Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Трехфазная система электроснабжения по однолинейной схеме

Очень много вопросов возникает у собственников недвижимости, которые задались целью обеспечить бесперебойное электроснабжение частного дома от внешних линий электропередачи. Один из этих вопросов касается правильности составления схем электроснабжения при различных условиях подключения и при различных характеристиках энергопринимающих установок. В настоящей статье будет рассмотрена однолинейная схема электроснабжения для трехфазных электроустановок – ее характеристики, сфера применения и особенности проектирования.

Начнем с того, что характер построения системы электроснабжения полностью зависит от того, сколько фаз имеет линия, подводящая электричество к вашему дому. Дело в том, что структурная составляющая схемы, ее пропускная способность и даже процесс выполнения электромонтажных работ кардинально отличаются для однофазных и трехфазных сетей.

Замена однофазной системы электроснабжения на трехфазную

Рассмотрим частный случай, при котором однофазную систему электроснабжения необходимо переделать в трехфазную.

Самое первое, что понадобится сделать собственнику домовладения в этом случае – это разработать проект однолинейной исполнительной схемы для трехфазного питания. Это будет новая схема электроснабжения частного дома, демонстрирующая характер построения электроустановки.

Составление новой однолинейной схемы

Если речь идет о подключении к трехфазному питанию домовладения, которое никогда не было в эксплуатации, то для такого помещения понадобится составить соответствующую расчетную схему. Конечно, некоторые домовладельцы изначально стараются разработать схему для однофазной системы электроснабжения. Но в современных условиях, когда большинство мощных потребителей электроэнергии имеют трехфазное питание, подобный подход выглядит, как минимум, непрактично. К тому же ощутимый объем потребления электроэнергии, связанный с наличием большого количества самых разнообразных потребителей (системы наружного освещения, системы электрического отопления и т.

д.), требует того, чтобы проект электроснабжения частного дома подразумевал подключение к мощной сети – 380 В, а не к привычной однофазной – 220 В.  

В многоквартирных домах такая схема, конечно же, может быть использована (нагрузка на электросеть в них сравнительно невелика), но для частных домов она уже неактуальна.

Построение принципиальной схемы

Однолинейные схемы электроснабжения домов, подключаемых к трехфазным подводящим сетям, создаются из такого расчета, что на них будут изображены четырехжильные силовые проводники (четыре фазных провода и один провод – нулевой). Принципиальная однолинейная схема имеет довольно упрощенный графический вид. При этом она предельно проста для понимания и имеет четкую логическую структуру с обозначением всех составляющих элементов.

Принципиальная схема являет собой основу, без которой осуществление электромонтажных работ становится практически невозможным. Во время ее составления производятся все необходимые расчеты, имеющие первостепенную важность:

  • сечения проводников;
  • количество расходных материалов;
  • количество и параметры устройств защиты, определяемые потребляемой мощностью системы электроснабжения и многое другое.

Построение исполнительной схемы

Как мы уже говорили, исполнительная схема призвана помочь изменить подключение электричества с однофазной подводящей сети на трехфазную. Поэтому в ней должны быть отражены все изменения, которые необходимо произвести с целью модернизации и исправления ошибок.

Любая электрическая схема должна составляться специалистами, полностью отдающими себе отчет в том, какие задачи должна решать разрабатываемая ими документация. Поэтому ответ на вопрос: следует ли доверять составление подобных схем специалистам профильных организация или не следует – является вполне очевидным.

однофазная или трёхфазная? ООО Альтернатива, г.Санкт-Петербург

Ниже приводим различные варианты выбора.

Однофазный ввод в сочетании с однофазным генератором

При отсутствии на объекте трехфазных потребителей и при условии проведения схемы электропитания по одной линии (когда к объекту подходит одна фаза), используются 1-фазная электростанция и 1-фазный автомат ввода резерва.

Схема электроснабжения такого объекта организуется как однофазное подключение в однофазную сеть.

Трехфазный ввод и однофазный генератор для выделенной группы

Если к дому подходит 3-х фазная сеть электропитания, а резервированию подлежит только одна из фаз, самая важная, то остальные фазы будут идти в обход схемы с применением резервного генератора.

Трехфазный ввод, 3-фазный или 1-фазный генератор для всех потребителей

Более сложная схема, когда к объекту подведено 3 линии электропитания, т. е. три фазы, а все потребители однофазные. В данном случае, возможны следующие варианты:

  • | Устанавливается 3-фазная электростанция и 3-фазный АВР. При этом потребитель следит за недопущением «перекоса» фаз на электростанции. Потребители по фазам группируются равномерно, что делает необходимым переборку щита и проведение других электромонтажных работ.
  • | Использование однофазной электростанции для трехфазной сети – более простой и технически правильный вариант использования 1-фазной электростанции, и 3-фазного АВР. Поскольку все потребители на объекте однофазные, все три фазы соединены только между АВР и генератором по принципу однофазной сети, что гарантированно позволяет избежать короткого замыкания в сети. Все три фазы запитаны от генератора по однофазному принципу. Благодаря применению такой схемы можно не проводить всю схему электроснабжения заново и не думать о равномерном распределении нагрузки.

После выбора  фазности, мощности, и типа генератора, необходимо определиться с местом установки электростанции.

Наши контакты в Санкт-Петербурге

(812) 677-66-89; (921) 961-66-89; (911) 924-66-89; [email protected]

Прайс-лист (цена): формируется в виде коммерческого

предложения на конкретную позицию.

Скидка: осуществить покупку со скидкой вы можете,
оформив заказ на сайте.

Однолинейная трехфазная схема электроснабжения • Energy-Systems

Преимущества трехфазной однолинейной схемы

Вы однозначно столкнетесь с необходимостью проектирования такой составляющей электропроводки, как однолинейная схема электроснабжения трехфазная, а произойдет это тогда, когда возникнет вопрос об электрификации вашего жилья (дома или квартиры). Но есть еще один нюанс, который стоит учесть, помимо первоочередной задачи по проектированию именно однолинейной схемы перед всеми последующими роботами по электроснабжению дома. А именно: в зависимости от того, какое у вас подведено питание к помещению, однофазное или трехфазное, такие сведения полнейшим образом повлияют на весь процесс и структурные составляющие схемы разводки электрики.

Так как, если у вас однофазное питание и особенно, если у вас частный дом, то необходимо будет его заменить на трехфазное.

Отсюда следует, что вам нужно будет проектировать однолинейную схему исполнительного типа трехфазную (это если есть действующая электрическая установка). А, соответственно, если помещение еще не было в эксплуатации, тогда составляется однолинейная расчетная схема трехфазного электроснабжения. Конечно, расчетную схему вы можете сделать и с установкой однофазного типа питания, но это непрактично, для частного дома – вообще лучше не использовать. Объясняется это довольно просто, исходя из специфики функциональных особенностей однофазного и трехфазного питания.

Различия трехфазного и однофазного питания

     

Изначально при однофазном питании от электрической трансформаторной подстанции по электрической сети идет номинальное напряжение, которое равно 220 вольт. От этой сети подключение электричества реализуется при помощи всего одной фазы (от однофазной линии и рабочего нулевого провода). Такой тип питания предназначен больше для многоквартирных домов, из-за того, что нагрузок в квартирах значительно меньше, чем в частных домах.

Пример проекта электроснабжения многоэтажного здания

Назад

1из7

Вперед

Объяснить это можно тем, что в домах зачастую предусмотрено наличие очень сильных нагрузок, например, подключено освещение прилегающей к дому территории и различных дополнительных систем (водоснабжения, отопления, видеонаблюдения).

Что же касается трехфазного питания, то оно предоставляет потребителям использовать большие мощности при электрификации помещения. А происходит это благодаря тому, что питание осуществляется от трех фаз (L 1,2,3) и нулевого проводника N, которые, в последствии, подсоединяются к щитку. Благодаря этому, намного увеличивается дополнительная возможность в подключении необходимых силовых приемников. Поэтому дальше рассмотрим однолинейную схему исполнительную и расчетную именно трехфазную.

Однолинейная расчетная трехфазная схема

Такой тип схем проектируется, когда у вас только в планах осуществить электрическое снабжение помещения, которое еще не было в эксплуатации, при использовании питающих кабелей, в количестве 4-х проводов (три фазные провода и один провод нулевой). Ее значимость заключается в том, что в упрощенном порядке (отображается все на чертеже несколькими линиями) и достаточно легко можно разобраться в общих понятиях, строении и составляющих элементах электрической сети.

Она носит принципиальный характер, так как без изначального ее составления невозможно двигаться дальше в плане монтажных работ по электроснабжению. В ней осуществляются все необходимые расчеты первостепенной важности. А именно: все расходные материалы и механизмы защиты рассчитываются, исходя из нагрузок и мощностей, которые они либо должны будут проводить (кабеля выбираются по подходящему сечению), либо защищать от перегрузок электрические сети (устройства защитного отключения),

Однолинейная исполнительная трехфазная схема

Такие схемы составляются тогда, когда есть необходимость в устранении дефектов действующей электрической установки. Как раз еще ее можно использовать, когда вы решили, допустим, однофазное питание заменить на трехфазное, т.е. исполнительная схема еще используется и при модернизации электрической системы электроснабжения помещения. Производится обследование (зачастую, зрительное), а потом разрабатывается план действий по предотвращению аварийных ситуаций (замыканий, перекоса фаз), либо по устранению уже имеющих место проблем. Все расчеты должны соответствовать определенным нормам и правилам Единой Системы Конструкторской Документации.

В работах по проектированию просто не существует документов, которые не имеют практически никакого значения. А, так как мы занимаемся именно проектированием, то особенно серьезно нужно к этому подходить самим либо доверить эту работу профессионалам этого профиля.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Вестник Иркутского государственного технического университета

2018 / Том 22, №5 (136) 2018 [ Энергетика ]

ЦЕЛЬ. Разработка методов и средств адекватного моделирования систем электроснабжения, оборудованных трехфазно-однофазными преобразователями. МЕТОДЫ. Для определения режимов систем электроснабжения, оснащенных трехфазно-однофазными преобразователями, использовались методы моделирования электроэнергетических систем (ЭЭС) в фазных координатах, в основу которых положены модели элементов в виде решетчатых схем замещения с полносвязной топологией. Эти модели и методы реализованы в программном комплексе Fazonord. РЕЗУЛЬТАТЫ. Представлены модели трехфазно-однофазных преобразователей по схемам Штейнмеца, Терехина и Синева. Преобразователи на базе схемы Штейнмеца обладают возможностью симметрирования как двухфазной, так и однофазной нагрузки, позволяя производить одновременную компенсацию реактивной мощности и полностью использовать ресурсы трехфазного трансформатора при подключении таких нагрузок. Схема Терехина представляет собой типовую конденсаторную схему, используемую для питания маломощных трехфазных двигателей от однофазной сети. Она создает существенно несимметричную систему трехфазных напряжений, и только при определенных условиях возможно получение приемлемых уровней несимметрии. Схема Синева обеспечивает хорошее симметрирование, но уровни напряжений сильно зависят от токов нагрузки. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Применение методов определения режимов ЭЭС, предложенных в Иркутском государственном университете путей сообщения, позволяет моделировать системы электроснабжения, оснащенные трехфазно-однофазными преобразователями.

