3 х фазное напряжение. Трехфазное напряжение: особенности, расчеты и применение в США и других странах

Что такое трехфазное напряжение. Как рассчитывается трехфазное напряжение. Какие стандарты трехфазного напряжения используются в США. Чем отличаются системы трехфазного напряжения в разных странах. Как правильно подключать трехфазное оборудование.

Что такое трехфазное напряжение и как оно работает

Трехфазное напряжение — это система электроснабжения, состоящая из трех переменных напряжений одинаковой амплитуды и частоты, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 120 градусов. Основные особенности трехфазной системы:

• Три синусоидальных напряжения генерируются одновременно
• Амплитуда и частота напряжений одинаковы
• Фазовый сдвиг между напряжениями составляет 120°
• Сумма мгновенных значений трех фаз всегда равна нулю

Трехфазная система позволяет передавать больше мощности при меньших потерях по сравнению с однофазной. Она широко применяется в промышленности для питания мощных электродвигателей и другого оборудования.

Основные схемы соединения в трехфазных системах

В трехфазных системах используются две основные схемы соединения проводников и нагрузки:

Звезда

При соединении звездой:

• Концы обмоток соединяются в общую нейтральную точку
• Напряжение между фазой и нейтралью называется фазным
• Напряжение между двумя фазами — линейным
• Линейное напряжение в √3 раз больше фазного

Треугольник

При соединении треугольником:

• Обмотки соединяются последовательно, образуя замкнутый контур
• Отсутствует нейтральная точка
• Фазное и линейное напряжения равны
• Линейный ток в √3 раз больше фазного

Выбор схемы соединения зависит от конкретного применения и требований к напряжению и току.

Стандарты трехфазного напряжения в США

В США используются следующие основные стандарты трехфазного напряжения:

• 208Y/120В — наиболее распространенная система для коммерческих и жилых зданий
• 480Y/277В — стандарт для промышленных объектов и крупных коммерческих зданий
• 240В (треугольник) — встречается на некоторых промышленных объектах
• 600Y/347В — используется в некоторых регионах, особенно в Канаде

Цифры обозначают линейное/фазное напряжение. Буква Y указывает на соединение звездой. Наиболее распространена система 480Y/277В для промышленности.

Особенности трехфазных систем в разных странах

Стандарты трехфазного напряжения отличаются в разных странах:

• США и Канада: 208В, 240В, 480В, 600В
• Европа: 400В/230В
• Россия: 380В/220В
• Япония: 200В

При работе с международным оборудованием важно учитывать эти различия и использовать соответствующие трансформаторы или преобразователи при необходимости.

Расчет параметров трехфазных цепей

Для расчета параметров трехфазных цепей используются следующие основные формулы:

• Активная мощность: P = √3 * U_л * I_л * cosφ
• Реактивная мощность: Q = √3 * U_л * I_л * sinφ
• Полная мощность: S = √3 * U_л * I_л
• Линейное напряжение (звезда): U_л = √3 * U_ф
• Линейный ток (треугольник): I_л = √3 * I_ф

Где U_л — линейное напряжение, U_ф — фазное напряжение, I_л — линейный ток, I_ф — фазный ток, cosφ — коэффициент мощности.

Преимущества и недостатки трехфазных систем

Трехфазные системы имеют ряд преимуществ по сравнению с однофазными:

• Более высокая передаваемая мощность
• Меньшие потери в линиях электропередач
• Возможность создания вращающегося магнитного поля
• Более равномерная нагрузка на генератор
• Возможность получения разных уровней напряжения

Однако есть и некоторые недостатки:

• Более сложное оборудование и монтаж
• Необходимость балансировки нагрузки по фазам
• Более высокая стоимость кабелей и аппаратуры

В целом преимущества трехфазных систем делают их оптимальным выбором для промышленных применений и передачи больших мощностей.

Применение трехфазных систем в промышленности

Трехфазные системы широко используются в различных отраслях промышленности:

• Электропривод станков и механизмов
• Электротермическое оборудование (печи, сварочные аппараты)
• Насосы, компрессоры, вентиляторы
• Подъемно-транспортные механизмы
• Электрический транспорт
• Системы освещения промышленных объектов

Трехфазные электродвигатели обладают высоким КПД и хорошими пусковыми характеристиками, что делает их незаменимыми в промышленных приводах.

