Трехфазные сети: особенности, преимущества и применение в энергетике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое трехфазная сеть электроснабжения. Как устроена система из трех фаз. Какие преимущества дает использование трехфазного тока. Где применяются трехфазные сети в современной энергетике.

Содержание

Что такое трехфазная система электроснабжения

Трехфазная система электроснабжения — это способ передачи электроэнергии с использованием трех переменных напряжений, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 120 градусов. Это частный случай многофазных систем переменного тока.

Основные характеристики трехфазной системы:

Три синусоидальных напряжения одинаковой частоты и амплитуды
Сдвиг фаз между напряжениями составляет 120°
Обычно используется 4-х проводная схема — 3 фазных провода и нейтраль
Стандартные напряжения: 380В между фазами, 220В фаза-нейтраль

Трехфазная система была изобретена и запатентована Николой Тесла в 1888 году. Первая трехфазная линия электропередачи была построена в Германии в 1891 году. С тех пор трехфазные сети стали основой систем электроснабжения во всем мире.

Принцип работы трехфазной системы

Принцип работы трехфазной системы основан на использовании трех переменных напряжений, сдвинутых по фазе. Это достигается следующим образом:

Трехфазный генератор создает три синусоидальных напряжения со сдвигом 120°
Напряжения передаются по трем проводам — фазам A, B и C
У потребителя фазы подключаются к обмоткам трансформаторов или двигателей
Нейтральный провод используется как общая точка и для питания однофазных потребителей

За счет сдвига фаз сумма трех напряжений в любой момент времени равна нулю. Это позволяет использовать нейтральный провод меньшего сечения.

Преимущества трехфазных сетей

Трехфазные системы электроснабжения имеют ряд важных преимуществ по сравнению с однофазными:

Более эффективная передача энергии — меньше потери в проводах

Возможность получения двух уровней напряжения — фазного и линейного
Простота создания вращающегося магнитного поля в электродвигателях
Меньшая материалоемкость трансформаторов и генераторов
Возможность реверса электродвигателей простой сменой двух фаз
Равномерная нагрузка на генераторы электростанций

Эти преимущества обусловили повсеместное применение трехфазных сетей в энергетике и промышленности.

Схемы соединения в трехфазных цепях

В трехфазных системах используются два основных способа соединения обмоток генераторов, трансформаторов и нагрузок:

Соединение звездой

При соединении звездой:

Концы фазных обмоток соединяются в общую нейтральную точку
Линейное напряжение в √3 раз больше фазного
Линейный ток равен фазному
Используется 4-проводная система с нейтралью

Соединение треугольником

При соединении треугольником:

Конец каждой фазы соединяется с началом следующей
Линейное напряжение равно фазному
Линейный ток в √3 раз больше фазного
Используется 3-проводная система без нейтрали

Выбор схемы соединения зависит от конкретного применения и требуемых параметров сети.

Области применения трехфазных сетей

Трехфазные системы электроснабжения нашли широкое применение в различных областях:

Генерация электроэнергии на электростанциях
Передача электроэнергии по линиям электропередачи
Распределение электроэнергии потребителям
Питание промышленных электроустановок и оборудования
Электропривод в промышленности и на транспорте
Электроснабжение жилых и общественных зданий

Практически вся современная энергетика и электрификация промышленности базируется на использовании трехфазных сетей переменного тока.

Особенности эксплуатации трехфазных сетей

При эксплуатации трехфазных систем электроснабжения необходимо учитывать следующие особенности:

Важность симметричной нагрузки фаз для равномерной работы генераторов
Необходимость контроля изоляции и заземления для обеспечения безопасности
Возможность возникновения высших гармоник при несимметричной нагрузке
Опасность обрыва нейтрального провода, приводящего к перекосу фаз
Необходимость правильного чередования фаз для корректной работы электродвигателей

Соблюдение правил эксплуатации позволяет обеспечить надежную и безопасную работу трехфазных сетей.

Перспективы развития трехфазных систем

Несмотря на то, что трехфазные системы используются уже более 100 лет, они продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

Повышение напряжения передачи для снижения потерь
Применение современных систем управления и защиты
Интеграция с системами распределенной генерации

Развитие технологий компенсации реактивной мощности
Использование высокотемпературной сверхпроводимости

Трехфазные сети остаются основой современной электроэнергетики и имеют большой потенциал для дальнейшего совершенствования.

Трехфазные и однофазные сети | Electric-Blogger.ru

2016-10-02 Статьи

Трехфазная сеть — это способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Те провода, по которым ток идет, называются фазными, а по которому возвращается — нулевым.

Трехфазная цепь состоит из трех фазных проводов и одного нулевого. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120°. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно с экономической точки — не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток распределяется на три фазы, и каждой из них дается по нулевому проводу. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя в частном секторе нередко трехфазная сеть заводится прямо в дом.

Любая однофазная электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному проводу ток поступает к потребителю, а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.

От трансформаторной понижающей подстанции до ВРУ (Вводно-распределительное устройство, где происходит прием, учет и распределение электрической энергии) приходит трехфазная сеть пятижильным проводом, а в наши квартиры приходит уже трехжильный. На вопрос, куда деваются еще 2, ответ простой: питают другие квартиры. Это не значит, что квартир только 3, их может быть сколько угодно, лишь бы кабель выдержал. Просто внутри ВРУ выполняется схема разъединения трехфазной цепи на однофазные.

К каждой фазе, отходящей в квартиру, добавляются ноль и заземление, так и получается трехжильный кабель. В идеале в трехфазной сети только один ноль. Больше и не надо, поскольку ток сдвинут по фазе относительно друг друга на одну треть. Ноль — это нейтральный проводник, в котором напряжения нет. Относительно земли у него нет потенциала в отличие от фа-

зного провода, в котором напряжение (фазное напряжение между фазой и нулем) равно 220 В. Между фазами (так называемое линейное напряжение между любыми из трех фаз) напряжение 380 В. Фазные провода в трехфазной сети обычно маркируются так: фаза А — желтый, фаза B — зеленый, фаза C — красный.

В трехфазной сети, к которой ничего не подключено, в нейтральном проводнике нет напряжения. Самое интересное начинает происходить, когда сеть подключается к однофазной цепи. Одна фаза входит в квартиру, где стоят 2 лампочки и холодильник, а вторая где 5 кондиционеров, 2 компьютера, душевая кабина, индукционная плита и т. д. Понятно, что нагрузка на 2 эти фазы неодинакова, происходит перекос фаз и ни о каком нейтральном проводнике речи уже не идет. На нем тоже появляется напряжение, и чем неравномернее нагрузка, тем оно больше. Фазы уже не компенсируют друг друга, чтобы в сумме получился ноль.

На данный момент ситуация усугубляется еще тем, что большинство домашних электроприборов являются импульсными. По этой причине возникают дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Эти импульсные приборы вместе с разной нагрузкой на фазы создают такие условия, что в нейтральном проводнике может оказаться ток равный или превышающий ток одной из фаз. Однако нейтраль такого же сечения, что и фазный провод, а нагрузка больше.

Вот почему в последнее время все чаще возникает явление, называемое «отгоранием» или обрывом нулевого проводника — нейтральный проводник просто не справляется с нагрузкой, перегревается и отгорает.

Для защиты от такой неприятности надо либо увеличивать сечение нейтрального провода (а это дорого), либо распределять нагрузку между 3 фазами равномерно (что в условиях многоквартирного дома невозможно). Поэтому оптимальным решением я считаю использование реле контроля напряжения, которое отключит питание квартиры в случае выхода напряжения за допустимые пределы. Тем самым оно защитит ваши электроприборы.

Реле контроля напряжения

Какую сеть лучше провести в частном доме?

Если у вас в доме есть трехфазное оборудование, то ответ очевиден. Также к плюсам трехфазной сети можно отнести то, что на ввод можно использовать кабель меньшего сечения, чем при однофазной, так как в трехфазной сети мощность распределяется по трем фазам, благодаря чему на каждую фазу приходится меньшая нагрузка.

К минусам трехфазного ввода можно отнести более высокие расходы на покупку трехфазных автоматов, УЗО, счетчика, габариты распределительного щита будут больше чем однофазного, а также при трехфазной сети необходимо грамотно распределить нагрузку по фазам во избежании перекоса фаз — несимметрии токов и напряжений.

Что касается мощности, то здесь в основном все зависит от максимально разрешенной мощности, указанной в технических условиях на подключение. Если у вас на даче небольшой летний домик или бытовка и разрешенная мощность предположим 5квт, то вполне достаточно будет однофазного ввода, а вот при наличии большого загородного дома со множеством потребителей, или своей мастерской с трехфазными потребителями, то здесь конечно уже не обойтись без трехфазной сети.

Всё о трёхфазной системе электроснабжения

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол.

Один из вариантов многофазной системы электроснабжения — трехфазная система переменного тока. В ней действуют три гармонические ЭДС одной частоты, создаваемые одним общим источником напряжения. Данные ЭДС сдвинуты по отношению друг к другу во времени (по фазе) на один и тот же фазовый угол, равный 120 градусов или 2*пи/3 радиан.

Первым изобретателем шестипроводной трехфазной системы был Никола Тесла, однако немалый вклад в ее развитие внес и российский физик-изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский, предложивший использовать всего три или четыре провода, что дало значительные преимущества, и было наглядно продемонстрировано в экспериментах с асинхронными электродвигателями.

В трехфазной системе переменного тока каждая синусоидальная ЭДС находится в собственной фазе, участвуя в непрерывном периодическом процессе электризации сети, поэтому данные ЭДС иногда именуют просто «фазами», как и передающие данные ЭДС проводники: первая фаза, вторая фаза, третья фаза. Фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов, а соответствующие проводники принято обозначать латинскими буквами L1, L2, L3 или A, B, C.

Такая система очень экономична, когда речь идет о передаче электрической энергии по проводам на большие расстояния. Трехфазные трансформаторы менее материалоемки.

Силовые кабели требуют меньше проводящего металла (как правило используется медь), поскольку токи в фазных проводниках, по сравнению с однофазными, имеют меньшие действующие величины, если сравнивать с однофазными цепями аналогичной передаваемой мощности.