Ключевые слова:

системы электроснабжения, трехфазно-однофазные преобразователи, моделирование, схема Штейнмеца

Авторы:

  • Закарюкин Василий Пантелеймонович
  • Крюков Андрей Васильевич

Библиографический список:

  1. Sainz L., Caro E., Riera S. Characterization of Harmonic Resonances in the Presence of the Steinmetz Circuit in Power Systems. In: Power Quality Harmonics Analysis and Real Measurements Data. 2011. P. 171–194. Available at: http://www.intechopen.com/books/power-quality-harmonics-analysis-and-real-measurementsdata/characterization-of-harmonic-resonances-in-the-presence-of-the-steinmetz-circuit-in-power-systems (accessed 13 March 2018).
  2. Chindris M., Cziker A., Stefanescu A.S., Sainz L. Fuzzy logic controller for Steinmetz circuitry with variable reactive elements // Proceedings of 8th International Conference OPTIM. 2002. Proc. 1G.3. P. 233–238.
  3. Jordi O., Sainz L., Chindris M. Steinmetz system design under unbalanced conditions // European Transactions on Electrical Power. 2002. Vol. 12. No. 4. P. 283–290.
  4. Qingzhu W., Mingli W., Jianye C., Guipping Z. Model for optimal balancing single-phase traction load based on the Steinmetz’s method // Proceedings of the IEEE Energy Conversion Congress an Exposition (ECCE). 2010. P. 1565–1569.
  5. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985. 268 с.
  6. Печенкин В.Е. Электроснабжение лесозаготовок по однопроводной системе ОПЗ. М.: Энергоатомиздат, 1965. 180 с.
  7. А. c. № 244493 СССР. Компенсационный преобразователь однофазного напряжения в трехфазное и наоборот / В.А. Кулинич, Ю.Н. Широнин. Опубл. 28.05.1969. Бюл. № 18.
  8. А. с. № 4245737 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / А.Ф. Березовский. Опубл. 07.01.1989, Бюл. № 1.
  9. А. с. № 4245737 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / А.Ф. Березовский. Опубл. 07.01.1989, Бюл. № 1.
  10. А. с. № 1372538 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / С. В. Сологуб. Опубл. 07.02.1988, Бюл. № 5.
  11. А. с. № 1372538 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / С.В. Сологуб. Опубл. 07.02.1988, Бюл. № 5.
  12. А. с. № 363162 СССР. Преобразователь однофазного тока в трехфазный / В.А. Гришин, Е.С. Наумова. Опубл. 20.12.1972, Бюл. № 3.
  13. А. с. № 106416 СССР. Устройство для преобразования однофазного напряжения в трехфазную систему напряжений / А.Г. Лурье. Заявл. 21.06.1955.
  14. А. с. № 334596 СССР. Трансформаторный преобразователь однофазного тока в трехфазный / Е.Х. Давыдов. Опубл. 30.03.1972, Бюл. № 12.
  15. А. с. № 334596 СССР. Трансформаторный преобразователь однофазного тока в трехфазный / Е.Х. Давыдов. Опубл. 30.03.1972, Бюл. № 12.
  16. А. с. № 110841 СССР. Преобразователь однофазного тока в трехфазный / А.А. Степанян, В.М. Белоусов. Заявл. 15.05.1956.
  17. А. с. № 217514 СССР. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное / В.С. Синев. Опубл. 07.05.1968, Бюл. № 16.
  18. Закарюкин В.П., Крюков А. В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2005. 273 с.
  19. Крюков А.В., Закарюкин В.П. Методы совместного моделирования систем тягового и внешнего электроснабжения железных дорог переменного тока. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2011. 170 с.

Файлы:

Трёхфазная система электроснабжения. Чем трехфазное напряжение отличается от однофазного

Итак, почему в некоторые электрощитки приходит напряжение 380 В, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазное? Было время, я задавался этими вопросами и искал на них ответы. Сейчас расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.

Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель называется однофазным, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если говорят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Далее – подробнее.

Чем три фазы отличаются от одной?

В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я , это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.

Напряжения в трёхфазной системе

Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке, и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°.

Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.

Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.

Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)

Преимущества и недостатки

Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые меняются местами или становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.

Однофазная сеть 220 В, плюсы

  • Простота
  • Дешевизна
  • Ниже опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, минусы

  • Ограниченная мощность потребителя

Трехфазная сеть 380 В, плюсы

  • Мощность ограничена только сечением проводов
  • Экономия при трехфазном потреблении
  • Питание промышленного оборудования
  • Возможность переключения однофазной нагрузки на “хорошую” фазу при ухудшении качества или пропадании питания

Трехфазная сеть 380 В, минусы

  • Дороже оборудование
  • Более опасное напряжение
  • Ограничивается максимальная мощность однофазных нагрузок

Когда 380, а когда 220?

Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.

Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…

Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее ), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.

Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.

Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило, не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.

Про выбор защитного автомата я уже . А про выбор сечения провода – . Там же – жаркие обсуждения вопросов.

Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.

Например, 15 кВт – это для одной фазы около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.

Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.

ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:

Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.

Существенный минус трехфазного ввод а (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.

Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда” , то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных и .

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Система распределения электроэнергии

Исходно напряжение всегда является трехфазным. Под “исходно” я подразумеваю генератор на электростанции (тепловой, газовой, атомной), с которого напряжение в много тысяч вольт поступает на понижающие трансформаторы, которые образуют несколько ступеней напряжения. Последний трансформатор понижает напряжение до уровня 0,4 кВ и подаёт его конечным потребителям – нам с вами, в квартирные дома и в частный жилой сектор.

Далее напряжение поступает на трансформатор ТП2 второй ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тысяч кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на частный сектор, и т.п.

Схема упрощённая, ступеней может быть несколько, напряжения и мощности могут быть другие, но суть от этого не меняется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.

Фото

Напоследок – ещё несколько фото с комментариями.

Электрощит с трехфазным вводом, но все потребители – однофазные.

Друзья, на сегодня всё, всем удачи!

Жду отзывов и вопросов в комментариях!

У новичков в мире электрики и домовладельцев иногда возникает вопрос: что такое в бытовой электропроводке. Связано это с необходимостью починить какой-либо электроприбор.

В возникшей ситуации наиболее приоритетной задачей мастера должно стать соблюдение правил техники безопасности, а не проявление прикладных навыков и умений. Знание элементарных законов функционирования тока и процессов, проходящих внутри бытовых электроприборов не только поможет справиться с большинством неисправностей, возникающих в них, но и сделает этот процесс наиболее безопасным.

Конструкторы и инженеры делают все возможное, чтобы предотвратить несчастный случай при работе с электричеством в быту. Задача потребителя сводится к соблюдению предписанных норм.

  • однофазный ток;
  • двухфазный ток;
  • трехфазный ток.

Однофазный ток.

Переменный ток, который получают при помощи вращения в магнитном потоке проводника или системы проводников, соединенных в одну катушку, называется однофазным переменным током .

Как правило, для передачи однофазного тока используют 2 провода. Называются они фазным и нулевым соответственно. Напряжение между этими проводами составляет 220 В.

Однофазное электропитание . Однофазный ток можно подвести к потребителю двумя различными способами: 2-проводным и 3-проводным. При первом (двухпроводном), для подведения однофазного тока используют два провода. По одному протекает фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Таким образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, дома. При втором способе для подведения однофазного тока — добавляют ещё один провод. Называется такой провод заземлением (РЕ). Он предназначен для предотвращения поражения человека электрическим током, а так же для отвода токов утечки и предотвращения приборов от поломки.

Двухфазный ток.

Двухфазным электрическим током называется совокупность двух однофазных токов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол Pi2 или на 90 °.

Наглядный пример образования двухфазного тока . Возьмем две катушки индуктивности и расположим их в пространстве таким образом, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны, после чего запитаем систему катушек двухфазным током , как результат получим в системе два магнитных потока. Вектор результирующего магнитного поля будет вращаться с постоянной угловой скоростью, как следствие, возникает вращающееся магнитное поле. Ротор с обмотками, изготовленными в виде короткозамкнутого «беличьего колеса» или представляющий собой металлический цилиндр на валу, будет вращаться, приводя в движение механизмы.

Передают двухфазные токи при помощи двух проводов: двумя фазными и двумя нулевыми.

Трехфазный ток.

Трехфазной системой электрических цепей называется система, которая состоит из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ=2π/3). Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током. Трехфазный ток легко передаётся на дальние расстояния. Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В. Пара - фазный провод и нуль — имеет напряжение 220 В.

Распределение трёхфазного тока по жилым домам выполняется двумя способами: 4-проводным и 5-проводным. Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После распределительного щита для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами будет составлять 220В.

Пятипроводное подключение трехфазного тока — в схему добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ). В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно, в противном случае может произойти перекос фаз. От того, какая электропроводка используется в доме, зависит какое электрооборудование можно в неё включать. К примеру, заземление обязательно, если в сеть включаются приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели, электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры, устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока). Трехфазный ток необходим для электропитания двигателей (актуальных для частного дома).

Устройство бытовой электропроводки.

Вначале электроэнергия вырабатывается на электростанции. Затем через промышленную электросеть она попадает на трансформаторную подстанцию, где напряжение преобразуется в 380 вольт. Соединение вторичных обмоток понижающего трансформатора выполнено по схеме «звезда»: три контакта подключены к общей точке «0», а три оставшихся присоединены к клеммам «A», «B» и «C» соответственно. Для наглядности приводится картинка.

Объединенные контакты «0» подсоединяются к заземлительному контуру подстанции. Также здесь ноль расщепляется на:

  • Рабочий ноль (на картинке изображен синим)
  • PE-проводник, выполняющий защитную функцию (линия желто-зеленого цвета)

Нули и фазы тока с выхода понижающего трансформатора подводятся к распределительному щитку жилого дома. Полученная трехфазная система разводится по щиткам в подъездах. В конечном итоге, в квартиру попадает фазовое напряжение 220 В и проводник PE, выполняющий защитную функцию.

Итак, что же такое и ноль ? Нулем называют проводник тока, присоединенный к заземлительному контуру понижающего трансформатора и служащий для создания нагрузки от фазы тока, подсоединенной к противоположному концу обмотки трансформатора. Кроме того, существует так называемый «защитный ноль» - это PE-контакт, описанный ранее. Он служит для отвода токов при возникновении технической неисправности в цепи.

Этот метод подключения жилых домов к городской электросети отработан десятилетиями, но все же он не идеален. Иногда в вышеописанной системе появляются неисправности. Чаще всего, они связаны с низким качеством соединения на определенном участке цепи или полным обрывом электрического провода.

Что происходит в нуле и фазе при обрыве провода.