Подключение трехфазного оборудования

При подключении трехфазного оборудования необходимо соблюдать следующие правила:

1. Определить тип соединения обмоток (звезда или треугольник)
2. Проверить соответствие напряжения питания паспортным данным
3. Обеспечить правильное чередование фаз
4. Использовать кабели и защитную аппаратуру соответствующего сечения и номинала
5. Обеспечить надежное заземление оборудования

Неправильное подключение может привести к выходу оборудования из строя или созданию опасной ситуации. При отсутствии необходимых навыков следует обратиться к квалифицированному электрику.

Защита трехфазных электроустановок

Для защиты трехфазных электроустановок применяются следующие устройства:

• Автоматические выключатели
• Предохранители
• Устройства защитного отключения (УЗО)
• Реле контроля напряжения и чередования фаз
• Тепловые реле

Важно правильно выбирать и настраивать защитные устройства в соответствии с параметрами защищаемого оборудования и требованиями электробезопасности.

принцип работы, устройство, как используется

От чего защищает реле

В результате резкого повышения напряжения чаще сгорает мелкая бытовая техника. От внезапного понижения ломаются электродвигатели дорогостоящего габаритного оборудования – стиральных машин, холодильников, кондиционеров. Недостаток напряжения провоцирует увеличение пусковых токов, вследствие чего выходят из строя обмотки мотора.

Подобные сбои чаще всего возникают по одной из следующих причин:

• оборвался или перегорел нулевой провод, соединяющий нейтрали;
• одна из фаз замкнулась на нейтраль;
• нагрузка по фазам стала распределяться неравномерно (произошел перекос), что привело к падению напряжения на самой загруженной фазе.

Уберечь свою домашнюю технику от капризов электроснабжения можно, установив 3 фазное реле для контроля напряжения. Перед началом эксплуатации устройства вы задаете две уставки.

Они срабатывают, когда напряжение опускается ниже определенного уровня (170В по умолчанию) или поднимается выше максимальной границы (250В). Размыкается силовой контакт и внутренняя сеть отключается от внешней.  Как только напряжение стабилизируется, система возобновляет подачу.

Принцип работы

Реле – это устройство, состоящее из электронного «мозга», который отслеживает уровень напряжения, и силовой части разъединителя. Последняя срабатывает сразу после получения соответствующей команды. «Умная» составляющая представляет собой микропроцессор или компаратор. Модели первого типа удобнее и надежнее в эксплуатации, но стоят дороже.

Одним из главных критериев при выборе реле контроля напряжения для 3 фазной сети является быстродействие. Отдельные приборы способны реагировать на нарушение в течение десятков наносекунд. Настройки уставок осуществляются цифровым или электромеханическим способом. У «продвинутых» моделей параметры задаются посредством кнопок.

Данные отображаются на небольшом экране. У электромеханических реле для этого используется переменный резистор на лицевой панели. 

Важной характеристикой устройства является токовая нагрузка. Этот показатель отображает, какую мощность реально способен пропустить через себя прибор. При выборе техники учитывайте, что значение, которое указывает производитель, может отображать не максимально допустимое безаварийное отключение контактов, а рабочий уровень пропускания нагрузки. Нужно иметь в виду, что эта цифра меньше.

Эксперты рекомендуют приобретать реле, пропускаемая мощность которого на 20-30% выше той, что требуется для вашей сети. Если при вводе в квартиру установлен, например, автоматический выключатель 16 А, то устройство контроля напряжения должно быть на 25 А – на ступень или две выше стандартного ряда. Такая предосторожность позволит уберечься от неприятных сюрпризов. 

Реле контроля фаз является достаточно дорогим прибором, поэтому в процессе монтажа стоит применить некоторые меры предосторожности. Прежде всего, следует строго придерживаться инструкции. Если есть хоть малейшие сомнения в том, что удастся произвести установку правильно, лучше доверить ее профессионалам. Самовольное вмешательство в электрическую схему может закончиться трагически.

Чтобы защитить устройство от короткого замыкания, рекомендуется установить перед ним автоматический выключатель. Токовая нагрузка последнего должна быть на 20-30% (одну ступень ряда) ниже по сравнению с реле. Если скачки происходят регулярно, стоит обзавестись таким средством защиты как стабилизатор. В отличие от описываемого нами прибора, он не отключает напряжение при нарушении установленных пределов, а выравнивает. Таким образом, приборы не подвергаются частым стрессам.