Трехфазная система очень уравновешена, и оказывает равномерную механическую нагрузку на энергогенерирующую установку (генератор электростанции), чем продлевает срок ее службы.

При помощи трехфазных токов, пропускаемых через обмотки электрических потребителей — различных установок и двигателей, легко получить вращающееся вихревое магнитное поле, необходимое для работы двигателей и других электроприборов.

Синхронные и асинхронные трехфазные двигатели переменного тока имеют простое устройство, и гораздо экономичнее однофазных и двухфазных, а тем более — классических двигателей постоянного тока.

С трехфазной сетью в одной установке можно получить сразу два рабочих напряжения — линейное и фазное, что позволяет иметь два уровня мощности в зависимости от схемы соединения обмоток — «треугольник» (англоязычный вариант «дельта») или «звезда».

Что касается питания систем освещения, то присоединив три группы ламп — к различным фазам сети каждую, — можно значительно снизить мерцание и избавиться от вредного стробоскопического эффекта.

Перечисленные преимущества как раз и обуславливают широкое применение именно трехфазной системы электроснабжения в большой мировой электроэнергетике сегодняшнего дня.

Звезда

Соединение по схеме «звезда» предполагает соединение концов фазных обмоток генератора в одну общую «нейтральную» точку (нейтраль — N), как и концов фазных выводов потребителя.

Провода, соединяющие фазы потребителя с соответствующими фазами генератора называются в трехфазной сети линейными проводами. А провод, соединяющий между собой нейтрали генератора и потребителя — нейтральным проводом (обознаяается «N»).

При наличии нейтрали, трехфазная сеть получается четырехпроводной, а если нейтраль отсутствует — трехпроводной. В условиях, когда сопротивления в трех фазах потребителя равны друг другу, то есть при условии что Za = Zb = Zc, нагрузка будет симметричной. Это идеальный режим работы для трехфазной сети.

При наличии нейтрали, фазными называются напряжения между любым фазным проводом и нейтральным проводом. А напряжения между любыми двумя фазными проводами именуются линейными напряжениями.

Если сеть имеет схему соединения «звезда», то в условиях симметричной нагрузки соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями могут быть описаны следующими соотношениями:

Видно, что линейные напряжения сдвинуты по отношению к соответствующим фазным на угол в 30 градусов (пи/6 радиан):

Мощность при соединении «звезда» в условиях симметричной нагрузки, с учетом известных фазных напряжений можно определить по формуле:

О важности нейтрали и «перекосе фаз»

Хотя при абсолютно симметричной нагрузке питание потребителей возможно по трем проводам линейными напряжениями даже в отсутствие нейтрали, тем не менее если нагрузки на фазах не строго симметричны, нейтраль всегда обязательна.

Если же при несимметричной нагрузке нейтральный провод оборвется, либо его сопротивление по какой-то причине значительно возрастет, произойдет «перекос фаз», и тогда нагрузки на трех фазах могут оказаться под разными напряжениями — от нуля до линейного — в зависимости от распределения сопротивлений нагрузок по фазам в момент обрыва нейтрали.

А ведь нагрузки номинально рассчитаны строго на фазные напряжения, значит что-то может выйти из строя. Особенно перекос фаз опасен для бытовой техники и электроники, поскольку из-за этого может не просто перегореть какой-нибудь прибор, но и случиться пожар.

Проблема гармоник кратных третьей

Наиболее часто бытовая и другая техника оснащается сегодня импульсными блоками питания, причем без встроенной схемы коррекции коэффициента мощности. Это значит, что моменты потребления ограничиваются тонкими импульсными пиками тока вблизи вершины сетевой синусоиды, когда конденсатор выходного фильтра, установленный после выпрямителя, резко и быстро подзаряжается.

Когда таких потребителей к сети подключено много, возникает высокий ток третьей гармоники основной частоты питающего напряжения. Данные токи гармоник (кратных третьей) суммируются в нейтральном проводнике и способны перегрузить его, несмотря на то, что на каждой из фаз потребляемая мощность не превышает допустимой.

Проблема особенно актуальна в офисных зданиях, где размещено на небольшом пространстве много разной оргтехники. Если бы во всех встроенных импульсных блоках питания имелись схемы коррекции коэффициента мощности, это бы решило проблему.

Треугольник

Соединение по схеме «треугольник» предполагает со стороны генератора соединение конца проводника первой фазы с началом проводника второй фазы, конца проводника второй фазы с началом проводника третьей фазы, конца проводника третьей фазы с началом проводника первой фазы — получается замкнутая фигура — треугольник.

Линейные и фазные напряжения и токи при симметричной нагрузке, применительно к соединению «треугольник», соотносятся следующим образом:

Мощность в трехфазной цепи при соединении треугольником, в условиях симметричной нагрузки, определяется следующим образом:

В нижеприведенной таблице отражены стандарты фазных и линейных напряжений для разных стран:

Проводники разных фаз трехфазной сети, а также нейтральные и защитные проводники традиционно маркируют собственными цветами.

Так поступают для того, чтобы предотвратить поражение электрическим током и обеспечить удобство обслуживания сетей, облегчить их монтаж и ремонт, а также сделать стандартизированной маркировку фазировки оборудования: порядок чередования фаз порой очень важен, например для задания направления вращения асинхронного двигателя, режима работы управляемого трехфазного выпрямителя и т. д. В разных странах цветовая маркировка различна, в некоторых совпадает.

Ранее ЭлектроВести писали, что немецкая энергетическая компания E.ON подписала контракт с производителем автомобилей BMW на установку и эксплуатацию одной из крупнейших сетей зарядки электромобилей в Германии, которая будет включать более 4,1 тыс. новых зарядных станций.

По материалам: electrik.info.

Трёхфазный ток, преимущества трёхфазного тока при использовании

Преимущества трёхфазного тока очевидны только специалистам электрикам. Что такое трехфазный ток для обывателя представляется весьма смутно. Давайте развеем неопределенность.

Трехфазный переменный ток

Большинство людей, за исключением специалистов — электриков, имеют весьма смутное представление, что такое так называемый «трёхфазный» переменный ток, да и в понятиях, что такое сила тока, напряжение и электрический потенциал, а также мощность, — часто путаются.

Попытаемся простым языком дать начальные понятия об этом. Для этого обратимся к аналогиям. Начнём с простейшей – протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течёт от более высокой точки поверхности к более низкой. Всегда выбирает самый экономичный (наикратчайший) путь. Аналогия с протеканием тока – полнейшая. Причём количество воды протекающей в единицу времени через какое-то сечение потока будет аналогично силе тока в электрической цепи. Высота любой точки русла реки относительно нулевой точки – уровня моря – будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А разница в высоте любых двух точек реки будет соответствовать напряжению между двумя точками цепи.

Используя эту аналогию можно легко представить в уме законы протекания постоянного электрического тока в цепи. Чем выше напряжение – перепад высот, тем больше скорость потока, и, следовательно, количество воды протекающей по реке в единицу времени.

Водный поток, точно так же как электрический ток при своём движении испытывает сопротивление русла – по каменистому руслу вода будет протекать бурно, меняя направление, немного нагреваясь от этого (бурные потоки даже в сильные морозы не замерзают вследствие нагрева от сопротивления русла). В гладком канале или трубе вода потечёт быстро и в итоге в единицу времени канал пропустит гораздо больше воды, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.

Теперь представим закрытую бутылку, в которой налито немного воды. Если мы начнём эту бутылку вращать вокруг поперечной оси, то вода в ней будет перетекать попеременно от горлышка к донышку и наоборот. Это представление – аналогия переменному току. Казалось бы, одна и та же вода перетекает туда-сюда и что? Тем не менее, этот переменный поток воды способен совершать работу.

Откуда вообще появилось понятие переменный ток? к содержанию

Да с тех самых пор, когда человечество, узнав, что перемещение магнита вблизи проводника вызывает электрический ток в проводнике. Именно движение магнита вызывает ток, если магнит положить рядом с проводом и не двигать – никакого тока в проводнике это не вызовет. Далее, мы хотим получить (генерировать) в проводнике ток, чтобы использовать его в дальнейшем для каких-либо целей. Для этого изготовим катушку из медного провода и начнём возле неё двигать магнит. Магнит можно передвигать возле катушки как угодно – двигать по прямой туда-сюда, но, чтобы не двигать магнит руками, создать такой механизм технически сложнее, чем просто начать его вращать около катушки, аналогично вращению бутылки с водой из предыдущего примера. Вот именно таким образом — по техническим причинам — мы и получили синусоидальный переменный ток, используемый ныне повсеместно. Синусоида – это развёрнутое во времени описание вращения.

В дальнейшем оказалось, что законы протекания переменного тока в цепи отличаются от протекания постоянного тока. Например, для протекания постоянного тока сопротивление катушки равно просто омическому сопротивлению проводов. А для переменного тока – сопротивление катушки из проводов значительно увеличивается из-за появления, так называемого индуктивного сопротивления. Постоянный ток через заряженный конденсатор не проходит, для него конденсатор – разрыв цепи. А переменный ток способен свободно протекать через конденсатор с некоторым сопротивлением. Далее выяснилось, что переменный ток может быть преобразован с помощью трансформаторов в переменный ток с другими напряжением или силой тока. Постоянный ток такой трансформации не поддаётся и, если мы включим любой трансформатор в сеть постоянного тока (что делать категорически нельзя), то он неизбежно сгорит, так как постоянному току будет сопротивляться только омическое сопротивление провода, которое делается как можно меньше, и через первичную обмотку потечёт большой ток в режиме короткого замыкания.

Заметим также, что электродвигатели могут быть созданы для работы и от постоянного тока, и от переменного тока. Но разница между ними такая – электродвигатели постоянного тока сложнее в изготовлении, но зато позволяют плавно изменять скорость вращения обычным регулирующим силу тока реостатом. А электродвигатели переменного тока гораздо проще и дешевле в изготовлении, но вращаются только с одной, обусловленной конструкцией скоростью. Поэтому в практике широко применяются и те, и другие. В зависимости от назначения. Для целей управления и регулирования применяются двигатели постоянного тока, а в качестве силовых установок – двигатели переменного тока.