Обрыв электрического провода часто обусловлен элементарной рассеянностью мастера - забыть присоединить к определенному прибору в доме фазу тока или ноль - проще простого. Кроме того, нередки случаи отгорания нуля на подъездном щитке в связи с высокой нагрузкой на систему.

В случае обрыва соединения любого электроприбора в доме со щитком, этот прибор перестает работать - ведь цепь не замкнута. При этом не имеет значения, какой именно провод разорван - ноль или .

Аналогичная ситуация происходит, когда разрыв наблюдается между распределительным щитком многоквартирного дома и щитом конкретного подъезда - все квартиры, подключенные к щиту подъезда , окажутся обесточены.

Вышеописанные ситуации не вызывают серьезных сложностей и не представляют опасности. Они связаны с обрывом лишь одного проводника и не несут в себе угрозы безопасности электроприборов или людей, находящихся в квартире.

Самая опасная ситуация - исчезновение соединения между заземлительным контуром подстанции и средней точкой, к которой подключена нагрузка внутридомового электрощита.

В этом случае электрический ток пойдет по контурам AB, BC, CA, а общее напряжение на этих контурах - 380 В. В связи с этим возникнет очень неприятная и опасная ситуация - на одном электрощитке может вовсе не быть напряжения, так как хозяин квартиры посчитал нужным отключить электроприборы, а на другом возникнет высокое напряжение близкое к 380 вольтам. Это вызовет выход из строя большинства электроприборов, ведь номинальное напряжение работы для них - 240 вольт.

Конечно, такие ситуации можно предотвратить - существуют достаточно дорогостоящие решения для защиты от скачков напряжения. Некоторые производитель встраивают их в свои приборы.

Как определить ноль и фазу собственными силами.

Для определения нуля и фазы тока существуют специальные отвертки-тестеры.

Она работает по принципу прохождения тока низкого напряжения через тело человека, использующего ее. Отвертка состоит из следующих частей:

  • Наконечник для подключения к фазовому потенциалу розетки;
  • Резистор, снижающий амплитуду электротока до безопасных пределов;
  • Светодиод, загорающийся при наличии потенциала фазы тока в цепи;
  • Плоский контакт для создания цепи сквозь тело оператора.

Принцип работы с отверткой-тестером показан на картинке ниже.

Кроме тестовых отверток, существуют и другие способы определить, к какому контакту розетки подключена , а к какому - ноль. Некоторые электрики предпочитают пользоваться более точным тестером, используя его в режиме вольтметра.

Показания стрелки вольтметра означают:

1. Наличие напряжения 220 В между фазой и нулем

2. Отсутствие напряжения между землей и нулем

3. Отсутствие напряжения между фазой и нулем

Вообще-то, в последнем случае стрелка должна показывать 220 В, но в данном конкретном случае центральный контакт розетки не подключен к потенциалу земли.

  • " win2 return false >Печать
  • E-mail
Подробности Категория: Электротехника

Трехфазная система переменного тока

Электростанции вырабатывают трехфазный переменный ток . Генератор трехфазного тока представляет собой как бы три объединенных вместе генератора переменного тока, работающих так, чтобы сила тока (и напряжение) изменялась у них не одновременно, а с отставанием на 1/3 периода. Это осуществляется за счет смещения катушек генераторов на 120° одна относительно другой (рис. справа).


Каждая часть обмотки генератора называется
фазой . Поэтому генераторы, которые имеют обмотку, состоящую из трех частей, называют трехфазными .

Следует отметить, что термин «фаза » в электротехнике имеет два значения: 1) как величина, которая совместно с амплитудой определяет состояние колебательного процесса в данный момент времени; 2) в смысле наименования части электрической цепи переменного тока (например, часть обмотки электрической машины).

Некоторое наглядное представление о возникновении трехфазного тока дает установка, изображенная на рис. слева.
Три катушки от школьного разборного трансформатора с сердечниками размещаются по окружности под углом 120° по отношению друг к другу. Каждая катушка соединена с демонстрационным гальванометром . В центре окружности на оси укрепляется прямой магнит. Если вращать магнит, то в каждой из трех цепей «катушка - гальванометр» возникает переменный ток. При медленном вращении магнита можно заметить, что наибольшее и наименьшее значения токов и их направления будут в каждый момент во всех трех цепях различными.

Таким образом, трехфазный ток представляет совместное действие трех переменных токов одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 1/3 периода относительно друг друга.
Каждая обмотка генератора может соединяться со своим потребителем, образуя несвязанную трехфазную систему. Выигрыша от такого соединения нет никакого по отношению к трем отдельным генераторам переменного тока, так как передача электрической энергии осуществляется с помощью шести проводов (рис. справа).


На практике получили два других способа соединения обмоток трехфазного генератора. Первый способ соединения получил название звезды (рис. слева, а), а второй - треугольника (рис. б).

При соединении звездой концы (или начала) всех трех фаз соединяются в один общий узел, а от начал (или концов) идут провода к потребителям. Эти провода называются линейными проводами . Общую точку, в которой соединяются концы фаз генератора (или потребителя), называют нулевой точкой , или нейтралью . Провод, соединяющий нулевые точки генератора и потребителя, называют нулевым проводом . Нулевой провод применяется в том случае, если в сети создается неравномерная нагрузка на фазы. Он позволяет уравнять напряжения в фазах потребителя.


Нулевой провод , как правило, применяется в осветительных сетях. Даже при наличии одинакового количества ламп равной мощности во всех трех фазах равномерная нагрузка не сохраняется, так как лампы могут включаться, выключаться не одновременно во всех фазах, могут перегорать, и тогда равномерность нагрузки фаз будет нарушена. Поэтому для осветительной сети применяется соединение в звезду, которая имеет четыре провода (рис. справа) вместо шести при несвязанной трехфазной системе.

При соединении в звезду различают два вида напряжения: фазное и линейное . Напряжение между каждым линейным и нулевым проводом равно напряжению между зажимами соответствующей фазы генератора и называется фазным (U ф ), а напряжение между двумя линейными проводами - линейным напряжением (U л ). Сф-л/2 + 2-со5б0° = л/3 -Ц,

На практике широкое распространение получили трехфазные цепи с нейтральными проводами при напряжениях U Л = 380 В; U Ф = 220 В.

Поскольку в нулевом проводе при симметричной нагрузке сила тока равна нулю, то ток в линейном проводе равен току в фазе.
При неравномерной нагрузке фаз по нулевому проводу проходит уравнительный ток относительно малой величины. Поэтому сечение этого провода должно быть значительно меньше, чем у линейного провода. В этом можно убедиться, если включить четыре амперметра в линейные и нулевой провода. В качестве нагрузки удобно использовать обычные электрические лампочки (рис. справа).

При одинаковой нагрузке в фазах ток в нулевом проводе равен нулю и надобность в этом проводе отпадает (например, равномерную нагрузку создают электродвигатели). В этом случае производят соединение в «треугольник», которое представляет собой последовательное соединение друг с другом начал и концов катушек генератора. Нулевой провод в этом случае отсутствует.
При соединении обмоток генератора и потребителей «треугольником » фазные и линейные напряжения равны между собой,
т.е. U Л = U Ф , а линейный ток в √3 раз больше фазного тока I Л = √3 . I Ф

Соединение треугольником применяется как при осветительной, так и при силовой нагрузке. Например, в школьной мастерской станки можно включать в звезду или треугольник. Выбор того или иного способа соединения определяется величиной напряжения сети и номинальным напряжением приемников электрической энергии.
Принципиально можно соединять треугольником и фазы генератора, но обычно этого не делают. Дело в том, что для создания заданного линейного напряжения каждая фаза генератора при соединении треугольником должна быть рассчитана на напряжение, в раз большее, чем в случае соединения звездой. Более высокое напряжение в фазе генератора требует увеличения числа витков и усиленной изоляции для обмоточного провода, что увеличивает размеры и стоимость машин. Поэтому фазы трехфазных генераторов почти всегда соединяют звездой. Двигатели же иногда в момент пуска включают звездой, а затем переключают на треугольник.

Трёхфазное напряжение – это система электрического питания, где используются три фазные линии, со сдвигом по фазе 120 градусов. Это обеспечивает равномерные условия для многих приложений, повышается эффективность.

Возникновение концепции трёхфазного напряжения

Отцом трёхфазного напряжения считают Доливо-Добровольского в России и Николу Теслу – в остальном мире. События, относящиеся к эпохе возникновения предмета спора, происходили в 80-е годы XIX века. Никола Тесла продемонстрировал первый двухфазный двигатель, работая на компанию, где налаживал электрические установки разнообразного назначения. Заинтересованность явлением электризации шерсти домашнего кота привела учёного к великим открытиям. Прогуливаясь в парке с приятелем, Никола Тесла осознал, что сумеет реализовать на практике теорию Араго о вращающемся магнитном поле, причём понадобятся:

  1. Две фазы.
  2. Сдвиг между ними на угол 90 градусов.

Чтобы показать великое значение открытия, заметим, что трансформатор Яблочкова в указанное время не обрел массовой известности, а опыты Фарадея по магнитной индукции благополучно забыли, записав лишь формулу закона. Мир не хотел знать про:

  • переменный ток;
  • фазу;
  • реактивная мощность.

Генераторы (альтернаторы) и динамо спрямляли напряжение при помощи механического коммутатора. Подобным образом прозябала вся скудная на тот момент отрасль электричества. Эдисон лишь начинал изобретать, никто пока толком не знал про . Кстати, в РФ считают, что устройство изобрёл Лодыгин.

Идея Теслы выглядела революционной, неизвестным оставалось, как получить две фазы с заданным межфазным сдвигом. Молодого учёного мало интересовал вопрос. Он читал про обратимость электрических машин и излучал уверенность, что легко построит генератор, соответствующим образом расположив обмотки. По приводу затруднений не возникало. На начало 80-х годов активно использовался пар, демонстрационную модель предполагалось питать от динамо.

Тесла не задавался необходимостью получить определённую частоту. Исследования не проводились, требовалось просто заставить ротор вращаться. Идея реализовалась через токосъёмные кольца. На тот момент коллекторные двигатели постоянного тока снабжались подобными контактами, вывод Теслы неудивителен. Интереснее объяснить выбор количества фаз.

Преимущество трёх фаз

экспериментаторы в голос утверждают о преимуществе трёх фаз перед двумя, но требуется объяснение. Сразу лезут в голову мысли про КПД, вращающий момент и прочее. Но Тесла рисовал в блокнотике сотни конструкций, очевидно, сумел бы расставить полюса, чтобы добиться нужных параметров. Вывод – дело не в конструкции приборов.

Сейчас напряжение 380 В передаётся лишь по трём проводам. Этого нельзя было добиться в первоначальном варианте Николы Теслы. В 1883 году Эдисон массу сил потратил на попытки использовать трёхжильный провод. Очевидно, слышал о демонстрации, устроенной Николой Теслой, и понял опасность ситуации. В цивилизованном мире основную прибыль получает владелец патента, зачем известному изобретателю вытаскивать на свет способного инженера?