Отметим, что ни реле 3 фазное контроля напряжения, ни стабилизатор не защищают от импульсных скачков. Они настолько кратковременны, что устройства элементарно не успевают среагировать. Чтобы обезопасить электролинию от попадания молнии, используют разрядники и молниеотводы. Для защиты приборов от коммутационных скачков или остаточных «молниевых» импульсов применяются варисторы.

Трехфазное или однофазное реле

Перед покупкой реле напряжения предстоит определиться с типом устройства – однофазное или трехфазное. Принцип понятен уже из названия. Однофазные приборы обслуживают одну фазу, трехфазные – три. В последнем случае при выходе одной фазы из строя автоматически отключаются две остальные. Это не очень практично, поэтому для бытового использования рекомендуется использовать однофазные реле.

Если речь идет о трехфазном оборудовании или двигателе, применение трехфазного устройства оправдано. Оно прекрасно защитит от перенапряжения холодильники и кондиционеры, станки, компрессорные установки и прочие системы, оснащенные электроприводом. Также подобные реле нашли широкое применения в различных системах контроля сети.

Когда в дом заходит три фазы, есть возможность выбирать, но оптимальным вариантом считается установка отдельного реле для каждой из фаз. Это позволит избежать многих внеплановых отключений электроприборов. Зачастую проблема заключается в одной фазе, тогда как остальные продолжают функционировать нормально. Но вместо того, чтобы отключить только приборы, пребывающие в группе риска, вырубается все.

Трехфазное реле может срабатывать даже при незначительном перекосе фаз, так как это может быть опасным для двигателя или другого оборудования. Например, одна фаза работает на 220 В, у второй показатель на 10 В выше. Это нормальное напряжение для большинства бытовых приборов, но реле все равно сработает. Резкие отключения и так не удлиняют жизнь электронике, так зачем же подвергать ее ненужным испытаниям, если этого можно легко избежать?

Разновидности

В зависимости от способа исполнения различают три основных разновидности реле контроля напряжения для трехфазной сети:

• включаемое непосредственно в розетку;
• удлинитель, подключаемый к розетке;
• устанавливаемое в распределительный шкаф.

Розетка

Подобное реле оснащено вилкой и розеткой. Первая подключается к электросети, ко второй подсоединяют шнур питания конкретного электроприбора. Таким образом, потребитель может защитить только одну единицу техники, например, телевизор. Остальные участники сети остаются под угрозой. Современные модели оснащены экраном и кнопками, с помощью которых можно выставить минимальное и максимально значение, а также время задержки перед обратным включением.

Удлинитель

Данное устройство работает по тому же принципу, только вместо одной розетки удлинитель оснащен двумя и больше. С помощью такого устройства можно защитить сразу несколько дорогостоящих приборов. Вследствие этого оцениваются подобные модели дороже. Величина номинального тока для однофазных реле, подключаемых к розетке, не превышает 16 А.

В шкаф

Эти реле контроля напряжения 3 фазной сети устанавливаются на DIN-рейку, расположенную в распределительном шкафу или щитке. Главным плюсом моделей является их способность защитить сразу всю систему квартиры или дома, а не только отдельных потребителей электроэнергии. Нагрузка мощностью до 8,5 кВА коммутируется контактами реле. Если показатель превышает 8,5 кВА, отключение осуществляется автоматическим выключателем, контактором или магнитным пускателем.

Подобные устройства выпускаются как в однофазном исполнении (номинальные токи от 16 до 80 А), так и в трехфазном (не выше 16 А). Некоторые модели оснащены датчиком температуры, защищающим их от перегрева. Подобное может произойти в случае нарушения контактов. Как только температура превысит заданный уровень, прибор автоматически отключится. Многофункциональные реле могут работать в нескольких режимах: стандарт, как контроллер максимального или минимального напряжения, с задержкой на включение.

Однофазные и трехфазные реле напряжения: как выбрать?