Далее конструкторская мысль изобретателя генератора двигалась примерно в таком направлении – если удобнее всего для генерации тока использовать вращение магнита рядом с катушкой, то почему бы вместо одной катушки генератора не расположить вокруг вращающегося магнита несколько катушек (места-то вокруг вон сколько)?

Получится сразу же, как бы несколько генераторов, работающих от одного вращающегося магнита. Причём переменный ток в катушках будет отличаться по фазе – максимум тока в последующих катушках будет несколько запаздывать относительно предыдущих. То есть синусоиды тока, если их графически изобразить, будут, как бы между собой, сдвинуты. Это важное свойство – сдвиг фаз, о котором мы расскажем ниже.

Примерно так рассуждая, американский изобретатель Никола Тесла и изобрёл сначала переменный ток, а затем и трёхфазную систему генерации тока с шестью проводами. Он расположил три катушки вокруг магнита на равном расстоянии под углами 120 градусов, если за центр углов принять ось вращения магнита.

(Число катушек (фаз) вообще-то может быть любым, но для получения всех тех преимуществ, что даёт многофазная система генерации тока, минимально достаточно трёх).

Далее русский учёный электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский развил изобретение Н. Тесла, впервые предложив трёх — и четырёхпроводную систему передачи трёхфазного переменного тока. Он предложил соединить один конец всех трёх обмоток генератора в одну точку и передавать электроэнергию всего по четырём проводам. (Экономия на дорогих цветных металлах существенная). Оказалось, что при симметричной нагрузке каждой фазы (равным сопротивлением) ток в этом общем проводе равняется нулю. Потому что при суммировании (алгебраическом, с учётом знаков) сдвинутых по фазе на 120 градусов токов они взаимно уничтожаются. Этот общий провод так и назвали – нулевой. Поскольку ток в нём возникает только при неравномерности нагрузок фаз и численно он небольшой, гораздо меньше фазных токов, то представилась возможность использовать в качестве «нулевого» провод меньшего сечения, чем для фазных проводов.

По этой же самой причине (сдвиг фаз на 120 градусов) трехфазные трансформаторы получились значительно менее материалоёмкими, так как в магнитопроводе трансформатора происходит взаимопоглощение магнитных потоков и его можно делать с меньшим сечением.

Сегодня трёхфазная система электроснабжения осуществляется четырьмя проводами, три из них называются фазными и обозначаются латинскими буквами: на генераторе — А, В и С, у потребителя — L1, L2 и L3. Нулевой провод так и обозначается – 0.

Напряжение между нулевым проводом и любым из фазных проводов называется – фазным и составляет в сетях потребителей – 220 вольт.

Между фазными проводами тоже существует напряжение, причём значительно выше, чем фазное напряжение. Это напряжение называется линейным и составляет в цепях потребителей 380 вольт. Почему же оно больше фазного? Да всё это из-за сдвига фаз на 120 градусов. Поэтому, если на одном проводе, к примеру, в данный момент времени потенциал равен плюс 200 вольт, то на другом фазном проводе в этот же момент времени потенциал будет минус 180 вольт. Напряжение – это разность потенциалов, то есть оно будет + 200 – (-180)=+380 В.

Возникает вопрос, если по нулевому проводу ток не протекает, то нельзя ли его вообще убрать. Можно. И мы получим трёхпроводную систему электроснабжения. С соединением потребителей так называемым «треугольником» — между фазными проводами. Однако нужно заметить, что при неравномерной нагрузке в сторонах «треугольника» на генератор будут действовать разрушающие его нагрузки, поэтому данную систему можно применять при огромном количестве потребителей, когда неравномерности нагрузок нивелируются. Передача электроэнергии от больших электростанций при высоких фазных и линейных напряжениях (сотни тысяч вольт) так и осуществляются. Почему же применяется такое высокое напряжение. Ответ простой – чтобы уменьшить потери в проводах на нагрев. Так как нагрев проводов (потери энергии) пропорционален квадрату протекающего тока, то желательно чтобы протекающий ток был минимален. Ну а для передачи необходимой мощности при минимальном токе нужно повышать напряжение. Линии электропередач (ЛЭП) так и обозначаются, к примеру, ЛЭП – 500 – это линия электропередачи под напряжением 500 киловольт.

Кстати потери в проводах ЛЭП можно ещё более снизить, применяя передачу постоянного тока высокого напряжения (перестаёт действовать емкостная составляющая потерь, действующая между проводами), проводились даже такие эксперименты, но широкого распространения пока такая система не получила, видимо вследствие большей экономии в проводах при трёхфазной системе генерации.

Выводы: преимущества трёхфазной системы к содержанию

В заключение статьи подведём итоги, – какие же преимущества даёт трёхфазная система генерации и электроснабжения?

Экономия на количестве проводов, необходимых для передачи электроэнергии. Учитывая немалые расстояния (сотни и тысячи километров) и то, что для проводов используют цветные металлы с малым удельным электрическим сопротивлением, экономия получается весьма существенной.
Трёхфазные трансформаторы, при равной мощности с однофазными, имеют значительно меньшие размеры магнитопровода. Что позволяет получить существенную экономию.
Очень важно, что трёхфазная система передачи электроэнергии создаёт при подключении потребителя к трём фазам как бы вращающееся электромагнитное поле. Опять-таки, вследствие сдвига фаз. Это свойство позволило создать чрезвычайно простые и надёжные трёхфазные электродвигатели, у которых нет коллектора, а ротор, по сути, представляет собой простую «болванку» в подшипниках, к которой не нужно подсоединять никакие провода. (На самом деле конструкция короткозамкнутого ротора имеет свои особенности и вовсе не болванка) Это так называемые трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Очень широко распространённые сегодня в качестве силовых установок. Замечательное свойство таких двигателей – это возможность менять направление вращения ротора на обратное простым переключением двух любых фазных проводов.
Возможность получения в трёхфазных сетях двух рабочих напряжений. Другими словами менять мощность электродвигателя или нагревательной установки путём простого переключения питающих проводов.
Возможность значительного уменьшения мерцаний и стробоскопического эффекта светильников на люминисцентных лампах путём размещения в светильнике трёх ламп, питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам трёхфазные системы электроснабжения получили широчайшее распространение в мире.

Трехфазные и однофазные электрические сети

Как известно, по проводам, передающим энергию на расстояние, течет трехфазный ток — так выгоднее. В квартиру он заходит однофазным. Расщепление трехфазной цепи на 3 однофазных происходит во ВРУ. Туда входит пятижильный кабель, а выходит трехжильный (рис, 11.2).

Рис. 11.2. Схема расщепления трехфазной сети на однофазные потребители

На вопрос, куда деваются еще 2, ответ простой: питают другие квартиры. Это не значит, что квартир только 3, их может быть сколько угодно, лишь бы кабель выдержал. Просто внутри щита выполняется схема разъединения трехфазной цепи на однофазные (рис, 11.3). К каждой фазе, отходящей в квартиру, добавляются ноль и заземление, так и получается трехжильный кабель.

Рис. 11.3. Однофазная электрическая цепь

В идеале в трехфазной сети только один ноль. Больше и не надо, поскольку ток сдвинут по фазе относительно друг друга на одну треть. Ноль — это нейтральный проводник, в котором напряжения нет. Относительно земли у него нет потенциала в отличие от фазового, в котором напряжение равно 220 В. В паре «фаза — фаза» напряжение 380 В. В трехфазной сети, к которой ничего не подключено, в нейтральном проводнике нет напряжения. Самое интересное начинает происходить, когда сеть подключается к однофазной цепи. Одна фаза входит в квартиру, где стоят 2 лампочки и холодильник, а вторая — где 5 кондиционеров, 2 компьютера, душевая кабина, индукционная плита и т. д. (рис, 11.4).

Рис. 11.4. Трехфазная электрическая цепь

Понятно, что нагрузка на 2 эти фазы неодинакова и ни о каком нейтральном проводнике речи уже не идет. На нем тоже появляется напряжение, и чем неравномернее нагрузка, тем оно больше.

Фазы уже не компенсируют друг друга, чтобы в сумме получился ноль.

Вот почему в последнее время все чаще возникает явление, называемое отгоранием ноля — нейтральный проводник просто не справляется с нагрузкой и перегорает. Бороться с таким явлением непросто: надо либо увеличивать сечение нейтрального провода (а это дорого), либо распределять нагрузку между 3 фазами равномерно (что в условиях многоквартирного дома невозможно). На худой конец можно купить понижающий разделительный трансформатор, он же стабилизатор напряжения.

В частном доме ситуация получше, поскольку хозяин один и распределить электроэнергию по фазам намного проще. Это даже увлекательное занятие — считать мощность электроприборов и распределять их по фазам, чтобы нагрузка была одинаковой. Все расчеты делаются примерно, и вовсе не значит, что надо включать свет и 2 телевизора, а если заработал столярный станок на улице — это перебор. Все зависит от желания хозяина дома: провести трехфазную сеть или однофазную. Здесь есть свои плюсы и минусы.

Минусов трехфазной сети 2.

ной. Кроме того, нужно знать правила эксплуатации трехфазных сетей.

Плюсов трехфазной сети тоже 2.

Трёхфазная система электроснабжения — это… Что такое Трёхфазная система электроснабжения?

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. В трёхфазной системе этот угол равен 2π/3 (120°).

Многопроводная (шестипроводная) трёхфазная система переменного тока изобретена Николой Теслой. Значительный вклад в развитие трёхфазных систем внёс М. О. Доливо-Добровольский, который впервые предложил трёх- и четырёхпроводную системы передачи переменного тока, выявил ряд преимуществ малопроводных трёхфазных систем по отношению к другим системам и провёл ряд экспериментов с асинхронным электродвигателем.

Описание

Каждая из действующих ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто «фазой». Также «фазами» называют проводники — носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются в РФ латинскими буквами L с цифровым индексом 1…3, либо A, B и C^[1].