Логика Эдисона проста: пользователи увидят, что трёхжильные кабели более дешёвые, нежели четырёхжильные, и откажутся от использования новинок Николы Теслы. Несложно догадаться, что хитроумный план изобретателя цоколя для лампочек накала провалился. И с треском. А виной стал… Доливо-Добровольский. Система Николы Теслы для создания двух фаз требовала наличия четырёх проводов. Одновременно Доливо-Добровольский предлагал передать больше энергии посредством трёх.

Дело здесь в симметрии. Линейные напряжения 380 В в каждый момент оставляют альтернативу для выбора. К примеру, ток с первой фазы способен утечь на вторую или третью. В зависимости от присутствия подходящего потенциала. В результате получается баланс. Если объединить две фазы системы Николы Тесла, получится винегрет. Как следствие, нейтраль в системе Доливо-Добровольского допустимо убрать, если нагрузка симметричная — как часто происходит на практике.

В результате между проводами получается больший вольтаж, что снижает по каждому проходящий ток при прежней мощности. Причём удаётся порой использовать лишь три линии, сказанное касается большинства предприятий. Очевидны выгоды и при создании местных подстанций: нейтраль вторичной обмотки заземляется тут же, не нужно тянуть лишний провод от гидроэлектростанции. Указанные причины стали преимуществами сетей трёхфазного напряжения, сегодня доминирующие. Провода Теслы легко модернизируются на три фазы.

Причина проигрыша Эдисона

Часто встречается мнение, что система Теслы оказалась лучше, поэтому Эдисон проиграл. Сложно сказать, сколько долларов потерял последний, но Николу обвёл по современным меркам на 4,5 млн. долларов. Инфляция! Авторы склонны считать, что Эдисон получил своё. Никола Тесла умел доказать преимущества постоянного тока. К примеру, последний меньше склонен коронировать на проводах, амплитуда не содержит резких выбросов.

Сегодня доказано, что постоянный ток на дальние расстояния передавать выгоднее. Это исключает из рассмотрения реактивные сопротивления сети – индуктивность и ёмкость. Что значительно снижает нестабильную реактивную мощность. XXI век способен стать вторым рождением постоянного тока для передачи его на дальние расстояния. Но смех вызывает неумение Эдисона передавать энергию. Тесла вправе был помочь, тогда приборы постоянного тока сегодня использовались бы наравне с потребителями переменного. Для коллекторных двигателей это лучше – растут КПД и крутящий момент.

Выходит, постоянный ток выгодно передавать. Эдисон попросту не смог найти правильного решения, пытался взять задачу нахрапом, не погружаясь в тылы. Эдисон был чистым практиком и не умел найти столь ухищрённых решений, как преобразователи. А ведь все генераторы середины XIX века имели встроенный коммутатор для спрямления. Оставалось лишь подключить к линии, а на приёмной стороне провести преобразование. И все! Никола блестяще наказал Эдисона, доказывая наличие в мире некой силы, управляющей ходом истории.

переменный ток избрали по причине наличия мощного средства для передачи. Речь о трансформаторе. Впервые сконструированный в 1831 году (либо раньше) Майклом Фарадеем, этот незаменимый элемент современной техники остался без заслуженного внимания. Интерес к устройству вернул Генрих Румкорф пятнадцатью годами позднее, использовав динамо для получения разряда в искровом промежутке. Повышающий трансформатор значительно усиливал эффект. Это прямиком открыло учёным путь к постановке опытов, но суть преобразования не получила заслуженного внимания.

Вместо этого учёные упорно бились над постоянным током. Создавая для него двигатели, приборы освещения и генераторы. Удивительно, зная об обратимости электрических машин, не придумали раньше, как создать униполярный мотор, стоящий сегодня в ручных миксерах и блендерах. Фактически двигатели бытового назначения однофазные. И лишь маленькая часть работает на постоянном токе.

Укажем неявное преимущество. У постоянного тока выше предел безопасности. Возможным видится сделать промышленные сети безвредным для людей. Рассмотрим утверждение подробнее, доводы не очевидны неискушённому читателю.

Почему постоянный ток безопаснее

Прожжённые электрики говорят, что удар током 220 В не слишком опасен, главное – не попасть под линейное трёхфазное напряжение. Оно выше примерно в корень из трёх раз (в пределах 1,7). Линейным называется напряжение между двумя фазами. За счёт сдвига между ними в 120 градусов получается указанный любопытный эффект. Невежды спрашивают, какая разница при сдвиге 90 градусов. Ответ дан вначале – три фазы образуют симметричную систему. Со сдвигом 90 понадобилось бы четыре.

В результате каждым линейным напряжением питают по полюсу, что существенно упрощает их размножение, когда требуется достичь большой мощности. К примеру, в тяговых двигателях пароходов, где требуется чрезвычайно плавно изменять усилие и приходится применять вращения вала. Случается, трёх и даже шести полюсов оказывается мало. Лишь коллекторному двигателю пылесоса достаточно двух.

Итак, между фазами имеется 308 В. Безопасным выглядит, если повысить частоту линии передач до 700 Гц. Тесла установил, что с указанного значения ярко проявляется скин-эффект, ток не проникает глубоко в тело. Следовательно, не наносит существенных повреждений человеку. Учёный демонстрировал языки молний на теле при гораздо больших напряжениях и говорил, что это полезно для здоровья, здорово очищает кожу.

Частота 700 Гц (или выше) не пущена в обиход — при этом существенно увеличивались потери трансформаторов. На момент принятия решения о номиналах первой ГЭС переменного тока не существовало наработок по изготовлению электротехнических материалов. Подробнее предлагаем прочитать в теме . Нет надобности дублировать информацию. По причине отсутствия нужных материалов потери на перемагничивание сильно росли с увеличением частоты. Сегодня подобное не вызывает затруднений на уровне технологии.

Встаёт сложность – экранирование. В годы первых попыток передачи энергии не знали об излучении. Радио делало первые шаги в 90-х годах XIX века. В действительности рост частоты сопровождается резким повышением выброса энергии в пространство. И провода требовалось экранировать, это дорого, требует наличия мощных диэлектриков. Не факт, что современные сети сумели бы решить задачу.

Тесла предлагал передавать энергию через эфир. Для чего построил башню Ворденклиф. Но… промышленники оказались заинтересованы в продаже меди на изготовление проводов и на этом основании отказали учёному в финансировании. Но главное — грядёт время, когда трёхфазное напряжение уйдёт в небытие или будет получаться из преобразователей, и сам Тесла даст ответ, как это сделать.

Точнее, ответ дадут многочисленные патенты и идеи изобретателя. Недаром записи были немедленно изъяты после смерти учёного и тщательно засекречены. Рекомендуем взяться за изучение . Пора мечтать, что машины станут ездить на растительном масле, не загрязняя окружающую среду отвратительным дымом и гарью. Обратите внимание, что все секреты лежат на поверхности и ждут желающего их раскрыть. Возможно, кто-то из читателей сумеет сделать это первым?

В настоящее время во всем мире получила наибольшее распространение трехфазная система переменного тока .

Трехфазной системой электрических цепей называют систему, состоящую из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ =2π /3). Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током .

Почти все генераторы, установленные на наших электростанциях, являются генераторами трехфазного тока . По существу, каждый такой генератор представляет собой соединение в одной электрической машине трех генераторов переменного тока, сконструированных таким образом, что индуцированные в них сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Графики зависимости от времени ЭДС, индуцированных в обмотках якоря генератора трехфазного тока

Как осуществляется подобный генератор легко понять из схемы на рис. 2.

Рис. 2. Три пары независимых проводов, присоединенных к трем якорям генератора трехфазного тока, питают осветительную сеть

Здесь имеются три самостоятельных якоря, расположенных на статоре электрической машины и смещенных на 1/3 окружности (120 о). В центре электрической машины вращается общий для всех якорей индуктор, изображенный на схеме в виде .

В каждой катушке одной и той же частоты, но моменты прохождения этих ЭДС через нуль (или через максимум) в каждой из катушек окажутся сдвинутыми на 1/3 периода друг относительно друга, ибо индуктор проходит мимо каждой катушки на 1/3 периода позже, чем мимо предыдущей.

Каждая обмотка трехфазного генератора является самостоятельным генератором тока и источником электрической энергии. Присоединив провода к концам каждой из них, как это показано на рис. 2, мы получили бы три независимые цепи, каждая из которых могла бы питать те или иные электроприемники, например .

В этом случае для передачи всей энергии, которую поглощают , требовалось бы шесть проводов. Можно однако, так соединить между собой обмотки генератора трехфазного тока, чтобы обойтись четырьмя и даже тремя проводами, т. е. значительно сэкономить проводку.

Первый из этих способов, называется соединением звездой (рис. 3).

Рис. 3. Четырехпроводная система проводки при соединении трехфазного генератора звездой. Нагрузки (группы электрических ламп I, II, III) питаются фазными напряжениями.

Будем называть зажимы обмоток 1, 2, 3 началами, а зажимы 1" , 2" , 3" - концами соответствующих фаз.

Соединение звезд заключается в том, что мы соединяем концы всех обмоток в одну точку генератора, которая называется нулевой точкой или нейтралью , и соединяем генератор с приемниками электроэнергии четырьмя проводами: тремя так называемыми линейными проводами , идущими от начала обмоток 1, 2, 3, и нулевым или нейтральным проводом , идущим от нулевой точки генератора. Такая система проводки называется четырехпроводной .

Напряжения между нулевой точкой и началом каждой фазы называют фазными напряжениями , а напряжения между началами обмоток, т, е. точками 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1, называют линейными . Фазные напряжения обычно обозначают U1 , U2 , U3 , или в общем виде U ф, а линейные напряжения - U12, U23 , U31 , или в общем виде U л.

Между амплитудами или действующими значениями при соединении обмоток генератора звездой существует соотношение U л = √3 U ф ≈ 1,73U ф

Таким образом, например, если фазное напряжение генератора U ф = 220 В, то при соединении обмоток генератора звездой линейное напряжение U л - 380 В.

В случае равномерной нагрузки всех трех фаз генератора, т. е. при приблизительно одинаковых токах в каждой из них, ток в нулевом проводе равен нулю . Поэтому в этом случае можно нулевой провод упразднить и перейти к еще более экономной трехпроводной системе. Все нагрузки включаются при этом между соответствующими парами линейных проводов.

При несимметричной нагрузке ток в нулевом проводе не равен нулю, но, вообще говоря, он слабее, чем ток в линейных проводах. Поэтому нулевой провод может быть тоньше, чем линейные.

При эксплуатации трехфазного переменного тока стремятся сделать нагрузку различных фаз по возможности одинаковой. Поэтому, например, при устройстве осветительной сети большого дома при четырехпроводной системе вводят в каждую квартиру нулевой провод и один из линейных с таким расчетом, чтобы в среднем на каждую фазу приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Другой способ соединения обмоток генератора, также допускающий трехпроводную проводку - это соединение треугольником, изображенное на рис. 4.