Реле напряжения изготавливаются в трехфазном или однофазном исполнении. Т. е. они могут функционировать в цепи с соответствующим питанием у нагрузки. Функционирование всех реле напряжения (включая трехфазные) идет в соответствии со следующим алгоритмом. Реле измеряет текущие значения напряжений, а при их возрастании / падении сверх установленного предела очень быстро (во избежание поломок) отключает питание от нагрузки. Время, за которое происходит срабатывание реле, называется его быстродействием. Оно составляет, как правило, от 0,01 до 1,2 секунд. После того, как напряжение стабилизируется в заданных пределах, реле возобновит подачу электропитания к оборудованию. Причем как дополнительный защитный фактор может использоваться встроенный таймер, подключающий питание нагрузки через задаваемое ему время задержки. Это особенно важно для агрегатов, которым противопоказаны часто повторяющиеся режимы пуска (вентиляторы, холодильные компрессоры и т. д.). Диапазон настроек времени задержки для всех представленных нами реле напряжений RBUZ составляет 3 – 600 секунд.

Основными причинами недопустимых отклонений питающего напряжения от номинальных значений являются внешние факторы, влияющие на электрические сети. Среди них:

• Обрыв линий электропередач (фазного или нулевого проводника) порывами ветра, ветками деревьев и т. д.
• Для индивидуального жилья и других, преимущественно удаленных объектов (включая промышленные) – игнорирование требований по увеличению поперечного сечения токопроводящих жил в кабеле в зависимости от расстояния до питающей подстанции.
• Применение т. н. «скруток» для соединений проводов между собой вместо обжимных клемм.
• Подсоединение к одной из фаз электросети объекта достаточно мощного оборудования, что приводит к ее перегрузке и, следовательно, значительному снижению напряжения. Это вызывает поломку остального электрооборудования, подключенного сюда же.

Все реле контроля рассчитаны на работу при напряжении в границах 100 – 420 В. Поэтому такие устройства не в состоянии защищать ваши электроприборы от воздействия разрядов молнии. В таких случаях используют специальные разрядники.

Перед монтажом реле напряжения необходимо правильно выбрать его модель, тип. Для этого пользователь должен точно определить:

• Число фаз (одна либо три), подведенных к жилью либо другому объекту.
• Полный перечень электрооборудования и его суммарную потребляемую мощность.

3-х фазные реле напряжения рекомендуется устанавливать исключительно в случае наличия в здании электрооборудования с таким же питанием. Причина этого заключается в следующем. При исчезновении напряжения на любой из трех фаз такое реле автоматически отключит питание на всех оставшихся, поскольку такой режим работы категорически недопустим для 3-х фазной техники. Аналогичная ситуация будет при незначительном отклонении (перекосе) значений фазных напряжений друг от друга. В ассортименте продукции бренда RBUZ имеется трехфазное реле напряжения модели 3F с номинальным током 5 А и мощностью нагрузки 1 кВА. Чтобы защитить трехфазных потребителей с помощью такого устройства, для их подключения следует обязательно применять контактор. 1-фазные реле контроля в случае значительного превышения паспортного значения коммутируемой мощности тоже надо подсоединять только через подобные контакторы (силовые реле, магнитные пускатели). Причем подбирать их необходимо с учетом требуемой мощи нагрузки. В том случае, если трехфазного оборудования нет и его монтаж не запланирован, достаточно смонтировать три однофазных реле напряжения, подключая их в каждую из имеющихся фаз. Такое решение гарантирует более высокую надежность энергоснабжения вашего объекта.

Подбирая реле в однофазные цепи питания, самым важным является правильное определение тока защитного устройства. Превышение мощности реле к соответствующей величине подключенной нагрузки должно составлять не меньше 20–30 %. В том случае, когда нагрузка подсоединена посредством автоматического выключателя номиналом 25 А, реле напряжения должно быть на 32 либо 40 А.

Важный нюанс – наличие встроенной защиты от перегрева, точнее, от повышения температуры внутри корпуса реле. Такая опция доступна в моделях Dt, а также  R1, SR1, R2, P3, P6, подключаемых в электрическую розетку. Ее наличие практически исключает такие негативные явление как искрение, выгорание и перегрев в клеммных соединениях. Кроме всего прочего, для реле модели Dt характерна повышенная степень безопасности. В этом случае для увеличения ресурса работы контактной группы защитных устройств применено следующее решение. Нагрузку к такому реле коммутируют (подключают) в тот момент времени, когда синусоида питающего напряжения наиболее близка к переходу через ноль.

