zapnete zástrčku v zásuvce, uslyšíte (slyšíte) jiskry. Zástrčku nelepte. To je velmi špatné znamení. Snad stejná nulová přerušení v třífázové síti;
  • Spontánní vypnutí ochranných jističů při absenci přetížení a pochopení toho, že zatížení v bytě se vůbec nezměnilo. To je vyjádřeno při zapnutí osvětlení nebo spotřebičů v síti (stejná konvice). Ochrana těchto sítí je spravidla dobře provedena, zařízení přežijí, ale bezpečnostní opatření nebudou zasahovat;
  • Jiskry, zvuky kliknutí v panelu a podobná znamení při vstupu do bytu by měly nejlépe upozornit. V takových situacích byste se neměli snažit rozsvítit žárovku - nejlépe zjistit, co se děje od vašich sousedů, a způsobit záchranný tým energetických inženýrů. Totéž by mělo být provedeno, pokud světlo na místě u vchodu silně bliká nebo úplně spálí (zejména při zničení žárovky). To jsou příznaky nouzové situace celé elektrické sítě, a to nejen ve vašem bytě.

A samozřejmě stojí za to přemýšlet o instalaci zařízení, které může nepřetržitě zobrazovat napětí: relé, ukazatel nebo jiný. Některé moderní měřiče jsou vybaveny takovou možností, která vám umožní vizuálně sledovat vstupní napětí. Tento typ indikátoru je nenahraditelný, protože ne každý ví, jak používat měřící přístroje, a je obtížné měřit parametry s voltmetrem nebo multimetrem po celou dobu. Vynikající výkon je regulátor napětí pro soukromý dům (v oblasti kritického vybavení), který zobrazuje vstupní napětí a napětí, které zařízení dává.

No, nikdo nezrušil zdravý rozum, stejně jako pochopení, že se zařízení nikdy nezačnou chovat "poněkud špatně", obzvláště najednou. Pokud k tomu dojde, začněte postupovat dříve, než fázová nerovnováha vede k přímým ztrátám. Nezapomeňte, že energetickí inženýři jsou samozřejmě odpovědní za parametry sítě, ale jsou omezeny hranicemi a množstvím výhrad, takže v případě takových nehod není nutné očekávat odškodnění.