Рис. 4. Схема соединения обмоток трехфазного генератора треугольником

Здесь конец каждой обмотки соединен с началом следующей, так что они образуют замкнутый треугольник, а линейные провода присоединены к вершинам этого треугольника - точкам 1, 2 и 3. При соединении треугольником линейное напряжение генератора равно его фазному напряжению : U л = U ф.

Таким образом, переключение обмоток генератора со звезды на треугольник приводит к снижению линейного напряжения в √3 ≈ 1,73 раза . Соединение треугольником также допустимо лишь при одинаковой или почти одинаковой нагрузке фаз. Иначе ток в замкнутом контуре обмоток будет слишком силен, что опасно для генератора.

При применении трехфазного тока отдельные приемники (нагрузки), питающиеся от отдельных пар проводов, также могут быть соединены либо звездой, т. е. так, что один конец их присоединен к общей точке, а оставшиеся три свободных конца присоединяются к линейным проводам сети, либо треугольником, т. е. так, что все нагрузки соединяются последовательно и образуют общий контур, к точкам 1, 2, 3 которого присоединяются линейные провода сети.

На рис. 5 показано соединение нагрузок звездой при трехпроводной системе проводки, а на рис. 6 - при четырехпроводной системе проводки (в этом случае общая точка всех нагрузок соединяется с нулевым проводом).

Рис. 7. Соединение нагрузок треугольником при трехпроводной системе проводки

Практически важно иметь в виду следующее. При соединении нагрузок треугольником каждая нагрузка находится под линейным напряжением, а при соединении звездой - под напряжением, в √3 раз меньшим. Для случая четырехпроводной системы это ясно из рис. 6. Но то же имеет место в случае трехпроводной системы (рис. 5).

Между каждой парой линейных напряжений здесь включены последовательно две нагрузки, токи в которых сдвинуты по фазе на 2 π /3. Напряжение на каждой нагрузке равно соответствующему линейному напряжению, деленному на √3 .

Таким образом, при переключении нагрузок со звезды на треугольник напряжения на каждой нагрузке, а следовательно, и ток в ней повышаются в √3 ≈ 1,73 раза. Если, например, линейное напряжение трехпроводной сети равнялось 380 В, то при соединении звездой (рис. 5) напряжение на каждой из нагрузок будет равно 220 В, а при включении треугольником (рис. 7) будет равно 380 В.

При подготовке статьи использовалась информация из учебника физики под редакцией Г. С. Ландсберга.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Силовые преобразователи DIN-рейка Однофазная система электроснабжения, воздушное питание, электроника, электрические провода Провода png

Силовые преобразователи DIN-рейка Однофазная система электроснабжения, воздушное питание, электроника, электрические провода Провода png

теги

  • электроника,
  • электрические провода Провода,
  • другие,
  • электронные устройства,
  • силовые преобразователи,
  • резервирование,
  • однофазное электропитание,
  • импульсный источник питания,
  • система,
  • электроника Аксессуар,
  • источник питания,
  • интерфейс,
  • бесщеточный электродвигатель постоянного тока,
  • компьютерный компонент,
  • система управления,
  • DIN-рейка,
  • эффективность,
  • электродвигатель,
  • электричество,
  • электронные компоненты,
  • технологии,
  • png,
  • прозрачный png,
  • без фона,
  • бесплатная загрузка
Скачать PNG ( 1. 23MB )

Лицензия

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

#19 Электроснабжение однофазных потребителей от ВЛ и КТП

Наконец-то у меня появились замечания от экспертизы, о которых хочу рассказать, чтобы вы не допускали подобных ошибок. Я человек, поэтому тоже частенько допускаю ошибки У вас не создалось впечатление, что чем меньше объект, тем больше с ним проблем?

До этого был у меня приличный объект, но там замечания были ни о чем.

Примерно месяц назад я собрался в отпуск. За 2 дня до отпуска мне сказали, что нужно сделать 4 небольших проекта. Все они типовые и отличались лишь подключением к электрическим сетям. За первый день я сделал первый проект, за второй день еще 3 проекта. Больше всего времени пришлось потратить, чтобы разобраться с документацией на зарубежное оборудование.

Первый объект питался от воздушной линии электропередач 0,4 кВ, остальные – непосредственно от трансформаторных подстанций.

Все объекты – однофазные потребители мощностью 6 кВт.

Если бы они были трехфазными, то и не было бы этой статьи

Плохо было в том, что все проекты отдавались в экспертизу одновременно, поэтому и замечания по всем проектам были практически одинаковые. Если бы проекты шли последовательно друг за другом, то можно было избежать ряд проблем, причем связанных не только с проектом электроснабжения, но с другими разделами ПСД.

По 3-м проектам я получил вот такое замечание:

Исполнение проектируемой КЛ от ТП нарушает п. 4.3.15.2 ТКП 339-2011.

ПУЭ-7:

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

ТКП 339-2011:

4. 3.15.2 Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ однофазным потребителям электроэнергии.

Вы спросите, неужели я этого не знал? Конечно знал. Когда я прочитал замечание, я сразу понял, о чем идет речь. Как я сказал, приходилось делать все очень быстро, да и такие объекты попадаются достаточно редко, что я это просто-напросто упустил из виду.

Дело в том, что питающий кабель я применил двухжильный АВБбШв-2×16. При питании от ВЛ он не противоречит нормам, а вот при питании от ТП его применять нельзя, поэтому АВБбШв-2×16 я заменил на АВБбШв-3×16.

Должен признать это грубое нарушение правил проектирования, т.к. если бы эксперт не обратил бы на это внимание, то могли быть серьезные проблемы при вводе объектов в эксплуатацию.

За все время я, наверное, один раз подключал однофазные потребители от ТП, но тогда я использовал трехжильные кабели небольшого сечения.

Кстати, в подобных случаях сечение КЛ можно применить меньше, например, АВБбШв-3×6 или АВБбШв-3×10, если КЛ удовлетворяет всем условиям по выбору кабеля.

ПУЭ-7:

1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

Вот были бы всегда такие замечания – где все по делу, все четко и не требуют оспаривания.

За это замечание я даже благодарен эксперту

Можно конечно порассуждать, а какая разница будет: двухжильный кабель или трехжильный от ТП? Предлагаю дать вам свои ответы в комментариях.

Были конечно и другие замечания, но они не интересны для обсуждения. О них более подробно я расскажу в курсе по проектированию кабельных сетей.

Однако, еще одно замечание из этих проектов будет интересно белорусским проектировщикам. Если бы проект был в РФ, то вряд ли дали бы по нему замечание.

Я в своих проектах достаточно редко применяю готовые комплекты для заземления. Поскольку здесь устанавливали импортное оборудование, то решил заложить наборные оцинкованные электроды диаметром 16 мм. Такие заземлители имеются у многих производителей. Вертикальные электроды у меня были по 3=2×1,5 м, т.е. менее 5 м.

Замечание эксперта:

Необоснованно завышенным принимается сечение вертикальных электродов повторного заземлителя, сопротивление которого не нормируется, необоснованно принимается материал заземлителя (оцинкованная сталь) при низкой опасности коррозии (пески пылеватые маловлажные), без учета табл.4.3.4, п.4.3.11.4 ТКП 339-2011.

В общем, заменил все заземлители на черный металл, электроды принял диаметром 12 мм. Это ж бюджетный объект, сойдет для них и так А на выставке мне когда-то рассказывали про заземлители диаметром 22 мм, вы такие где-нибудь применяли?

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Однофазные системы питания | Многофазные цепи переменного тока

Принципиальная схема однофазной системы электропитания мало показывает схему подключения практической силовой цепи.

Изображенная выше очень простая цепь переменного тока. Если бы рассеиваемая мощность нагрузочного резистора была значительной, мы могли бы назвать это «цепью питания» или «системой питания», а не рассматривать ее как обычную цепь.

Различие между «силовой цепью» и «обычной цепью» может показаться произвольным, но с практической точки зрения это определенно не так.

Анализ практических цепей

Одной из таких проблем является размер и стоимость проводки, необходимой для подачи питания от источника переменного тока на нагрузку. Обычно мы не особо задумываемся об этом, если просто анализируем цепь ради изучения законов электричества.

Однако в реальном мире это может стать серьезной проблемой. Если мы дадим источнику в приведенной выше схеме значение напряжения, а также дадим значения рассеиваемой мощности для двух нагрузочных резисторов, мы сможем определить потребности в проводке для этой конкретной схемы:

С практической точки зрения, проводка для нагрузок 20 кВт при 120 В перем. Тока довольно значительна (167 А).

83,33 ампера для каждого нагрузочного резистора на приведенном выше рисунке в сумме дают 166,66 ампера полного тока цепи. Это немалое количество тока, и для него потребуются медные провода сечением не менее 1/0 калибра.

Такая проволока имеет диаметр более 1/4 дюйма (6 мм) и вес более 300 фунтов на тысячу футов. Учтите, что медь тоже не из дешевых! В наших интересах найти способы минимизировать такие затраты, если мы проектируем энергосистему с проводниками большой длины.

Один из способов сделать это - увеличить напряжение источника питания и использовать нагрузки, рассчитанные на рассеивание 10 кВт каждая при более высоком напряжении.

Нагрузки, конечно, должны иметь более высокие значения сопротивления, чтобы рассеивать ту же мощность, что и раньше (по 10 кВт каждая) при более высоком напряжении, чем раньше.

Преимущество будет заключаться в меньшем потреблении тока, что позволит использовать меньший, более легкий и дешевый провод:

Те же нагрузки 10 кВт при 240 В переменного тока требуют менее прочной проводки, чем при 120 В переменного тока (83 А).

Теперь у нашего общий ток цепи составляет 83,33 А, что вдвое меньше, чем было раньше.

Теперь мы можем использовать проволоку калибра 4, которая весит меньше половины того, что проволока калибра 1/0 на единицу длины. Это значительное снижение стоимости системы без снижения производительности.

Вот почему разработчики систем распределения электроэнергии предпочитают передавать электроэнергию с использованием очень высоких напряжений (многие тысячи вольт): чтобы извлечь выгоду из экономии за счет использования меньшего, более легкого и более дешевого провода.

Опасности повышения напряжения источника

Однако это решение не лишено недостатков. Еще одна практическая проблема с силовыми цепями - опасность поражения электрическим током от высокого напряжения.

Опять же, обычно это не то, на чем мы концентрируемся при изучении законов электричества, но это очень серьезная проблема в реальном мире, особенно когда имеют дело с большими объемами энергии.

Повышение эффективности, достигаемое за счет увеличения напряжения в цепи, представляет для нас повышенную опасность поражения электрическим током.Электрораспределительные компании решают эту проблему, протягивая свои линии электропередач вдоль высоких опор или башен и изолируя линии от несущих конструкций большими фарфоровыми изоляторами.

В точке использования (потребителя электроэнергии) все еще остается вопрос, какое напряжение использовать для питания нагрузок.