Распространённые обозначения фазных проводов:

Россия, EC (выше 1000 В)	Россия, ЕС (ниже 1000 В)	Германия	Дания
А	L1	L1	R
B	L2	L2	S
C	L3	L3	T

Анимированное изображение течения токов по симметричной трёхфазной цепи с соединением типа «звезда» Векторная диаграмма фазных токов. Симметричный режим. Графическое представление зависимости фазных токов от времени

Преимущества

Возможная схема разводки трёхфазной сети в многоквартирных жилых домах

Экономичность.
- Экономичность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
- Меньшая материалоёмкость 3-фазных трансформаторов.
- Меньшая материалоёмкость силовых кабелей, так как при одинаковой потребляемой мощности снижаются токи в фазах (по сравнению с однофазными цепями).
Уравновешенность системы. Это свойство является одним из важнейших, так как в неуравновешенной системе возникает неравномерная механическая нагрузка на энергогенерирующую установку, что значительно снижает срок её службы.
Возможность простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для работы электрического двигателя и ряда других электротехнических устройств. Двигатели 3-фазного тока (асинхронные и синхронные) устроены проще, чем двигатели постоянного тока, одно- или 2-фазные, и имеют высокие показатели экономичности.
Возможность получения в одной установке двух рабочих напряжений — фазного и линейного, и двух уровней мощности при соединении на «звезду» или «треугольник».
Возможность резкого уменьшения мерцания и стробоскопического эффекта светильников на люминесцентных лампах путём размещения в одном светильнике трёх ламп (или групп ламп), питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам, трёхфазные системы наиболее распространены в современной электроэнергетике.

Схемы соединений трехфазных цепей

Звезда

Существующие виды защиты от линейного напряжения, которые можно найти в продаже в электротехнических магазинах. Как и требуют современные стандарты, монтаж происходит на DIN-рейку.

Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или нейтралью. Концы фаз обмоток приёмника (M) также соединяют в общую точку. Провода, соединяющие начала фаз генератора и приёмника, называются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, называется нейтральным.

Шины для раздачи нулевых проводов и проводов заземления при подключении звездой. Одно из преимуществ подключения звездой — экономия на нулевом проводе, поскольку от генератора до точки разделения нулевых проводов вблизи потребителя, требуется только один провод.

Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, называется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной.

Если сопротивления Za, Zb, Zc приёмника равны между собой, то такую нагрузку называют симметричной.

Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями.

Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

Последствия отгорания (обрыва) нулевого провода в трехфазных сетях

При симметричной нагрузке в трёхфазной системе питание потребителя линейным напряжением возможно даже при отсутствии нейтрального провода. Однако, при питании нагрузки фазным напряжением, когда нагрузка на фазы не является строго симметричной, наличие нейтрального провода обязательно. При его обрыве или значительном увеличении сопротивления (плохом контакте) происходит так называемый «перекос фаз», в результате которого подключенная нагрузка, рассчитанная на фазное напряжение, может оказаться под произвольным напряжением в диапазоне от нуля до линейного (конкретное значение зависит от распределения нагрузки по фазам в момент обрыва нулевого провода). Это зачастую является причиной вывода из строя бытовой электроники в квартирных домах. Так как сопротивление потребителя остаётся константой, то, согласно закону Ома, при возрастании напряжения сила тока, проходящего через потребительское устройство, окажется гораздо больше максимально допустимого значения, что и вызовет сгорание и/или выход из строя питаемого электрооборудования. Пониженное напряжение также может послужить причиной выхода из строя техники. Иногда отгорание (обрыв) нулевого провода на подстанции может явиться причиной пожара в квартирах.

Проблема гармоник, кратных третьей

Современная техника всё чаще оснащается импульсными сетевыми источниками питания. Импульсный источник без корректора коэффициента мощности потребляет ток узкими импульсами вблизи пика синусоиды питающего напряжения, в момент заряда конденсатора входного выпрямителя. Большое количество таких источников питания в сети создаёт повышенный ток третьей гармоники питающего напряжения. Токи гармоник, кратных третьей, вместо взаимной компенсации, математически суммируются в нейтральном проводнике (даже при симметричном распределении нагрузки) и могут привести к его перегрузке даже без превышения допустимой мощности потребления по фазам. Такая проблема существует, в частности, в офисных зданиях с большим количеством одновременно работающей оргтехники.
Существующие установки компенсации реактивной мощности не способны решить данную проблему, так как снижение коэффициента мощности в сетях с преобладанием импульсных источников питания не связано с внесением реактивной составляющей, а обусловлено нелинейностью потребления тока. Решением проблемы третьей гармоники является применение корректора коэффициента мощности (пассивного или активного) в составе схемы производимых импульсных источников питания.
Требования стандарта IEC 1000-3-2 накладывают ограничения на гармонические составляющие тока нагрузки устройств мощностью от 50 Вт. В России количество гармонических составляющих тока нагрузки нормируется стандартами ГОСТ 13109-97, ОСТ 45.188-2001.

Треугольник

Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой.

Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями

Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

Распространённые стандарты напряжений

	РФ и СНГ	Страны ЕС	Япония	США
Напряжение (фазное/линейное)	220/380	230/400	120/208	(140/240)/(230/400)
Частота	50 Гц	50 Гц	50/60Гц	60 Гц

Маркировка

Проводники, принадлежащие разным фазам, маркируют разными цветами. Разными цветами маркируют также нейтральный и защитный проводники. Это делается для обеспечения надлежащей защиты от поражения электрическим током, а также для удобства обслуживания, монтажа и ремонта электрических установок и электрического оборудования. В разных странах маркировка проводников имеет свои различия. Однако многие страны придерживаются общих принципов цветовой маркировки проводников, изложенных в стандарте Международной Электротехнической Комиссии МЭК 60445:2010.

	Фазный проводник 1	Фазный проводник 2	Фазный проводник 3	Нейтральный проводник	Защитный проводник
США (120/208В)^[2]	Чёрный	Красный	Голубой	Белый или серый	Зелёный
США (277/480В)	Оранжевый	Коричневый	Жёлтый	Белый или серый	Зелёный
Канада	Красный	Чёрный	Голубой	Белый	Зелёный
Канада (Изолированные трёхфазные установки)	Оранжевый	Коричневый	Жёлтый	Белый	Зелёный
Великобритания (с апреля 2006)	Красный (Коричневый)	Жёлтый (ранее Белый) (Чёрный)	Голубой (Серый)	Чёрный (Голубой)	Зелёно-жёлтый
Европа (с апреля 2004)	Коричневый	Чёрный	Серый	Голубой	Зелёно-жёлтый
Европа (до апреля 2004, в зависимости от страны)	Коричневый или Чёрный	Чёрный или Коричневый	Чёрный или Коричневый	Голубой	Зелёно-жёлтый
Европа (Обозначение шин)	Жёлтый	Коричневый	Красный
Россия (СССР)^[3]	Жёлтый	Зелёный	Красный	Голубой	Зелёно-жёлтый (на старых установках — Черный)
Россия (с 1 января 2011 г.)^[4]	Коричневый	Чёрный	Серый	Голубой	Зелёно-жёлтый
Австралия и Новая Зеландия	Красный	Жёлтый	Голубой	Чёрный	Зелёно-жёлтый (на старых установках — Зелёный)
Южная Африка	Красный	Жёлтый	Голубой	Чёрный	Зелёно-жёлтый (на старых установках — Зелёный)
Малайзия	Красный	Жёлтый	Голубой	Чёрный	Зелёно-жёлтый (на старых установках — Зелёный)
Индия	Красный	Жёлтый	Голубой	Чёрный	Зелёный

Трёхфазная двухцепная линия электропередачи

См. также

Примечания

↑ Действующий в РФ ГОСТ 2.709-89 предписывает обозначение цепей фазных проводников трёхфазного переменного тока: L1, L2, L3, и при этом допускает обозначения A, B, C.
↑ С 1975 года Национальный Электрический Кодекс (США) не регламентируют цветовое обозначение фазных проводов. Приведённые в таблице цвета являются общепринятыми в эксплуатации.
↑ Согласно ПУЭ при переменном трёхфазном токе: шины фазы А обозначают жёлтым цветом, фазы В — зелёным, фазы С — красным цветами (по алфавитному порядку начальных букв в названии цветов: Ж, З, К).
↑ Согласно ГОСТ Р 50462-2009: Базовые принципы и принципы безопасности для интерфейса «человек-машина», выполнение и идентификация. Идентификация проводников посредством цветов и буквенно-цифровых обозначений.

Ссылки

Мощность трехфазной сети: расчет полной мощности формулой

В подавляющем большинстве случаев в домах и квартирах используется трехфазная сеть. Однако часто применяются приборы, которым необходимо однофазное питание. Чтобы лучше разбираться в особенностях использования трехфазной сети, нужно понимать, как она работает. В статье подробно рассмотрено, как правильно определить ее мощность и каким образом это можно использовать.

Что такое трехфазная сеть в электричестве

Многофазная электрическая сеть переменного тока была создана благодаря американскому ученому Н. Тесле. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и содействовал повсеместному внедрению трехфазной электросети.

Соединение источника и потребителей

Подаются три фазы переменного тока, которые равны по амплитуде и сдвинуты друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены между собой несколькими способами. Самыми распространенными из них являются «звезда» и «треугольник».

В первом случае у них имеется один общий провод. При таком варианте использования появляется возможность подавать линейное или фазовое напряжение. В квартире первое равно 380 В, второе — 220 В. Общий провод обычно соединен с землей, хотя существуют схемы подключения, в которых это не так.

К сведению! При подключении «треугольником» каждый выход фазы соединен с одним выходом другой фазы.

Трехфазная линия передачи

Свойства трехфазной сети

Использование трехфазного электропитания завоевало широкую популярность по следующим причинам:

таким способом минимизируются потери при передаче электроэнергии на большие расстояния;
трехфазные схемы требуют для реализации меньшего количества деталей и материалов по сравнению с однофазными;
есть возможность обеспечить в сети питание 380 В или 220 В.

Обратите внимание! Трехфазное напряжение часто используется для питания асинхронных двигателей, некоторых теплонагревательных приборов, для работы мощных устройств.

Четыре провода питания

Какая сила тока трехфазной сети

На практике часто мощность электроприбора является известной величиной. Поскольку в большинстве случаев для питания используется напряжение 220 В, то имеются все необходимые данные для расчета силы тока. Эта величина важна, чтобы сравнить ее с предельно допустимой для используемых проводов, розеток и удлинителей.