Однофазные реле напряжения торговой марки RBUZ это устройства серий D, D2, Dt, R1, SR1, R2, P3 и P6, которые являются одними из лучших моделей на рынке. Все они управляются обычными или сенсорными кнопками и имеют цифровой экран, который отражает текущее значение напряжения в сети и настройки, относящиеся к меню прибора. Модели D, Dt монтируют внутрь установочного шкафа на стандартную DIN-рейку. А R1, SR1, R2, P3 и P6 подают питание на нагрузку путем непосредственного включения в розетку. В этом случае количество защищаемого оборудования изменяется от одной до шести единиц (зависит только от моделей реле).

 

Оцените новость:

Поделиться:

Какое 3-фазное напряжение в США – передача и распределение электроэнергии

SimpliEditor 10 апреля 2020 г., 19:35

#1

ВОПРОС

Нам необходимо установить УФ-осушители в США

В Европе 3 фазы + земля (Y) распространены на промышленных объектах. Фаза к фазе около 400 В переменного тока, земля к фазе 230 В переменного тока.

Что распространено в США. Слышно, 480 В переменного тока, треугольник, без земли?

Существует ли стандарт?

ОТВЕТЫ

rbulsara
Для систем 600 В и менее:

Наиболее распространенной в США является 480Y/277, 3-фазная, 4-проводная заземленная система для оборудования в коммерческих и промышленных системах. Коммерческое освещение обычно составляет 277 В.

Бытовые розетки, будь то жилые, коммерческие или промышленные, всегда на 120 В, часть системы 208Y/120 В, Y. Поэтому система понижающих трансформаторов с 480В треугольник на 208Y/120В всегда присутствует в коммерческих и промышленных системах.

Как и в любом другом месте, всегда присутствуют исключения, которые включают незаземленные или заземленные дельта-системы. Всегда консультируйтесь со своими клиентами.

И для дополнительной информации:

Жилые системы обычно питаются от 2 фаз и нейтрали (одна фаза, 3 провода), которая фактически является частью заземленной системы 208Y/120V , Y. 480/277 никогда не используется в жилых системах.

Многие старые жилые системы должны иметь 240/120 В, однофазные 3-проводные системы.

Надеюсь, это поможет вам.

ИСТОЧНИК
https://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=71901
Выше приведен фрагмент.

GroovyGuy 13 апреля 2020 г. , 5:22

#2

То, что rbulsara упомянул выше, верно на 100%, однако я хотел бы добавить, что высокоомные заземленные нейтрали становятся все более распространенными даже в США (по крайней мере, что касается наших промышленных клиентов). Коммерческие клиенты не так много.

1 Нравится

ВаРосс 13 апреля 2020 г., 5:41

#3

На самом деле эта система используется только в больших многоквартирных домах.
В жилых домах на одну семью и в небольших многоквартирных домах используется однофазное напряжение 120/240 Вольт.
В некоторых районах Канады начался поэтапный отказ от систем «звезда» на 277/480 В в пользу систем «звезда» на 347/600 В.
Несмотря на то, что я начал видеть первые системы на 347/600 Вольт, установленные коммунальными службами почти 50 лет назад, до сих пор существует множество систем на 277/480 Вольт.
Вокруг есть несколько дельта-систем на 480 Вольт. Некоторые из них представляют собой четырехжильные треугольники с напряжением 240/480 Вольт на одной фазе с заземлением центрального ответвления.
Некоторые из них заземлены в углу.
Некоторые используют блоки трансформаторов типа «зигзаг» или «звезда-треугольник» для заземления через импеданс.
Список распространенных напряжений:
120/208 Вольт
277/480 Вольт
Иногда вы можете найти систему на 347/600 Вольт, привезенную из Канады.
Менее распространены системы «треугольник» на 240 В и 480 В.
Общее линейное напряжение кратно 120 Вольт.
Если вы не знакомы с североамериканскими системами, имейте в виду, что стандартное напряжение двигателя кратно 115 Вольт.
Таким образом, напряжения двигателя составляют:
115 Вольт,
230 Вольт,
460 Вольт и
550 Вольт.
Двигатели с двойным напряжением работают параллельно, а не по схеме звезда-треугольник.
Следовательно, 230/460 – обычное напряжение двигателя.
Часто можно встретить двигатели, рассчитанные на 208, 230/460 Вольт.
Они становятся все более распространенными.