Высокое напряжение повышает эффективность системы за счет уменьшения тока в проводнике, но не всегда целесообразно держать силовую проводку вне досягаемости в точке использования, как это может быть поднят в распределительных системах.

Этим компромиссом между эффективностью и опасностью европейские проектировщики энергосистем решили рискнуть, поскольку все их домашние хозяйства и бытовая техника работают при номинальном напряжении 240 вольт вместо 120 вольт, как в Северной Америке.

Вот почему туристы из Америки, посещающие Европу, должны носить с собой небольшие понижающие трансформаторы для своих портативных приборов, чтобы понижать мощность 240 В переменного тока (вольт переменного тока) до более подходящих 120 В переменного тока.

Решения для подачи напряжения потребителям

Понижающие трансформаторы в конечной точке энергопотребления

Есть ли способ одновременно реализовать преимущества повышения эффективности и снижения опасности для безопасности?

Одним из решений может быть установка понижающих трансформаторов в конечной точке энергопотребления, как это должен делать американский турист, находясь в Европе.

Однако это было бы дорого и неудобно для чего угодно, кроме очень малых нагрузок (где трансформаторы можно построить дешево) или очень больших нагрузок (где стоимость толстых медных проводов превысила бы стоимость трансформатора).

Две низковольтные нагрузки серии

Альтернативным решением может быть использование источника более высокого напряжения для подачи питания на две последовательно соединенные нагрузки с более низким напряжением. Этот подход сочетает в себе эффективность высоковольтной системы с безопасностью низковольтной системы:

Серия подключила нагрузки 120 В переменного тока, питаемые от источника 240 В переменного тока при 83.3 Общий ток.

Обратите внимание на обозначения полярности (+ и -) для каждого показанного напряжения, а также на однонаправленные стрелки для тока.

По большей части я избегал обозначать «полярности» в цепях переменного тока, которые мы анализировали, даже несмотря на то, что обозначения действительны для обеспечения системы отсчета для фазы.

В следующих разделах этой главы фазовые отношения станут очень важными, поэтому я введу эти обозначения в начале главы для вашего ознакомления.

Ток через каждую нагрузку такой же, как и в простой 120-вольтовой цепи, но токи не складываются, потому что нагрузки включены последовательно, а не параллельно.

Напряжение на каждой нагрузке составляет всего 120 вольт, а не 240, поэтому запас прочности выше. Имейте в виду, у нас все еще есть полные 240 вольт на проводах системы питания, но каждая нагрузка работает при пониженном напряжении.

Если кого-то и ждет шок, велика вероятность, что это произойдет из-за контакта с проводниками конкретной нагрузки, а не из-за контакта с основными проводами энергосистемы.

Модификации конструкции с двумя сериями нагрузок

У этой конструкции есть только один недостаток: последствия отказа одной нагрузки разомкнутой или выключенной (при условии, что каждая нагрузка имеет последовательный переключатель включения / выключения для прерывания тока) не благоприятны.

Поскольку цепь является последовательной, в случае размыкания одной из нагрузок ток остановится и в другой нагрузке. По этой причине нам необходимо немного изменить дизайн: (рисунок ниже)

Добавление нейтрального проводника позволяет управлять нагрузками индивидуально.

Двухфазная система питания

Вместо одного 240-вольтового источника питания мы используем два 120-вольтовых источника (в фазе друг с другом!) Последовательно для получения 240 вольт, а затем подводим третий провод к точке соединения между нагрузками, чтобы справиться с возможностью одного загрузочное отверстие.

Это называется распределенной энергосистемой . Три провода меньшего размера по-прежнему дешевле, чем два провода, необходимые при простой параллельной конструкции, поэтому мы все еще впереди по эффективности.

Проницательный наблюдатель заметит, что нейтральный провод должен нести только разницы тока между двумя нагрузками обратно к источнику.

В приведенном выше случае при идеально «сбалансированных» нагрузках, потребляющих одинаковое количество энергии, нейтральный провод пропускает нулевой ток.

Обратите внимание на то, как нейтральный провод подключен к заземлению со стороны источника питания. Это обычная особенность энергосистем, содержащих «нейтральный» провод, поскольку заземление нейтрального провода обеспечивает минимально возможное напряжение в любой момент времени между любым «горячим» проводом и заземлением.

Важным компонентом системы с разделенной фазой является двойной источник переменного напряжения. К счастью, спроектировать и построить его нетрудно.

Поскольку большинство систем переменного тока в любом случае получают питание от понижающего трансформатора (понижая напряжение с высоких уровней распределения до напряжения пользовательского уровня, например 120 или 240), этот трансформатор может быть построен с вторичной обмоткой с центральным отводом:

Американский источник питания 120/240 В перем. Тока поступает от сетевого трансформатора с центральным ответвлением.

Если питание переменного тока поступает непосредственно от генератора (генератора переменного тока), катушки могут быть аналогичным образом с центральным отводом для того же эффекта. Дополнительные расходы на подключение центрального отвода в обмотке трансформатора или генератора минимальны.

Вот где действительно важны обозначения полярности (+) и (-). Это обозначение часто используется для обозначения фазировки нескольких источников переменного напряжения , поэтому ясно, помогают ли они («повышают») друг друга или противостоят («компенсируют») друг друга.

Если бы не эти обозначения полярности, фазовые отношения между несколькими источниками переменного тока могли бы быть очень запутанными. Обратите внимание, что источники расщепленной фазы на схеме (каждый 120 вольт 0 °) с отметками полярности (+) - (-), как и батареи с последовательным подключением, альтернативно могут быть представлены как таковые: (Рисунок ниже)

Источник 120/240 В переменного тока с разделенной фазой эквивалентен двум последовательным источникам питания 120 В переменного тока.

Чтобы математически рассчитать напряжение между «горячими» проводами, мы должны из вычесть напряжений, потому что их отметки полярности показывают, что они противоположны друг другу:

Если мы отметим общую точку соединения двух источников (нейтральный провод) одинаковым знаком полярности (-), мы должны выразить их относительные фазовые сдвиги как разнесенные на 180 °.В противном случае мы бы обозначили два источника напряжения, прямо противоположных друг другу, что давало бы 0 вольт между двумя «горячими» проводниками.

Почему я трачу время на уточнение отметок полярности и фазовых углов? В следующем разделе будет больше смысла!

Системы электропитания в американских домах и легкой промышленности чаще всего бывают расщепленными, обеспечивая так называемое питание 120/240 В переменного тока. Термин «разделенная фаза» просто относится к источнику питания с разделением напряжения в такой системе.

В более общем смысле этот тип источника питания переменного тока называется , однофазный, , потому что оба сигнала напряжения синфазны или синхронизированы друг с другом.

Термин «однофазный» противопоставляется другому типу энергосистемы, называемому «многофазный», который мы собираемся изучить подробно. Приносим извинения за длинное введение, приведшее к заглавной теме этой главы.

Преимущества многофазных систем питания становятся более очевидными, если сначала хорошо разбираться в однофазных системах.

ОБЗОР:

  • Однофазные системы питания определяются наличием источника переменного тока только с одной формой волны напряжения.
  • Расщепленная система питания - это система с несколькими (синфазными) источниками переменного напряжения, подключенными последовательно, доставляющими мощность на нагрузку с более чем одним напряжением и более чем двумя проводами. Они используются в первую очередь для достижения баланса между эффективностью системы (низкие токи в проводниках) и безопасностью (низкие напряжения нагрузки).
  • Источники переменного тока с разделенной фазой можно легко создать, отводя от средней точки обмотки катушек трансформаторов или генераторов переменного тока.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Разница между однофазным и трехфазным источником питания переменного тока

Электропитание переменного тока (переменный ток) - это вид электричества, при котором направление тока часто меняется. В начале 1900 года источник питания переменного тока использовался как для бизнеса, так и для дома, а теперь его расширили до.Система электропитания подразделяется на два типа: однофазный источник питания и трехфазный источник питания. В большинстве промышленных и коммерческих предприятий трехфазный источник питания используется для работы с высокими нагрузками, тогда как дома, как правило, питаются от однофазного источника питания, поскольку бытовая техника требует меньше энергии. В этой статье обсуждается разница между однофазными и трехфазными источниками питания, а также , как определить однофазный или трехфазный .

Что такое фаза в электричестве?

Обычно подведенное электричество - это ток или напряжение в существующем проводе, а также в нейтральном кабеле.Фаза означает распределение нагрузки, если используется один провод, на него будет возникать дополнительная нагрузка, а если используются три провода, то нагрузки будут разделены между ними. Это можно назвать меньшей мощностью для 1 фазы и большей мощностью для 3 фазы.

Если это 1-фазная система, она включает в себя два провода, а когда это 3-фазная система, то она состоит либо из трех (или) четырех проводов. Обе системы питания, такие как однофазные и трехфазные, используют питание переменного тока для обозначения блоков. Потому что ток, протекающий при использовании переменного тока, всегда имеет направление переменного тока.Основное отличие этих двух поставок - надежность доставки.

Однофазное питание

Во всей электрической области однофазное питание - это подача переменного тока системой, в которой происходит одновременное изменение всех напряжений питания. Этот тип разделения источника питания используется, когда нагрузки (бытовые приборы) обычно нагреваются и освещаются огромными электродвигателями.

Когда однофазный источник питания подключен к двигателю переменного тока, он не генерирует вращающееся магнитное поле, вместо этого однофазные двигатели требуют дополнительных цепей для работы, но такие электродвигатели редко имеют номинальную мощность почти 10 кВт.В каждом из циклов однофазное системное напряжение достигает пикового значения два раза; прямое питание нестабильно.

Однофазный сигнал

Однофазная нагрузка может приводиться в действие от трехфазного разделяющего трансформатора двумя способами. Один - это соединение между двумя фазами или соединение между одной фазой и нейтралью. Эти два будут давать разное напряжение от данного источника питания. Этот тип фазового питания обеспечивает выходное напряжение около 230 В. Применения этого источника питания используются для запуска небольших бытовых приборов, таких как кондиционеры, вентиляторы, обогреватель и многие другие.


Преимущества

Преимущества выбора однофазного источника питания объясняются следующими причинами.

  • Конструкция менее сложная
  • Стоимость конструкции меньше
  • Повышенный КПД, обеспечивающий мощность переменного тока почти 1000 Вт
  • Он способен обеспечивать максимальную мощность 1000 Вт
  • Используется в различных отраслях промышленности и Приложения

Приложения

Приложения однофазного питания включают следующее.

  • Этот блок питания подходит как для дома, так и для бизнеса.
  • Используется для подачи большого количества электроэнергии в дома, а также в непромышленные предприятия.
  • Этого блока питания достаточно для работы двигателей мощностью до 5 лошадиных сил (л.с.).

Трехфазный источник питания

Трехфазный источник питания включает четыре провода, которые состоят из одной нейтрали и трех проводов. Три проводника удалены от фазы и пространства и имеют фазовый угол 120º друг от друга.Трехфазные блоки питания используются как однофазные блоки питания переменного тока.

