Один тип системы с несколькими фазами представлен цепями, состоящими из трех фаз. Они имеют электродвижущую силу синусоидального типа, возникающую на синхронной частоте, от одного генератора электроэнергии и имеют разность фаз.
Электрические напряжения в трехфазных цепях
- Тип напряжения ↓
- Дифференциалы ↓
- ↓ Соотношение ↓
- ↓ Диаграмма ↓
- Расчет линейных и фазных напряжений ↓ Фаза.
Фаза относится к независимым узлам системы с несколькими фазами, которые имеют одинаковые параметры тока относительно друг друга. Поэтому в электрической области определение фазы имеет двоякое толкование.
Во-первых, как величина с синусоидальными колебаниями, а во-вторых, как независимый элемент в электрической системе с несколькими фазами. Конкретные цепи маркируются в соответствии с их количеством: двухфазные, трехфазные, шестифазные и т.д.
В настоящее время цепи трехфазного тока являются наиболее популярными в электроэнергетике. Они имеют целый список преимуществ, которые отличают их от однофазных и многофазных аналогов, поскольку, во-первых, они дешевле с точки зрения технологии монтажа и транспортируют электроэнергию с наименьшими потерями и затратами.
Во-вторых, они обладают свойством легко формировать круговое магнитное поле, что является движущей силой асинхронных двигателей, которые используются не только на заводах, но и в быту, например, в лифтовых подъемниках и т.д.
Электрические цепи с тремя фазами позволяют одновременно использовать два напряжения от одного источника питания — напряжение сети и фазное напряжение.
Виды напряжения
Знание их свойств и рабочих характеристик, необходимо для манипуляций в электрических щитах и при работе с приборами 380 В:
- Линейный. Он определяется как ток между фазами, т.е. ток, протекающий между парой контактов или одинаковых клемм разных фаз. Он определяется разностью потенциалов между парой фазных контактов.
- Фазный ток. Возникает при замыкании контактов начала и конца фазы. Он также определяется как ток, возникающий при замыкании контактов одной из фаз на нейтральную клемму. Его величина определяется абсолютным значением разности между фазными клеммами и землей.
Отличия
В обычной квартире или частном доме, как правило, имеется только однофазная сеть 220 В, поэтому к их силовому щитку подключаются в основном два провода — фаза и нейтраль, реже добавляется третий — заземление.
В многоэтажных жилых домах с офисами, гостиницах или торговых центрах для обеспечения трехфазной сети 380 В могут быть подключены четыре или пять силовых кабелей.
Почему такое жесткое разделение? Во-первых, трехфазное напряжение само по себе очень мощное, а во-вторых, оно особенно подходит для питания специальных тяжелых трехфазных электродвигателей, используемых на заводах, подъемниках, эскалаторах и т.д.
При подключении к трехфазной сети эти двигатели вырабатывают во много раз больше энергии, чем их однофазные аналоги того же размера и веса.
При подключении проводов нет необходимости устанавливать нейтральный контакт, так как вероятность отказа очень мала благодаря незанятой нейтрали.
Линейное и фазное напряжение простыми словами. Как отличить линейное и фазное напряжение
Однако этот тип организации сети имеет и свои слабые стороны, так как при линейной организации крайне сложно определить местонахождение неисправного провода в случае аварии или сбоя, что может увеличить риск возникновения пожара.
Таким образом, основное различие между фазным и линейным типами заключается в различном подключении обмотки источника и обмотки приемника.
Соотношение
Значение межфазного напряжения составляет приблизительно 58% от значения линейного аналога. То есть, при нормальных условиях эксплуатации линейное значение стабильно и превышает фазовое значение в 1,73 раза.
Оценка напряжения в трехфазной электрической сети производится в основном по линейной составляющей. Для линий такого типа, питающихся от трансформаторных подстанций, этот показатель обычно составляет 380 В и идентичен его фазному эквиваленту 220 В.
В четырехпроводных сетях трехфазное напряжение обозначается как 380/220 В. Это позволяет питать как однофазные приборы на 220 В, так и более мощные приборы на 380 В.
Наиболее доступной и универсальной является трехфазная система 380/220 В, которая имеет нейтральный провод, называемый заземлением. Электроприборы, работающие на одной фазе 220 В, могут получать сетевое напряжение при подключении к каждой паре фазных проводов.
В этом случае использование нейтральной точки в качестве заземления не является обязательным, хотя при повреждении изоляции проводов ее отсутствие серьезно повышает риск поражения электрическим током.
Схема
Трехфазные приборы имеют две схемы подключения к сети: первая — соединение звездой, вторая — соединение треугольником. В первом случае первичные контакты всех трех обмоток генератора соединяются в параллельную цепь, что, как и в случае с обычными щелочными батареями, не дает увеличения мощности.
Вторая, схема последовательного соединения обмоток источника тока, при которой каждый вывод первичной обмотки соединен с выводом предыдущей обмотки, дает трехкратное увеличение напряжения за счет эффекта суммирования напряжения при последовательном соединении.
Кроме того, в тех же электрических схемах есть нагрузка на электродвигатель, только устройство, подключенное к трехфазной сети по схеме "звезда", при токе 2,2 А будет выдавать мощность 2190 Вт, в то время как такое же устройство, подключенное по схеме "треугольник", способно выдать в три раза больше мощности — 5570, за счет того, что благодаря последовательному соединению катушек и внутри двигателя ток суммируется и достигает 10 А.
Расчет линейного и фазного напряжения
Линейные сети получили широкое признание благодаря таким их характеристикам, как низкий риск несчастных случаев и простота подключения. Все электрооборудование в этом случае подключено только к одному фазному проводнику, по которому течет ток и который сам по себе представляет опасность, другой — заземление.
Расчет такой цепи не сложен, и можно использовать обычные формулы из школьной физики. Кроме того, для измерения этого параметра сети достаточно простого мультиметра, в то время как для считывания данных о подключении фаз придется использовать целую систему оборудования.
Для расчета сетевого напряжения используется формула Кирхгофа:
Чье уравнение утверждает, что для каждой части электрической цепи ток равен нулю — k=1.
И закон Ома:
Используя их, можно легко рассчитать любую характеристику данного шлейфа или сети.
Чем отличается фазное напряжение или ток, от линейного. (Expert) #009
Если система разделена на несколько линий, может потребоваться расчет напряжения между фазой и нулем:
- IL = IF;
Эти значения являются переменными и изменяются при различных схемах подключения. Поэтому характеристики линии идентичны характеристикам фазы.
Однако в некоторых случаях необходимо рассчитать соотношение фазного и линейного проводников.
Для этого используется формула:
- Ul=Uf∙√3, где:
Ul — линейный, Uf — фазовый. Формула действительна только в том случае, если — IL = IF.
Если в электроустановку добавляются дополнительные отходящие компоненты, фазное напряжение должно быть рассчитано и для них лично. В этом случае значение Uf заменяется цифрами независимого шлейфа.
При подключении промышленных систем к сети может потребоваться расчет величины трехфазной реактивной мощности, которая рассчитывается по следующей формуле:
- Q = Qa + Qb + Qc;
Идентичная структура для формулы активной мощности:
- P = Ra + Pb + Pc;