Генераторов на 347/600 В очень мало.
Несколько лет назад я подрабатывал на крупном заводе битуминозных песков.
Завод 347/600 Вольт.
Мы привезли в аренду генераторы на 480 Вольт.
Фирма по аренде также предоставила автотрансформаторы с открытым треугольником для повышения напряжения до 600 Вольт.
Тогда было арендовано много вытяжных вентиляторов. Они были доступны только на 460/480 вольт. Автотрансформаторы
, соединенные звездой, были расположены в местах, где были необходимы вентиляторы, и снизили напряжение до 480 Вольт.

1 Нравится

an110: Новый взгляд на расчеты трехфазного переменного тока

Преамбула

Эти указания по применению являются продолжением рекомендаций Dataforth. Примечание по применению AN109, которое содержит систему переменного тока определения и основные правила расчетов с примерами. Читателю предлагается просмотреть AN109, ссылки 3, 4 и 5 в качестве фона для настоящих указаний по применению.

Трехфазная система напряжения

Системы трехфазного напряжения состоят из трех синусоидальные напряжения одинаковой величины, одинаковой частоты и разделены на 120 градусов.

Рисунок 1 иллюстрирует функции косинуса в реальном времени и связанная векторная нотация для 3-фазной линейной линии система напряжения с линейным напряжением V12 в качестве опорного.

Обзор свойств трехфазной системы напряжения

Трехфазные напряжения питания и системы нагрузки имеют два базовые конфигурации; 4-проводная «звезда» и 3-проводная «дельта». На рисунке 2 показана базовая 3-фазная 4-проводная схема «звезда». настроенная система напряжения с V1N в качестве эталона и На рис. 3 показана трехпроводная система напряжения, сконфигурированная по схеме «треугольник». с V12 в качестве эталона соответственно.

 

Важные определения, соглашения и правила расчета как для 3-фазного 4-проводного соединения «звезда», так и для 3-проводного соединения «треугольник» сконфигурированные системы напряжения перечислены ниже список с опущенной «грязной» векторной математикой.

Ориентация вектора:
По определению, все синусоидальные векторы вращаются в против часовой стрелки с {1-2-3} или {3-2-1} последовательность и углы измеряются как положительные в направление против часовой стрелки. 4-проводная 3-фазная система звезда показан на рисунке 2, где V1N выбран в качестве эталона. междуфазные напряжения составляют V12, V23 и V32 с линейным напряжения нейтрали показаны как V1N, V2N и V3N. Фигура 3 показаны надлежащие междуфазные фазовые напряжения для 3-фазного фаза 3-проводная конфигурация треугольник с выбранным вектором V12 в качестве ссылки. Примечание. В качестве ссылка, выбор совершенно произволен.

Последовательность фаз:
Последовательность фаз определяет последовательную синхронизацию, по которой каждый вектор линейного напряжения отстает от линейного напряжения другого вектор против часовой стрелки. Рисунки 1, 2 и 3 показана последовательность фаз {1-2-3}. Последовательность {1-2-3} означает, что V12 опережает V23 на 120 градусов, а V23 опережает V31 на 120 градусов. Кроме того, V1N опережает V2N на 120 градусов, а V2N опережает V3N на 120 градусов. Это необходимо установить последовательность фаз перед выполнением любые расчеты для того, чтобы вычисленный векторный вектор углы могут быть правильно расположены относительно друг друга.

Имеется только две действительные последовательности фаз; {1-2-3} последовательность и последовательность {3-2-1}. Обе эти фазы последовательности определяются тем, как 3-фазный трансформатор линии питания (L1, L2, L3) подключены и промаркированы. Рисунок 4 иллюстрирует последовательность {3-2-1} относительно {1-2-3} последовательность. Примечание. Последовательность фаз может быть изменить, просто поменяв местами соединения любых двух из трех (L1, L2, L3) линий подачи; однако это должно осуществляться только в соответствии со всеми надлежащими кодексы, правила и утверждение проектирования завода персонал.