Для работы с малой нагрузкой можно выбрать однофазный источник питания переменного тока вместе с нейтралью из системы трехфазного переменного тока. Это предложение является постоянным и не будет снижено до нулевого значения. Мощность этой системы можно проиллюстрировать в двух конфигурациях, а именно в соединении звездой (или) соединением треугольником. Соединение по схеме «звезда» используется для дальней связи, поскольку оно включает нейтральный кабель для тока ошибки.

Трехфазный сигнал

Преимущества

Преимущества трехфазного источника питания перед однофазным обусловлены следующими причинами:

  • Трехфазный источник питания требует меньше меди
  • Это показывает минимальный риск для работающих сотрудников с этой системой
  • Он имеет более высокий КПД проводника
  • Рабочие, которые работают в этой системе, также получают заработную плату
  • Он даже имеет возможность работать с расширенным диапазоном силовых нагрузок

Приложения трехфазного питания

Приложения трехфазного питания включают следующее.

  • Эти типы источников питания используются в электрических сетях, вышках мобильной связи, центрах обработки данных, самолетах, кораблях, беспилотных системах, а также в других электронных нагрузках мощностью более 1000 Вт.
  • Применимо к промышленным, производственным и крупным предприятиям.
  • Они также используются в энергоемких центрах обработки данных и центрах обработки данных с высокой плотностью размещения.

Ключевые различия между однофазными и трехфазными источниками питания

Основные различия между однофазными и трехфазными источниками включают следующее.

Характеристика Однофазный Трехфазный
Определение Однофазный источник питания работает от однопроводного источника питания с трехфазным питанием
Волновой цикл У него есть только один отдельный волновой цикл У него есть три разных волновых цикла
Подключение цепи Для подключения к цепи нужен только один провод Эта фаза питания требует три провода для соединения со схемой
Уровни выходного напряжения Обеспечивает уровень напряжения почти 230 В Обеспечивает уровень напряжения почти 415 В
Имя фазы Имя фазы одиночного фаза разделенная фаза Нет спецификаций IC имя для этой фазы
Способность передачи энергии Она имеет минимальную мощность для передачи энергии Эта фаза имеет максимальную мощность для передачи энергии
Сложность цепи 1 фаза источник питания может быть сконструирован просто Конструкция этого сложная
Возникновение сбоя питания Частое отключение питания Отсутствие сбоя питания
Потери Потери в одной фазе максимальны Потери в 3 фазах минимальны
КПД Минимальный КПД Максимальный КПД
Стоимость Не дорого, чем Трехфазный источник питания Немного дороже, чем однофазный e
Приложения Используется в домашних условиях Трехфазный источник питания используется в огромных отраслях промышленности для работы с большими нагрузками.

Самая запутанная концепция, с которой сталкиваются здесь люди, - это «, как определить однофазный и трехфазный» ?

Ответ заключается в определении ширины главного выключателя. Однофазные блоки питания имеют ширину в один полюс, а трехфазные блоки питания - в три полюса.

Как преобразовать однофазное в трехфазное?

Поскольку это наиболее важная концепция, которую необходимо знать, следующие пункты объясняют преобразование одной фазы в три фазы.

Когда существует крупногабаритный компрессор без какого-либо трехфазного источника питания, соответствующего системе, в которой построена локальная сеть, существует несколько путей для решения этой проблемы и обеспечения надлежащей мощности для компрессора. Отличное решение - преобразовать трехфазный двигатель в однофазный.

Для этого преобразования существует в основном три типа трехфазных преобразователей.

  • Статический преобразователь - Когда трехфазный двигатель не запускается с помощью однофазной мощности, он может работать от владельца одной фазы после запуска.Это происходит с поддержкой конденсаторов. Но у этого метода не такая уж большая эффективность и меньший временной промежуток.
  • Поворотный преобразователь фазы - Он работает как интеграция генератора и трехфазного двигателя. Он состоит из двигателя холостого типа, который, когда он находится в движении, вырабатывает мощность и благодаря всей этой настройке может должным образом стимулировать трехфазную систему.
  • Преобразователь частотно-регулируемого привода - Он работает с использованием инверторов, которые генерируют переменный ток на любых уровнях частоты и воспроизводят почти все внутренние условия трехфазного двигателя.

Итак, это все о разнице между однофазными и трехфазными источниками питания и сравнительной таблице. Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что при правильном подходе к проектированию источника питания разработчик может дать подходящий совет для максимальной эффективности и экономии средств вашего проекта.

Выбор однофазной (или) трехфазной системы в основном зависит от требований к питанию конкретного приложения. В любом случае, хорошо спроектированный компонент обеспечит как надежное, так и надежное распределение энергии.Вот вам вопрос, каковы основные функции трехфазных и однофазных источников питания?

Разница между однофазными и трехфазными источниками питания

В этом руководстве мы изучим различия между однофазными и трехфазными источниками питания переменного тока. Мы познакомимся с некоторыми основами однофазных и трехфазных систем, преимуществами и недостатками, а также некоторыми ключевыми различиями между однофазными и трехфазными источниками питания.

Введение

Почти 90% электроэнергии, которую мы используем в повседневной жизни, поступает из переменного тока.Будь то наша бытовая техника, офисное оборудование или промышленное оборудование, мы используем источник переменного тока для питания этих устройств.

Если вы новичок, то переменный ток или просто переменный ток - это тип электроэнергии, в котором электрический ток периодически изменяется, как по величине, так и по направлению. Кроме того, в зависимости от области применения, питание переменного тока может подаваться в однофазной или трехфазной системе.

Однофазная система питания переменного тока состоит из двух проводов, известных как фаза (или иногда линия или фаза) и нейтральный провод.В случае трехфазной системы вы используете либо три провода, либо четыре провода для передачи мощности (без нейтрали в трехпроводной трехфазной сети).

Давайте теперь углубимся в детали однофазных и трехфазных систем, а также посмотрим на разницу между однофазными и трехфазными источниками питания.

Что такое однофазный источник питания?

Как упоминалось ранее, в однофазном блоке питания питание распределяется с использованием только двух проводов, называемых фазой и нейтралью. Поскольку мощность переменного тока принимает форму синусоидальной волны, напряжение в однофазном источнике питания достигает пика на уровне 90 0 во время положительного цикла и снова на уровне 270 0 во время отрицательного цикла.

Фазный провод передает ток к нагрузке, а нейтральный провод обеспечивает обратный путь тока. Обычно однофазное напряжение составляет 230 В, а частота - 50 Гц (в зависимости от того, где вы живете).

Поскольку напряжение в однофазной сети повышается и понижается, постоянная мощность не может подаваться на нагрузку.

Преимущества
  • Это очень распространенная форма источника питания для самых малых требований к мощности. Практически все бытовые электропитания являются однофазными, поскольку бытовым приборам требуется небольшое количество энергии для работы освещения, вентиляторов, охладителей, обогревателей, небольших кондиционеров и т. Д.
  • Конструкция и работа однофазной системы электроснабжения часто просты.
  • В зависимости от региона однофазного источника питания достаточно для нагрузок до 2500 Вт.
Недостатки
  • Небольшие однофазные двигатели (обычно менее 1 кВт) не могут запускаться напрямую от однофазного источника питания, поскольку для двигателя недостаточно начального крутящего момента. Таким образом, для правильной работы необходимы дополнительные схемы, такие как пускатели двигателей (например, пусковой конденсатор в вентиляторах и насосах).
  • Тяжелые нагрузки, такие как промышленные двигатели и другое оборудование, не могут работать от однофазной сети.

Что такое трехфазный блок питания?

Трехфазный источник питания состоит из трех проводов питания (или трех фаз). Кроме того, в зависимости от типа цепи (а она бывает двух типов) у вас может быть нейтральный провод, а может и нет. В трехфазной системе питания каждый сигнал питания переменного тока на 120 0 не совпадает по фазе друг с другом.

В трехфазном источнике питания в течение одного цикла 360 0 каждая фаза имела бы пик напряжения дважды.Также мощность никогда не падает до нуля. Этот стабильный поток энергии и способность выдерживать более высокие нагрузки делают трехфазный источник питания подходящим для промышленных и коммерческих операций.

Как упоминалось ранее, существует два типа схем в трехфазном источнике питания. Это Дельта и Звезда (или Уай). В конфигурации "треугольник" нейтральный провод отсутствует, и все системы высокого напряжения используют эту конфигурацию.

В конфигурации "звезда" или "звезда" имеется нейтральный провод (общий вывод цепи звезды) и провод заземления (иногда).

Напряжение между двумя фазами в трехфазном источнике питания составляет 415 В, а между фазой и нейтралью - 240 В. Следовательно, вы можете обеспечить три однофазных источника питания, используя трехфазный источник питания (именно так это обычно делается для бытовых и малых предприятий).

ПРИМЕЧАНИЕ: Существует разница между прямым трехфазным питанием и трехфазным питанием, разделенным на три однофазных источника.

Преимущества
  • При одинаковой мощности трехфазный источник питания использует меньше проводов, чем однофазный источник питания.
  • Трехфазный источник питания обычно является предпочтительной сетью для коммерческих и промышленных нагрузок. Хотя в некоторых странах (например, в большинстве европейских стран) даже бытовое электроснабжение является трехфазным.
  • Вы можете легко запускать большие нагрузки.
  • Для больших трехфазных двигателей (обычно используемых в промышленности) не требуется стартер, так как разность фаз в трехфазном источнике питания будет достаточной для обеспечения достаточного начального крутящего момента для запуска двигателя.
  • Почти вся мощность вырабатывается при трехфазном питании. Хотя существует концепция многофазного питания, исследования показали, что трехфазный источник питания более экономичен и прост в производстве.
  • Общая эффективность трехфазного источника питания выше по сравнению с однофазным источником питания для той же нагрузки.

Разница между однофазными и трехфазными источниками питания

Давайте теперь посмотрим на разницу между однофазными и трехфазными источниками питания.

  • В однофазном источнике питания питание подается по двум проводам, называемым фазой и нейтралью. В трехфазном источнике питания питание подается по трем проводам (четыре провода, если имеется нейтральный провод).
  • Напряжение однофазного питания составляет 230 В, тогда как при трехфазном питании оно составляет 415 В.
  • Для того же количества мощности для однофазного источника питания требуется больше проводов, чем для трехфазного источника питания.
  • Эффективность трехфазного источника питания значительно выше, чем у однофазного источника питания, и способность передачи мощности также больше.
  • Поскольку однофазный источник питания использует только два провода, общая сложность сети меньше по сравнению с четырехпроводным трехфазным источником питания (включая нейтраль).

Вам нужен трехфазный блок питания?

В зависимости от ваших требований ваша энергораспределительная компания предложит однофазный или трехфазный источник питания. Для небольших домов и магазинов достаточно однофазного питания.

Но если у вас большой дом с тремя-четырьмя кондиционерами (все могут работать одновременно), водонагревателями, большим погружным насосом, стиральной машиной, двухдверным холодильником и т. Д., тогда вам может потребоваться трехфазное питание, чтобы нагрузка на каждую фазу распределялась должным образом.