Важно! Слишком сильный ток может вызвать перегорание предохранителей или порчу используемого удлинителя.

Трехфазная система с нейтралью

Для определения силы тока можно воспользоваться формулой мощности: P = кв. корень(3) * U(l) * I(l) * cos(«фи«).

Здесь можно использовать известные данные:

P — мощность электроприбора, известная из его инструкции по эксплуатации;
U(l). В большинстве случаев речь идет о напряжении 220 В (для устройств с трехфазным питанием эта величина будет равна 380 В).

Значение и формула для cos («фи») обычно точно неизвестны. Их берут из технического паспорта прибора или обращаются за этой информацией к справочникам. Как правило, для определенных типов приборов такая величина известна. Например, она близка к 1 у нагревательных приборов, а у электродвигателей равна 0,7-0,9.

Таким образом на основе приведенной формулы можно посчитать силу тока на основании известных данных.

Прибор для измерения мощности — ваттметр

Какая стандартная потребляемая ее мощность

Чтобы рассчитать электрическую мощность, потребляемую квартирой или частным домом, нужно учесть потребление энергии всеми используемыми электроприборами. Это удобно делать в два этапа:

Рассмотреть все те приборы, которым необходимо питание, использующее три фазы.
Просуммировать потребляемую мощность однофазных устройств.

Искомые значения можно взять либо из техпаспорта электроприбора, либо из технического справочника. При необходимости эту величину можно рассчитывать на основе сделанных измерений. В реальной жизни устройства практически никогда не включаются одновременно.

Обратите внимание! Знание предельной величины потребляемой энергии позволит правильно организовать электроснабжение дома или квартиры.

На основе полученных данных можно, используя формулы мощности, вычислить, какова предельно допустимая сила тока в трехфазной сети, которую должна выдерживать электропроводка. Это позволит правильно подобрать предохранители и используемые во внутренней электросети провода.

Принцип действия трехфазного генератора

Как правильно рассчитать мощность трехфазной сети

Если трехфазная сеть использует соединение «треугольник», то потребители могут получать однофазное напряжение фазное или линейное. При этом оно будет иметь разную величину: первое будет меньше второго примерно в 1,71 раза (точное значение равно квадратному корню из 3). Силу тока в первом и втором случаях легко рассчитать — будет одинаковой.

К сведению! Если используется вариант соединения «треугольником», то линейное и фазовое напряжения будут равны. Однако фазовый ток будет меньше линейного в 1,71 раза.

Характеристики трехфазных цепей

Далее рассказано, как рассчитать мощность трехфазной сети. Для этого необходимо просуммировать мощности всех трех фаз. В качестве примера соединение «треугольником». В этом случае для каждой фазы эта характеристика определяется по следующей формуле: P1 = U(f) * I(f) * cos(«фи«).

В формуле расчета мощности трехфазной сети использованы такие обозначения:

P1 — мощность каждой из трех фаз;
U (f) — фазовое напряжение;
I (f) — фазовая сила тока;
«фи» — угол, определяемый соотношением активной и реактивной мощности.

Мощность, выделяющаяся на нагрузке, включает в себя активную и реактивную компоненты. Между ними существует сдвиг фаз «фи». Его смысл состоит в том, что при помощи указанного коэффициента определяется доля реактивной мощности в ее суммарной величине.

Чтобы определить мощность трехфазной сети, нужно просуммировать мощность всех трех фаз. Формула выглядит следующим образом: P = 3 * (U (f) * I(f) * cos(«фи»)). P означает искомую величину. Эту величину при расчете можно определить с помощью линейных величин силы тока и напряжения. Поскольку U(f) = U(l) / кв. корень(3), а I(f) = I(l), то мощность можно будет вычислять таким образом.

P = 3 * (U(f) * I(f) * cos(«фи»)) = 3 * (U(l) * I(l) * cos(«фи») / кв. корень(3)) = кв. корень(3) * U(l) * I(l) * cos(«фи«).

При подключении с помощью схемы «треугольник» вычисления выполняются аналогичным образом. При расчете активной мощности в трехфазной сети нужно учитывать, что фазовое и линейное напряжения будут равны, но фазовая сила тока будет в кв. корень (3) меньше линейной.

Обратите внимание! После выполнения преобразований формула мощности трехфазного тока будет такой же, как и для соединения «звездой».

Счетчик электроэнергии

Использование трехфазных сетей имеет свои важные преимущества и является широко распространенным. Чтобы грамотно их эксплуатировать, необходимо знать характеристики и формулы для расчета напряжения.

Трехфазные и однофазные сети в доме. Схема, мощность, расчет трехфазных и однофазных сетей

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной сети (рис. 1).

Рис. 1. Схема однофазной цепи

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C (рис. 2). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рис. 2. Схема трехфазной цепи

Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее.
Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем.
Это можно объяснить на примере. В случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 3).

Рис. 3. Простейшая схема заземления

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что нулевой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции.

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нолевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нолевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

В 99 % случаев для квартиры устанавливается однофазная сеть. Отличить ее от трехфазной очень просто. Если во входящем кабеле 3 или 2 провода, то сеть однофазная, когда 5 или 4 — трехфазная (рис. 4).

Рис. 4. Четырехжильным или двухжильным кабель становится, если убирается заземляющий провод

Как известно, по проводам, передающим энергию на расстояние, течет трехфазный ток — так выгоднее. В квартиру он заходит однофазным. Расщепление трехфазной цепи на 3 однофазных происходит во ВРУ. Туда входит пятижильный кабель, а выходит трехжильный (рис. 5).

Рис. 5. Схема расщепления трехфазной сети на однофазные потребители

Рис. 6. Однофазная электрическая сеть

К каждой фазе, отходящей в квартиру, добавляются ноль и заземление, так и получается трехжильный кабель.
В идеале в трехфазной сети только один ноль. Больше и не надо, поскольку ток сдвинут по фазе относительно друг друга на одну треть. Ноль — это нейтральный проводник, в котором напряжения нет. Относительно земли у него нет потенциала в отличие от фазового, в котором напряжение равно 220 В. В паре «фаза — фаза» напряжение 380 В. В трехфазной сети, к которой ничего не подключено, в нейтральном проводнике нет напряжения. Самое интересное начинает происходить, когда сеть подключается к однофазной цепи. Одна фаза входит в квартиру, где стоят 2 лампочки и холодильник, а вторая — где 5 кондиционеров, 2 компьютера, душевая кабина, индукционная плита и т. д. (рис. 7).

Рис. 7. Трехфазная электрическая сеть

Фазы уже не компенсируют друг друга, чтобы в сумме получился ноль.

В последнее время ситуация с некомпенсацией токов в такой сети усугубилась тем, что появились новые электроприборы, которые называются импульсными. В момент включения они потребляют намного больше энергии, чем при нормальной работе. Эти импульсные приборы вкупе с разной нагрузкой на фазы создают такие условия, что в нейтральном проводнике (ноле) возникает напряжение, которое может быть раза в 2 больше, чем на любой фазе. Однако нейтраль такого же сечения, что и фазовый провод, а нагрузка больше.
Вот почему в последнее время все чаще возникает явление, называемое отгоранием ноля — нейтральный проводник просто не справляется с нагрузкой и перегорает. Бороться с таким явлением непросто: надо либо увеличивать сечение нейтрального провода (а это дорого), либо распределять нагрузку между 3 фазами равномерно (что в условиях многоквартирного дома невозможно). На худой конец можно купить понижающий разделительный трансформатор, он же стабилизатор напряжения.

В частном доме ситуация получше, поскольку хозяин один и распределить электроэнергию по фазам намного проще. Это даже увлекательное занятие — рассчитать мощность электроприборов и распределять их по фазам, чтобы нагрузка была одинаковой. Все расчеты делаются примерно, и вовсе не значит, что надо включать свет и 2 телевизора, а если заработал столярный станок на улице — это перебор. Все зависит от желания хозяина дома: провести трехфазную сеть или однофазную. Здесь есть свои плюсы и минусы.

Минусов трехфазной сети 2.

1. Напряжение на отдельном участке сильно зависит от работы других. Если перегружена одна из фаз, остальные могут работать некорректно. Проявиться это может как угодно. Чтобы такого не происходило, нужен стабилизатор — вещь недешевая.
2. Необходимо оборудование в щит, рассчитанное именно под трехфазную сеть, а также расходы на устройство трехфазной сети. Они будут больше, нежели для однофазной. Кроме того, нужно знать правила эксплуатации трехфазных сетей.

Плюсов трехфазной сети тоже 2.

1. Трехфазная сеть позволяет получить больше мощности. Если однофазная сеть при суммарной мощности приборов в 10 кВт уже испытывает перегрузки, то трехфазная прекрасно справляется и с 30 кВт. Пример очень простой. Если с линии ЛЭП в дом заходит всего 1 фаза, то при сечении входящего проводника 16 мм2 максимальная мощность составит всего 14 кВт, а если все 3 фазы — то уже 42 кВт. Разница весьма ощутимая.
2. Необычайно просто становится подключать электроприборы, имеющие трехфазное питание (электрические плиты). Самое главное в случае с частным домом — трехфазные электрические двигатели, которые стоят на многих станках.