Индексы:
Поддержание правильного порядка индексов для всех векторов количество является одним из наиболее важных ключей к успешному 3-этапные расчеты. На рис. 4 показан правильный индекс порядок для каждой из двух различных последовательностей фаз. Для последовательность {1-2-3}, правильный порядок индексов [12], [23] и [31]; тогда как правильный порядок индекса для последовательность {3-2-1} — это [32], [21] и [13].

Нижний индекс:
После определения последовательности фаз и правильного индексы идентифицируются, расчеты с использованием этих нижние индексы вместе с соглашениями, принятыми для Версия закона Ома на переменном токе предотвратит угловые ошибки.

По соглашению, V12 представляет собой падение напряжения вектора плюс (1) до минус (2) в направлении тока, протекающего из точки (1) к точке (2) и равен этому току, умноженному на импедансом переменного тока между точками (1) и (2). Для пример в векторной записи;

Фактор сложения/вычитания:
Правильное обозначение нижнего индекса устанавливает правильный метод для векторного сложения/вычитания векторов. На рисунке 2 фазовращатели междуфазного напряжения в этой 3-фазной {1-2-3} последовательность 4-х проводной системы «звезда» состоит из линейно-нейтральных векторные напряжения следующим образом;

Если среднеквадратичное значение фазного напряжения равно сбалансированная система), то приведенные выше уравнения показывают, что все линейное напряжение питания фазора линейное к нейтрали напряжения умножьте на 3 и соедините линию с нейтралью вектора напряжения на 30 градусов . Например, стандарт 4-проводная 3-фазная система «звезда» с фазным напряжением 120 вольт и V1N, выбранный в качестве эталонного вектора при ноль градусов имеет междуфазные напряжения;

V12 = 208∠ 30°; V23 = 208∠ -90°; V31 = 208∠ 150°.

Важное понятие: 3-фазная 3-проводная схема треугольник система симметричных напряжений фактически не имеет линейного нейтральные напряжения, такие как система звезда. Однако дельта междуфазных напряжений, как показано на рисунке 3, все еще может быть построен из теоретического набора сбалансированных 3-фазных фазное напряжение, как показано выше. отношения с этими теоретическими напряжениями чрезвычайно полезно для определения углов дельта-фазора.

Процедуры расчета, рекомендации и формулы

Следующий список процедур, руководств и формул проиллюстрировать схему того, как рассчитать трехфазный фазовращатель количества, используя типичные данные паспортной таблички, взятые из отдельные единицы нагрузки.

Расчеты выполняются следующим образом;

1. Идентификация последовательности фаз; {1-2-3} или {3-2-1}
2. Идентифицировать индексы; [12], [23], [31] или [32], [21], [13]
3. Предположим, что линейные токи L1, L2, L3 текут к нагрузкам и нейтральный (обратный) ток течет к источнику питания.
4. Протекание тока нагрузки и падение напряжения должны соответствовать нотации нижнего индекса, как определено ранее.
5. Используйте «Закон Ома для переменного тока» для расчета величин и углы каждой отдельной однофазной нагрузки текущий. Обзор Dataforth AN109, ссылка 1.
6. Важные понятия: Линейные токи как по схеме «звезда», так и по схеме «звезда». Трехфазные нагрузки, сбалансированные треугольником, рассчитываются с использованием следующие отношения;
   1. Входная мощность переменного тока = 3 x (Vline) x (Iline) x PF
   2. PF — косинус угла, на который прямая токи опережают или отстают от фазного напряжения. Трехфазные линейные напряжения на самом деле существуют в звездообразной конфигурации; тогда как они теоретический в дельта-конфигурациях. Например, допустим любой баланс 3-х фазной нагрузки на 10 ампер линейного тока и PF 0,866 (30°) отставания. Если системная последовательность {1-2-3} и V12 является эталоном, тогда I1=10∠ -60°; I2=10∠ 180°; I3=10∠ 60° .
7. Определить величины треугольника мощности; Вт «П» и VAR «Q» для каждой нагрузки. Обзорный номер 1.
8. Суммируйте ранее рассчитанную индивидуальную нагрузку токи с использованием надлежащего обозначения индекса для определения ток каждой отдельной линии
9. Наконец, просуммируйте все треугольники мощности отдельных нагрузок. количества (Ватт «P» и ВАР «Q»), чтобы установить величины треугольника мощности системы; P, Q и PF. Это этот последний шаг, который устанавливает, как загрузка системы ведет себя население.