Сбалансированная трехфазная сеть | Однофазная эквивалентная схема

Сбалансированная трехфазная сеть:
Решение сбалансированной трехфазной сети в сбалансированных условиях легко осуществляется путем решения однофазной сети, соответствующей опорной фазе. На рисунке 4.1 показано однофазное решение сбалансированных трехфазных сетей. Таким образом, нейтрали генератора и нагрузки имеют одинаковый потенциал, так что I _n = 0. Таким образом, полное сопротивление нейтрали Z _n не влияет на поведение сети.Для эталонной фазы a
Токи и напряжения в других фазах имеют такую же величину, но постепенно сдвигаются по фазе на 120 °. Уравнение (4.1) соответствует однофазной сети на рис. 4.2, решение которой полностью определяет решение трехфазной сети.
Рассмотрим теперь случай, когда трехфазный трансформатор является частью трехфазной системы. Если трансформатор подключен по схеме Y / Y, как показано на рис.4.3a, в однофазном эквиваленте трехфазной цепи он, очевидно, может быть представлен однофазным трансформатором (как на рис. 4.3b) с первичной и вторичной обмотками, относящимися к фазе a трехфазного трансформатора.
Если трансформатор подключен по схеме Y / Δ, как показано на рис. 4.4a, сторона треугольника должна быть заменена эквивалентным соединением звездой, как показано пунктиром, чтобы получить однофазный эквивалент, показанный на рис. 4.4b. Однако здесь следует отметить важный факт.На стороне треугольника напряжение относительно нейтрали V _AN и линейный ток I _A имеют определенный сдвиг фазового угла относительно значений стороны звезды V _на и I _на (90 ° для показанной маркировки фаз). В однофазном эквиваленте (V _AN, I _A) соответственно синфазны с (V _и, I _и). Поскольку как фазное напряжение, так и линейный ток сдвигаются на один и тот же фазовый угол со стороны звезды на треугольник, трансформатор по фазному импедансу и поток мощности сохраняются в однофазном эквиваленте.
В большинстве аналитических исследований нас просто интересует величина напряжений и токов, так что однофазный эквивалент, показанный на рис. 4.4b, является приемлемым предложением. Везде, где необходимы правильные фазовые углы токов и напряжений, поправку можно легко применить после получения решения через эквивалент однофазного трансформатора.
Здесь можно отметить, что независимо от типа подключения коэффициент преобразования однофазного эквивалента трехфазного трансформатора такой же, как коэффициент преобразования между фазами.
Трехфазная схема | Система «звезда» и «треугольник»
Существует два типа систем, доступных в электрической цепи: однофазная система и трехфазная система . В однофазной цепи будет только одна фаза, то есть ток будет протекать только по одному проводу, и будет один обратный путь, называемый нейтральной линией, чтобы завершить цепь. Таким образом, в однофазной сети может передаваться минимальное количество энергии. Здесь генерирующая станция и грузовая станция также будут однофазными.Это старая система, использовавшаяся ранее.
В 1882 году было сделано новое изобретение в многофазной системе, в которой более одной фазы можно использовать для генерации, передачи и для системы нагрузки. Трехфазная цепь — это многофазная система, в которой три фазы передаются вместе от генератора к нагрузке.
Каждая фаза имеет разность фаз 120 ^o, то есть угол 120 ^o электрически. Таким образом, из общего количества 360 ^o три фазы поровну делятся на 120 ^o каждая.Электропитание в трехфазной системе является непрерывным, поскольку все три фазы участвуют в выработке общей мощности. Синусоидальные волны для трехфазной системы показаны ниже —
Каждая из трех фаз может использоваться как однофазная. Таким образом, если нагрузка однофазная, то можно взять одну фазу из трехфазной цепи , а нейтраль можно использовать в качестве заземления для завершения цепи.
Почему трехфазное соединение предпочтительнее однофазного?
У этого вопроса есть разные причины, потому что есть ряд преимуществ перед однофазной схемой.Трехфазная система может использоваться как трехфазная однофазная линия, поэтому она может действовать как трехфазная система. Трехфазная генерация и однофазная генерация одинаковы в генераторе, за исключением расположения катушки в генераторе, чтобы получить разность фаз 120 ^или. Проводник, необходимый в трехфазной цепи, составляет 75% от проводника, необходимого в однофазной цепи. Кроме того, мгновенная мощность в однофазной системе падает до нуля, как в однофазной, мы можем видеть по синусоидальной кривой, но в трехфазной системе полезная мощность от всех фаз обеспечивает непрерывную мощность для нагрузки.
До сих пор мы можем сказать, что есть три источника напряжения, соединенных вместе, чтобы сформировать трехфазную цепь, и фактически он находится внутри генератора. Генератор имеет три источника напряжения, которые действуют вместе с разностью фаз 120 ^o. Если мы сможем организовать три однофазных цепи с разностью фаз 120 ^или, тогда она станет трехфазной. Таким образом, разность фаз должна быть 120 ^o, иначе схема не будет работать, трехфазная нагрузка не сможет активироваться, и это также может вызвать повреждение системы.
Размер или количество металла трехфазных устройств не имеют большой разницы. Теперь, если мы рассмотрим трансформатор, он будет почти одинакового размера как для однофазной, так и для трехфазной, потому что трансформатор будет обеспечивать только связь магнитного потока. Таким образом, трехфазная система будет иметь более высокий КПД по сравнению с однофазной, потому что при одинаковой или небольшой разнице в массе трансформатора трехфазная линия будет отключена, тогда как в однофазной будет только одна. И потери будут минимальными в трехфазной цепи.Таким образом, в целом трехфазная система будет иметь лучший и более высокий КПД по сравнению с однофазной системой.
В трехфазной цепи соединения могут быть двух типов:
Соединение звездой
Соединение треугольником
Реже существует соединение разомкнутым треугольником, когда два однофазных трансформатора используются для обеспечения трехфазного поставка. Обычно они используются только в аварийных условиях, поскольку их эффективность невысока по сравнению с системами дельта-дельта (замкнутый треугольник) (которые используются во время стандартных операций).
Соединение звездой
В соединении звездой имеется четыре провода, три провода — фазные, а четвертый — нейтраль, отведенная от звезды. Соединение звездой предпочтительнее для передачи энергии на большие расстояния, потому что оно имеет нейтральную точку. Здесь нам нужно прийти к концепции сбалансированного и несимметричного тока в энергосистеме.
Когда равный ток течет через все три фазы, это называется сбалансированным током. А когда ток не будет равным ни в одной из фаз, то это несимметричный ток.В этом случае в сбалансированном состоянии через нейтраль не будет протекать ток, и, следовательно, клемма нейтрали не используется. Но когда в трехфазной цепи будет протекать несимметричный ток, нейтраль играет жизненно важную роль. Он проведет несимметричный ток через землю и защитит трансформатор. Несбалансированный ток влияет на трансформатор, а также может вызвать повреждение трансформатора, поэтому соединение звездой является предпочтительным для передачи на большие расстояния.
Соединение звездой показано ниже —

При соединении звездой линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения. Линейное напряжение — это напряжение между двумя фазами в трехфазной цепи, а фазное напряжение — это напряжение между одной фазой и нейтральной линией. И ток одинаковый как для линии, так и для фазы. Это показано в виде выражения ниже
Соединение треугольником
В соединении треугольником только три провода и нейтральная клемма не используется. Обычно соединение треугольником предпочтительнее для коротких расстояний из-за проблемы несимметричного тока в цепи.На рисунке ниже показано соединение треугольником. В грузовой станции заземление можно использовать в качестве нейтрального пути, если это необходимо.

При соединении треугольником линейное напряжение такое же, как и фазное. И линейный ток в √3 раза больше фазного тока. Это показано в виде выражения ниже:

В трехфазной цепи соединение звезды и треугольника может быть выполнено четырьмя различными способами:
Соединение звезда-звезда
Соединение звезда-треугольник
Соединение треугольником
Дельта -Delta подключение
Но питание не зависит от схемы расположения трехфазной системы.Полезная мощность в цепи будет одинаковой как при соединении звездой, так и треугольником. Мощность в трехфазной цепи может быть рассчитана по приведенному ниже уравнению:

Поскольку существует три фазы, в нормальном уравнении мощности получается кратное 3, а коэффициент мощности — коэффициент мощности. Коэффициент мощности является очень важным фактором в трехфазной системе, и иногда из-за определенной ошибки он исправляется с помощью конденсаторов.
(PDF) Трехфазный поток энергии в распределительных сетях с использованием Fortescue Transformation
13
[8] B.К. Чен, М. С. Чен, Р. Р. Шоултс и К. С. Лян, «Гибридный трехфазный поток нагрузки», IEE Proc. — Генерация, передача и распределение, т.
137, нет. 3, pp. 177–185, 1990.
[9] М.А. Ахер, К.М. Нор и АХА Рашид, «Разработка анализа несбалансированного трехфазного распределения мощности с использованием компонентов последовательности и фазы
», 12-я Международная конференция по Ближнему Востоку. Power System Conference, pp. 406 — 411, 2008.
[10] KL Lo и C. Zhang, «Разложенное решение трехфазного потока мощности с использованием кадра компонента последовательности», IEE Proc.- Производство, передача
и распределение, т. 140, нет. 3, стр. 181–188, 1993.
[11] С. Газали, К.М. Нор и М.А. Ахер, «Параллельная последовательность, разделяющая полный трехфазный поток мощности Ньютон-Рэфсон», Конференция IEEE Region 10
TENCON 2009, стр. 1–6, 2009.
[12] У. В. Лион, «Расширение метода симметричных компонентов с использованием лестничных сетей», AIEE Trans., Vol. 59, нет. 12, pp. 1025–1030, 1940.
[13] X. P. Zhang и H. Chen, «Исследование асимметричного трехфазного потока нагрузки на основе теории симметричных компонентов», IEE Proc.- Производство, передача
и распределение, т. 141, нет. 3, pp. 248–252, 1994.
[14] Б. С. Смит и Дж. Арриллага, «Улучшенный трехфазный поток нагрузки с использованием компонентов фазы и последовательности», IEE Proc. — Производство, передача и
Распределение, т. 145, нет. 3, pp. 245–250, 1998.
[15] М. А. Ахер, К. М. Нор и А. Х. А. Рашид, «Улучшенные методы трехфазного потока мощности с использованием компонентов последовательности», IEEE Trans. по энергетическим системам,
т. 20, нет.3, pp. 1389–1397, 2005.
[16] W. H. Kersting, Моделирование и анализ распределительных систем. Бока Ратон, Флорида: CRC Press, 2002.
[17] Д. Ширмохаммади, Х. У. Хонг, А. Семлин и Г. Луо, «Метод компенсации потока мощности для слабосвязанных сетей распределения и передачи
», IEEE Trans. по энергетическим системам, т. 3, вып. 2, pp. 753–762, 1988.
[18] С. Ченг и Д. Ширмохаммади, «Метод трехфазного потока мощности для анализа системы распределения в реальном времени», IEEE Trans.по энергетическим системам,
т. 10, вып. 2, pp. 671–679, 1995.
[19] W. H. Kersting, «Радиальные распределительные тестовые питатели», Proc. IEEE / Power Eng. Soc. Зимняя встреча, т. 2, pp. 908–912, 2001.
[20] [Online]. Доступно: http://ewh.ieee.org/soc/pes/dsacom/testfeeders/index.html
БИОГРАФИИ
Изудин Д.Ю.
za f´
c (M’05) защитил докторскую диссертацию. Получил степень в Загребском университете, Хорватия, в 2002 году. В настоящее время он работает в Siemens AG, Нюрнберг, Германия, где
он занимает должность руководителя отдела и главного владельца продукта (CPO) по исследованиям и разработкам в области анализа распределительной сети (DNA).Его исследовательские интересы
включают моделирование энергосистем, разработку и применение быстрых вычислений для моделирования энергосистем. Д-р Dˇ
zaf´
c является членом IEEE Power,
Energy Society и IEEE Computer Society.
Ханс-Тео Нейсиус получил диплом инженера-электрика в 1987 году. В 1992 году он получил докторскую степень по энергетике. В 1992 году он присоединился к Siemens
Corporation, где отвечает за сетевые онлайн-приложения в сетях передачи и распределения.Интересуется моделированием и расчетом
энергосистем, их оптимизацией и контролем.
Мишель Жиль в настоящее время занимает должность старшего директора / центра управления в Siemens (Нюрнберг, Германия), которая включает в себя ответственность за разработку и реализацию линейки продуктов и технологических стратегий
. До прихода в Siemens д-р Жиль занимал различные должности в области проектирования и управления на
в области эксплуатации и исследований в сфере SCADA / DMS / EMS и управления энергетическим рынком (EMM) в США (более 20 лет) и в
. Европа (10+ лет).Доктор Жиль получил докторскую степень. и M.Sc. из Государственного университета Уэйна (Мичиган, США) в 1981 году. Д-р Жиль является старшим членом IEEE.
Сильвия Хензельмейер (Sylwia Henselmeyer) — разработчик программного обеспечения в Siemens AG, Нюрнберг, Германия, работающая над приложениями для систем распределения. Область интересов: оценка состояния
, численное программирование, компьютерная графика, объектно-ориентированный анализ и дизайн. Она получила диплом по информатике в Университете
Эрланген-Нюрнберг, Германия, в 2005 году.
Асимметричный / трехфазный поток мощности — документация pandapower 2.3.0
алгоритм (str, «nr») — алгоритм, который используется для определения мощности проблема с потоком.
Доступны следующие алгоритмы:
ускорений)
Используется только для сети прямой последовательности
В сетях нулевой и обратной последовательности используется метод ввода тока
Vnew = Y.inv * Ispecified (из s_abc / v_abc old)
Icalculated = Y * Vnew
calculate_voltage_angles (bool, «авто») — учитывать углы напряжения в расчете расхода
Если True, углы напряжения ext_grids и сдвиги трансформатора равны учитывается при расчете потока нагрузки.Учитывая напряжение углов требуется только в ячеистых сетях, которые обычно найдено в более высоких уровнях напряжения. Calcul_voltage_angles в автоматическом режиме по умолчанию:
Уровень сетевого напряжения определяется как максимальное номинальное напряжение. любой шины в сети, подключенной к линии.
max_iteration (int, «auto») — максимальное количество переносимых итераций в алгоритме потока мощности.
В автоматическом режиме значение по умолчанию зависит от решателя потока мощности:
Для трехфазных вычислений расширено до 3 * max_iteration
capacity_mva (float, 1e-8) — условие завершения потока нагрузки относится к несоответствию P / Q мощности узла в MVA
trafo_model — трансформаторный аналог модели
«t» — трансформатор смоделирован как эквивалент Т-модели.
«пи» — не рекомендуется, так как он менее точен, чем Т-модель.
Итак, для трехфазного потока нагрузки это не
реализовано
trafo_loading (str, «текущий») — режим расчета для трансформатор нагрузки
Нагрузка трансформатора может быть рассчитана относительно номинальной ток или номинальная мощность. В обоих случаях общий трансформатор нагрузка определяется как максимальная нагрузка с двух сторон трансформатор.
расход и номинальный ток трансформатора. Это рекомендуемый настройки, так как тепловые, а также магнитные эффекты в трансформатор зависит от тока. — «мощность» — нагрузка трансформатора дана как отношение полной мощность потока к номинальной полной мощности трансформатора.
enforce_q_lims (bool, False)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — учитывать реактивную мощность генератора пределы
Если True, ограничивает реактивную мощность в сети.gen.max_q_mvar / min_q_mvar соблюдаются в потоке загрузки. Это делается путем запуска второго расход нагрузки при нарушении пределов реактивной мощности на любом генераторе, так что время выполнения для потока нагрузки увеличится, если реактивный власть должна быть сокращена.
Примечание: enforce_q_lims работает, только если алгоритм = «nr»!
check_connectivity (bool, True) — выполнить дополнительное подключение тест после перехода с pandapower на PYPOWER
Если True, дополнительный тест подключения на основе SciPy Compressed Выполняются подпрограммы разреженного графа.Если проверка обнаружит неподтвержденные автобусы, они выведены из эксплуатации в ppc
Voltage_depend_loads (bool, True)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — рассмотрение нагрузки, зависящие от напряжения. Если False, net.load.const_z_percent и net.load.const_i_percent не учитываются, т.е. net.load.p_mw и net.load.q_mvar считаются нагрузками с постоянной мощностью.
рассмотреть_линию_температуру (булево, ложь)
(Не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — регулировка линии сопротивление зависит от температуры в линии.Если True, net.line должен содержать столбец «temperature_degree_celsius». Температура Коэффициент зависимости альфа должен быть указан в net.line.alpha
столбец, в противном случае используется значение по умолчанию 0,004
** КВАРГ:
numba (bool, True) — Активация JIT-компилятора numba в решатель ньютона
Если установлено значение True, JIT-компилятор numba используется для генерации матрицы для потока мощности, что приводит к значительному быстродействию улучшения.
switch_rx_ratio (с плавающей запятой, 2)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — rx_ratio переключателей шины. Если импеданс равен нулю, шины, подключенные замкнутым переключателем шина-шина сплавлены, чтобы смоделировать идеальный автобус. В противном случае они моделируются как ветви с сопротивлением, определенным как столбец z_ohm в переключателе таблица и этот параметр
delta_q
(Не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — Допуск реактивной мощности для опции «enforce_q_lims» в квар — помогает сходимости в некоторых случаях.
trafo3w_losses
(не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — определяет, где потери разомкнутого контура трехобмоточного трансформаторы рассмотрены. Допустимые варианты: «hv», «mv», «lv». для стороны ВН / СН / НН или «звезда» для точки звезды.
v_debug (bool, Ложь)
(Не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — если True, значения напряжения в каждом итерация Ньютона-Рэфсона регистрируется в ppc
init_vm_pu (строка / с плавающей точкой / массив / серия, нет)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — позволяет определить инициализация специально для значений напряжения.Работает только с init == «auto»!
элементов управления напряжением в сети — «flat» для плоского старта от 1.0 — «результаты»: вектор величины напряжения берется из таблицы результатов. — поплавок, которым инициализируются все величины напряжения — итерация со значением величины напряжения для каждой шины (длина и порядок должны соответствовать автобусам в net.bus) — серия панд со значением величины напряжения для каждой шины (индексы должны совпадать с индексами в net.bus)
init_va_degree (строка / число с плавающей запятой / массив / серия, нет)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) —
Позволяет определить инициализацию специально для углов напряжения.Работает только с init == «auto»!
, если углы вычисляются, или 0 в противном случае — «dc»: углы напряжения инициализируются из потока мощности постоянного тока. — «flat» для плоского старта от 0 — «результаты»: вектор угла напряжения берется из таблицы результатов. — поплавок, которым инициализируются все углы напряжения — итерация со значением угла напряжения для каждой шины (длина и заказ должен совпадать с автобусами в net.bus) — серия панд со значением угла напряжения для каждой шины (индексы должны соответствовать индексам в net.автобус)
переработка (dict, none)
(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — повторное использование внутренних переменных потока мощности для расчет временных рядов
Содержит dict со следующими параметрами: _is_elements: если True в сервисных элементах снова не фильтруются и берутся из последнего результата в net [«_ is_elements»] ppc: Если True, ppc берется из сети [«_ ppc»] и обновляется. вместо того, чтобы полностью реконструировать Ybus: Если True, матрица проводимости (Ybus, Yf, Yt) берется из ppc [«внутренний»], а не реконструированный
neglect_open_switch_branches (bool, Ложь)
(Не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — Если True, то вспомогательный автобусы создаются для филиалов, когда в филиале открываются переключатели.Вместо филиалов выведены из строя
Трехфазная балансировка нагрузки | Sunbird DCIM
Трехфазная балансировка нагрузки происходит, когда нагрузки источников питания, таких как трехфазный стоечный блок распределения питания, равномерно распределяются по всем трем фазам (L1 / L2, L2 / L3 и L3 / L1).
Этого можно достичь, подключив одинаковое количество устройств к розеткам PDU для каждой фазы и используя одинаковую мощность нагрузки на каждой фазе. Некоторые производители предоставляют трехфазные PDU с переменно-фазированным питанием для каждой розетки, а не для каждой ветви.
Трехфазная балансировка нагрузки желательна, поскольку несбалансированная система может привести к снижению эффективности, срабатыванию выключателей и сокращению срока службы оборудования.
Преимущества сбалансированного трехфазного питания
Повышенное использование мощности вышестоящей электрической инфраструктуры, что приводит к повышению общей эффективности центра обработки данных и может снизить капитальные затраты.
Способность поддерживать значительно более высокую удельную мощность по сравнению с однофазной схемой с аналогичной силой тока.
Поддерживайте коэффициент мощности входящей мощности и избегайте штрафов, налагаемых электросетью.
Масштабируемость для будущих требований к нагрузке.
Требуется меньше хлыстов и кабелей, что снижает препятствия для воздушного потока, создает более чистую рабочую среду и упрощает установку и обслуживание.
Продлить срок эксплуатации оборудования.
Мониторинг трехфазной мощности с помощью программного обеспечения DCIM
Расчет мощности для трехфазных систем электроснабжения может значительно усложниться, если нагрузка не сбалансирована.Это происходит, когда ток нагрузки между любыми двумя линиями значительно отличается от тока нагрузки между оставшимися линиями. Когда есть несбалансированная нагрузка, эффективность системы и количество подаваемой мощности будут снижены. Поставщики интеллектуальных стоечных БРП с трехфазным питанием предоставляют локальные измерители нагрузки тока для каждой фазы на БРП, что значительно упрощает мониторинг и балансировку мощности, чем выполнение ручных расчетов.
Для мониторинга энергопотребления и емкости рекомендуется использовать программное обеспечение для управления инфраструктурой центра обработки данных (DCIM).Современное программное обеспечение DCIM имеет предупреждения о трехфазном дисбалансе для всего оборудования предприятия, включая стоечные PDU, напольные PDU, ИБП, RPP, счетчики и шинопроводы. Раньше это была чрезвычайно сложная задача, теперь менеджеры центров обработки данных имеют простое решение для мониторинга, которое автоматически вычисляет процент дисбаланса и предупреждает их о любом дисбалансе в тракте питания на основе настраиваемых пороговых значений. Пользователи могут сообщать о текущих показаниях трехфазного тока и процентном дисбалансе.
Анализ цепей трехфазной системы — сбалансированное состояние
Электрическая система бывает двух типов i.е., однофазная система и трехфазная система. Однофазная система имеет только один фазный провод и один обратный провод, поэтому она используется для передачи малой мощности.
Трехфазная система имеет три провода под напряжением и один обратный путь. Трехфазная система используется для передачи большого количества энергии. Трехфазная система делится в основном на два типа. Одна представляет собой сбалансированную трехфазную систему, а другая — несбалансированную трехфазную систему.
В комплекте:
Система балансировки — это система, в которой нагрузка равномерно распределяется по всем трем фазам системы.Величина напряжения остается одинаковой во всех трех фазах и разделена углом 120º.
В системе дисбаланса величина напряжения во всех трех фазах становится разной.
Анализ сбалансированной трехфазной цепи
Сбалансированные трехфазные цепи всегда лучше решать исходя из каждой фазы. Когда трехфазное напряжение питания дается без привязки к линейному или фазному значению, тогда во внимание принимается линейное напряжение.
Следующие шаги приведены ниже для решения симметричных трехфазных цепей.
Шаг 1 — Прежде всего нарисуйте принципиальную схему.
Шаг 2 — Определить X _LP = X _L / фаза = 2πf _L.
Шаг 3 — Определить X _CP = X _C / фаза = 1 / 2πf _C.
Шаг 4 — Определить X _P = X / фаза = X _L — X _C
Шаг 5 — Определить Z _P = Z / фаза = √R ² _P + X ² _P
Шаг 6 — Определите cosϕ = R _P / Z _P; коэффициент мощности отстает, когда X _LP> X _CP, и опережает, когда X _CP> X _LP.
Шаг 7 — Определите фазу V.
Для соединения звездой V _P = V _L / √3 и для соединения треугольником V _P = V _L
Шаг 8 — Определить I _P = V _P / Z _P.
Шаг 9 — Теперь определите линейный ток I _L.
Для соединения звездой I _L = I _P и для соединения треугольником I _L = √3 I _P
Шаг 10 — Определите активную, реактивную и полную мощность.
Анализ несимметричной трехфазной цепи
Анализ трехфазной несимметричной системы немного затруднен, и нагрузка подключается по схеме звезды или треугольника. Эта тема подробно обсуждается в статье «Преобразование звезды в треугольник и преобразование из дельты в звезду».
Подключение трехфазной системы
В трехфазном генераторе переменного тока три обмотки. Каждая обмотка имеет два вывода (начало и конец). Если к каждой фазной обмотке подключена отдельная нагрузка, как показано на рисунке ниже, то каждая фаза питается как независимая нагрузка через пару проводов.Таким образом, для подключения нагрузки к генератору потребуется шесть проводов. Это сделает всю систему сложной и дорогостоящей.
Следовательно, чтобы уменьшить количество линейных проводов, трехфазные обмотки генератора переменного тока соединяются между собой. Соединение обмоток трехфазной системы может быть выполнено двумя способами:
Соединение звездой или звездой (Y) См. Также: Соединение звездой в 3-фазной системе
Соединение по схеме «сетка» или «треугольник» (Δ). См. Также : Соединение треугольником в 3-фазной системе
Подключение трехфазных нагрузок в трехфазной системе
Поскольку трехфазное питание подключается по схеме звезды и треугольника. Точно так же трехфазные нагрузки также подключаются либо по схеме звезды, либо по схеме треугольника. Трехфазная нагрузка, подключенная в звезду, показана на рисунке ниже:
Подключение трехфазных нагрузок по схеме треугольник показано на рисунке ниже:
Трехфазные нагрузки могут быть сбалансированными или несбалансированными, как описано выше.Если три нагрузки Z ₁, Z ₂ и Z ₃ имеют одинаковую величину и фазовый угол, тогда трехфазная нагрузка называется сбалансированной. При таких подключениях все фазные или линейные токи и все фазные или линейные напряжения равны по величине.
Автоматическая балансировка фаз в электрических сетях переменного тока — 3DFS
02 Фев
Автоматическая балансировка фаз в электрических сетях переменного тока
Программно-определяемая электроэнергия автоматически уравновешивает фазы в сетях переменного тока
(Чтобы просмотреть последнюю статью с обновленными изображениями, нажмите здесь)