Примеры расчета

В следующих примерах предполагается типичное напряжение 208–120 вольт. трехфазная конфигурация «4 звезды» с чередованием фаз из {1 2 3}, и V12 выбран в качестве эталона. это вай система; однако нагрузки, подключенные между каждым из три отдельные линии подачи (L1, L2, L3) составляют 208-вольтовая 3-проводная схема треугольник. Три категории однофазные нагрузки предполагаются для следующих расчеты. Эти категории идентичны тем, определено в Указаниях по применению AN109(Ссылка 1) и перечисленных ниже с необходимыми данными паспортной таблички.

• Выходная мощность, киловатты; кВт, КПД (опционально), PF= 1
• Выходная мощность, л.с.; HP, Эффективность, P
• Вход кВА; КВА, ПФ, КПД 100%.

В таблице 1 показаны рассчитанные значения для предполагаемого популяция этих нагрузок. Читатели должны убедиться в этом расчеты. Dataforth предлагает интерактивный Excel рабочая тетрадь, аналогичная Таблице 1, которая автоматически рассчитывает все параметры трехфазной системы. Видеть Ссылка 2 для загрузки этого файла Excel.

Пример расчетов для линейных нагрузок
Трехфазные системы «звезда» с нейтралью могут иметь равные или неравные отдельные однофазные нагрузки, подключенные между любая из линий питания (L1, L2, L3) и нейтраль. Системы сбалансированы, если все нагрузки между фазой и нейтралью одинаковы.

На рис. 5 показаны три группы однофазных линейно-нейтральных нагрузки, подключенные по трехфазной схеме «звезда». Такая конфигурация однофазных нагрузок может быть рассматривается как составная неуравновешенная нагрузка звездой

На рис. 6 показаны три группы однофазных нагрузки, подключенные по трехфазной схеме «звезда». Этот конфигурация однофазных нагрузок может рассматриваться как составная несбалансированная дельта-нагрузка

На рис. 7 показана группа сбалансированных нагрузок по схеме «звезда» и группа сбалансированных дельта-нагрузок, обе из которых являются (могут быть) подключены по трехфазной схеме «звезда».

Таблица 1 представляет собой составной набор результатов расчетов для конфигурации, показанные на рисунках 5, 6 и 7. Эти расчеты предполагают произвольную популяцию вида загружает ранее определенные и использует все правила, процедуры и определения, как показано выше. система результаты расчетов таблицы 1 показаны ниже в таблицах 2 и 3.

Сетевое напряжение V12 (208 при нуле градусов) является эталонным для указанные выше текущие углы.

Читателям рекомендуется проверить эти расчеты.

Как упоминалось выше, Dataforth предоставляет интерактивный Файл Excel, предназначенный для помощи энтузиастам-исследователям. при расчете системных токов и связанной с ними мощности уровни. Этот файл позволяет следователю ввести табличку с именем данные по всем нагрузкам системы; после чего все линейные токи фазоры и величины мощности рассчитываются автоматически. Интерактивная рабочая тетрадь Excel для трех- Расчет фаз переменного тока» можно загрузить с веб-сайт Dataforth, см. ссылку 2 .

На рис. 8 показана изолированная истина Dataforth. Входной модуль RMS, SCM5B33. Эта функция также доступен в упаковке на DIN-рейку; ДСКА33. Датафорт имеет набор модулей формирования сигнала, разработанных специально для измерения среднеквадратичного значения переменного тока высокого напряжения параметры с использованием встроенного затухания. Читатель рекомендуется посетить ссылки 1, 6, 7 и 8. Ссылки на Dataforth Читателю предлагается посетить веб-сайт Dataforth и изучить их полную линейку изолированных преобразователей сигнала модули и соответствующие указания по применению, см. ссылки показано ниже.

1. Корпорация Dataforth, http://www.dataforth.com
2. Dataforth Corp., AN110 Excel Интерактивная работа Книга для расчета трехфазного переменного тока
3. Dataforth Corp., Примечание по применению AN109, Измерения однофазного переменного тока
4. Dataforth Corp.