Программно-определяемый метод электричества контролирует и уравновешивает поток энергии в режиме реального времени, используя инновации в вычислительной и силовой электронике, а также достижения в области датчиков и управления.Баланс между фазами является критическим компонентом качества электроэнергии в электрических сетях. Когда имеется дисбаланс фаз, возникают прямые потери в электросети, вызывающие вихревые токи на входе трансформатора на стороне питания и потери тока нейтрали на стороне нагрузки.
Всегда важно помнить, что потери и нестабильность, возникающие из-за несбалансированных фаз, всегда колеблются. Каждая фаза загружается независимыми машинами, потребляющими электроэнергию из сети без какой-либо обратной связи по этому процессу, поэтому дисбаланс колеблется в соответствии со случайной схемой потребления энергии нагрузкой.
Встраивание программно-определяемого электричества в электросеть учитывает это, равномерно потребляя мощность от восходящих фаз и идеально балансируя трансформатор, а также точно перераспределяя мощность по каждой фазе в соответствии с потребностями на месте на панели. Регулировка баланса происходит каждую микросекунду, чтобы учесть любую корректировку энергопотребления нагрузками.
Взаимодействие с электричеством в реальном времени
Наша методика позволяет одновременно осуществлять сбор, анализ, корректировку и балансировку фаз в реальном времени.Система разработана так, чтобы быть ненавязчивой и идеально сбалансировать сеть для полностью оптимизированной электрической среды. Это включает в себя этапы восходящего потока и инфраструктуру, а также позволяет точно распределять чистую электроэнергию по всей сети.
Благодаря автоматической балансировке фаз, корректировке реактивной мощности и гармоник по мере прохождения мощности с помощью программно-определяемого электричества, электрические сети объекта динамически и гибко предотвращают внутренние электрические помехи.Эта эластичность предотвращает срабатывание защитных устройств и защищает все подключенные нагрузки во время сбоев питания. Независимо от того, находится ли электрическая сеть на объекте или в микросети, Software-Defined Electricity максимизирует время безотказной работы и эффективность, сокращая затраты и техническое обслуживание каждую микросекунду.

Что такое трехфазная система электроснабжения

Принцип работы трехфазной системы

Преимущества трехфазных сетей

Схемы соединения в трехфазных цепях

Соединение звездой

Соединение треугольником

Области применения трехфазных сетей

Особенности эксплуатации трехфазных сетей

Перспективы развития трехфазных систем

Трехфазные и однофазные сети | Electric-Blogger.ru

Какую сеть лучше провести в частном доме?

Всё о трёхфазной системе электроснабжения

Трёхфазный ток, преимущества трёхфазного тока при использовании

Трехфазный переменный ток

Откуда вообще появилось понятие переменный ток? к содержанию

Выводы: преимущества трёхфазной системы к содержанию

В заключение статьи подведём итоги, – какие же преимущества даёт трёхфазная система генерации и электроснабжения?

Трехфазные и однофазные электрические сети

Трёхфазная система электроснабжения — это… Что такое Трёхфазная система электроснабжения?

Описание

Преимущества

Схемы соединений трехфазных цепей

Звезда

Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями.

Последствия отгорания (обрыва) нулевого провода в трехфазных сетях

Проблема гармоник, кратных третьей

Треугольник

Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями

Распространённые стандарты напряжений

Маркировка

См. также

Примечания

Ссылки

Мощность трехфазной сети: расчет полной мощности формулой

Что такое трехфазная сеть в электричестве

Свойства трехфазной сети

Какая сила тока трехфазной сети

Какая стандартная потребляемая ее мощность

Как правильно рассчитать мощность трехфазной сети

Трехфазные и однофазные сети в доме. Схема, мощность, расчет трехфазных и однофазных сетей

Сбалансированная трехфазная сеть | Однофазная эквивалентная схема

Трехфазная схема | Система «звезда» и «треугольник»

Почему трехфазное соединение предпочтительнее однофазного?

Соединение звездой

Соединение треугольником

(PDF) Трехфазный поток энергии в распределительных сетях с использованием Fortescue Transformation

Асимметричный / трехфазный поток мощности — документация pandapower 2.3.0

Трехфазная балансировка нагрузки | Sunbird DCIM

Преимущества сбалансированного трехфазного питания

Мониторинг трехфазной мощности с помощью программного обеспечения DCIM

Анализ цепей трехфазной системы — сбалансированное состояние

Анализ сбалансированной трехфазной цепи

Анализ несимметричной трехфазной цепи

Подключение трехфазной системы

Подключение трехфазных нагрузок в трехфазной системе

Автоматическая балансировка фаз в электрических сетях переменного тока — 3DFS

Автоматическая балансировка фаз в электрических сетях переменного тока

Программно-определяемая электроэнергия автоматически уравновешивает фазы в сетях переменного тока

Взаимодействие с электричеством в реальном времени

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