Поскольку у нас нет прямых трехфазных устройств, то, что делает компания по распределению электроэнергии, заключается в том, что три фазы от трехфазного источника питания подаются как три отдельных однофазных источника. Например, если у вас есть три спальни с тремя кондиционерами, то в каждой комнате будет отдельная фаза.

Квартиры и общины обычно имеют специальные трансформаторы, чтобы они могли понижать напряжение с 11 кВ, поступающего непосредственно от подстанции, до 240 В независимо от уличного трансформатора.

Что такое однофазные и трехфазные электрические системы? SESCOS

Это всего лишь фаза!

Вы слышали термины однофазный и трехфазный , когда речь идет об электропроводке? Если вам интересно, что это такое и как они влияют на вашу электрическую проводку, больше не удивляйтесь.

Даже если вы никогда не задумывались, всегда полезно понять основные электрические концепции. Вот краткое описание различий между двумя типами электрических систем.

Что это за фазы?

Трехфазное питание и однофазное питание - это разные способы настройки электрических систем. Большинство жилых домов, небольших многоквартирных домов и малых предприятий работают от однофазного источника питания.

Промышленные предприятия, такие как заводы, склады и перерабатывающие предприятия, работают от трехфазного источника питания. Если вы собираетесь подключить дом или офис, вам необходимо настроить его с помощью системы правильного типа.

Что такое однофазная система?

Для однофазной установки требуется два провода.Один должен быть проводником, а другой - нейтральным. По проводнику проходит ток. Нейтральный провод возвращает его.

Однофазная установка:

  • Получает питание от одного источника.
  • Имеет напряжение 230.
  • Требуется два провода для замыкания цепи.
  • Он имеет переменный источник питания, который может падать до нуля.
  • Он менее эффективен, чем трехфазная система.
  • Может питать фонари, мелкую бытовую технику и большую часть электроники.

Трехфазная система

Трехфазная система имеет четыре провода. Три - проводники, а один - нейтраль. Вы можете настроить трехфазную систему как однофазную, но нельзя сделать наоборот.

Трехфазная система:

  • Получает питание от трех проводов.
  • Имеет напряжение 415.
  • Для замыкания цепи требуется четыре провода.
  • Идеально подходит для интенсивного коммерческого использования.
  • Имеет постоянный источник питания.
  • Это более экономично, чем однофазная установка.

Есть ли двухфазная система?

Нет, нет. Вы получите только один или три.

Это сбивает с толку, потому что некоторые более крупные бытовые приборы работают от 240 вольт. Как они работают в однофазной системе?

В случаях, когда вам нужно 240 вольт, в цепь подаются оба горячих провода. Эта двойная подача считается «полнофазной цепью» , потому что в небольших приборах, работающих от 120 вольт, используется только один горячий провод.Вот почему однофазные системы иногда называют двухфазными.

Как узнать, какой у вас тип?

Спросите профессионального электрика всегда лучше, и вот два способа, которыми они могут помочь:

Первый - открыть коробку и посмотреть, сколько проводов находится внутри изоляции. Помните, что однофазная система имеет два провода. В трехфазной системе их четыре.

Другой способ - проверить напряжение. Если у вас трехфазная система, вы увидите показания 120 вольт между горячим проводом и заземляющим проводом.Между двумя горячими проводами вы увидите 206 вольт.

Если ваша система однофазная, вы будете измерять 120 вольт между горячим проводом и проводом заземления. Вы также увидите 240 вольт между двумя горячими проводами.

На SESCOS установлены фазеры

Надеемся, вам понравилось узнать о фазах и схемах.

В SESCOS мы работаем с электрическими системами всех типов и размеров. Среди наших клиентов местные жители, малый бизнес и крупные коммерческие предприятия. Свяжитесь с нами, если вам необходимо установить потолочный вентилятор, свет для парковки или резервный генератор для вашего промышленного предприятия.Независимо от того, живете ли вы или работаете в Лисбурге, Рестоне или Винчестере, вы можете рассчитывать на SESCOS для всех ваших электрических нужд.

Однофазный источник питания

Источник питания переменного тока

делится на две категории: однофазный источник питания и трехфазный источник питания. Для большинства промышленных и деловых предприятий используется трехфазный источник питания, поскольку здесь наблюдаются очень высокие нагрузки, тогда как в жилых домах, как правило, используется однофазное питание, поскольку общие нагрузки, требуемые домашними хозяйствами, меньше.Ниже мы концептуально обсудим однофазную систему питания.
Что такое «фаза» в электроэнергии? Фаза означает распределение нагрузки. В однофазном источнике питания по одному проводу подается один переменный ток, тогда как в трехфазной системе используется 3 провода, по которым протекает переменный ток с определенным временным сдвигом между волнами напряжения.
Однофазное питание - что это? Однофазная система питания переменного тока имеет пики напряжения при 90⁰ и 270⁰ с полным циклом при 360⁰ .Из-за этих пиков и провалов напряжения мощность не передается с постоянной скоростью. В однофазной системе есть один нейтральный провод и один провод питания, между которыми протекает ток. Циклические изменения величины и направления обычно изменяют поток тока и напряжения примерно 60 раз в секунду , в зависимости от конкретных потребностей системы.
Преимущества и использование однофазного источника питания переменного тока Однофазные блоки питания имеют широкий спектр применения.Нагрузки с ограниченной потребляемой мощностью до 1000 Вт наиболее эффективно использует однофазный источник питания переменного тока. Общие преимущества выбора однофазной системы включают:
  • Широкий спектр применений, использующих
  • Самый эффективный источник питания переменного тока до 1000 Вт
  • Меньшие затраты на проектирование
  • Меньшие затраты на разработку
Однофазные источники питания Применения однофазного питания включают следующее.
  • Этот блок питания подходит как для дома, так и для бизнеса.
  • Используется для подачи большого количества электроэнергии в дома, а также в непромышленные предприятия.
  • Этого блока питания достаточно для работы двигателей примерно до 5 лошадиных сил (л.с.) .
Примечание : Переключение с однофазного на трехфазное не приведет к увеличению платы за электроэнергию в счетах за электроэнергию. Таким образом, количество потребляемых единиц электроэнергии останется прежним (поскольку они зависят от мощности приборов, а не от подключения к электросети).
Однофазный или трехфазный источник питания для дома? Как выбрать? Лучше всего проконсультироваться с инженером-проектировщиком источников питания, который может дать соответствующие рекомендации по наиболее эффективному и экономичному варианту для конкретного проекта. Обычно для подключения к жилому дому не требуется трехфазного подключения, так как большинство бытовых приборов не являются тяжелыми нагрузками и не нуждаются в таком подключении. Но, если в доме есть тяжелая техника, то лучше перейти на трехфазное подключение.Трехфазное подключение предоставляется за дополнительную плату, поэтому, безусловно, необходимо оценить, действительно ли это требуется.

Распределительное устройство - однофазное и трехфазное распределительное оборудование




Когда электроэнергия распределяется в точку ее использования, она обычно бывает однофазным или трехфазным переменным. ток (AC) напряжение. Однофазное переменное напряжение распределяется по жилым домам. и небольшие коммерческие здания.Обычно трехфазное переменное напряжение составляет распространяется на предприятия и крупные коммерческие здания. Таким образом основные типы систем распределения электроэнергии - жилые (однофазные) и промышленные или коммерческие (трехфазные).

Важный аспект как однофазного, так и трехфазного распределения системы заземления. Два способа заземления, заземление системы и оборудование заземление, будет обсуждаться в этом разделе, наряду с замыканием на землю. защитная экипировка.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В этом разделе (Раздел 10) однофазное и трехфазное распределение электроэнергии системы обсуждаются. После изучения этого раздела вы должны иметь понимание следующих терминов:

  • Жилое распределение
  • Коммерческое распространение
  • Промышленное распределение
  • Однофазная двухпроводная система распределения
  • Однофазная трехпроводная распределительная система
  • Горячая линия
  • нейтральный
  • Системное заземление
  • Оборудование земли
  • Обозначение цвета изоляции
  • Подключение трехфазного трансформатора треугольник-треугольник
  • Подключение трехфазного трансформатора треугольником
  • Подключение трехфазного трансформатора звезда-звезда
  • Подключение трехфазного трансформатора звезда-треугольник
  • Подключение трехфазного трансформатора с открытым треугольником
  • Трехфазная трехпроводная система распределения
  • Трехфазный, трехпроводной, с системой распределения нейтрали
  • Трехфазная, четырехпроводная система распределения
  • «Дикая» фаза
  • Электрод заземления
  • Прерыватель замыкания на землю (GFI)
  • Защита тела от рук
  • Национальный электротехнический кодекс (NEC)
  • Осмотр электрооборудования
  • Падение напряжения в параллельной цепи
  • Филиал Цепи
  • Заземляющий провод
  • Кабель в неметаллической оболочке (NMC)
  • Кабель в металлической оболочке
  • Жесткий трубопровод
  • Электрические металлические трубки (EMT)

ОДНОФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Большая часть электроэнергии, производимой на электростанциях, производится как трехфазное переменное напряжение.Электроэнергия также передается в форма трехфазного напряжения по магистральным линиям электропередачи.

По назначению трехфазное напряжение может быть изменено на три отдельных однофазные напряжения для распределения по жилым помещениям.

Хотя однофазные системы используются в основном для электроснабжения жилых домов системы распределения, есть несколько промышленных и коммерческих приложений однофазных систем.Однофазное распределение мощности обычно возникает от трехфазных линий электропередач, поэтому системы электроснабжения способны питания как трехфазных, так и однофазных нагрузок от одной мощности линий. ИНЖИР. 1 показана типовая система распределения электроэнергии от силовой станции (источника) на различные однофазные и трехфазные нагрузки, которые подключены к системе.

РИС. 1. Типовая система распределения электроэнергии.


РИС.2. Однофазные системы распределения электроэнергии: (A) Однофазные, двухпроводная система, (B) Однофазная трехпроводная система (взятая из двух горячие линии), (C) Однофазная, трехпроводная система (взятая от одной горячей линия и одна заземленная нейтраль).

Однофазные системы могут быть двух основных типов - однофазные двухпроводные. системы или однофазные трехпроводные системы. Однофазный двухпроводной система показана на фиг. 2А (верхняя диаграмма). Эта система использует 10 кВ Трансформатор, вторичная обмотка которого вырабатывает однофазное напряжение, например, 120 или 240 вольт.Эта система имеет одну горячую линию и одну нейтральную линия.

В бытовых распределительных системах этот тип чаще всего использовался несколько лет назад обеспечивали работу при напряжении 120 вольт. Однако, поскольку мощность прибора требования возросли, потребность в системе с двумя напряжениями стала очевидной.

Для удовлетворения спроса на увеличение мощности в жилых помещениях однофазные трехпроводные система сейчас используется. Домашний служебный вход может питаться напряжением 120/240 вольт. энергии методами, показанными на фиг. 2B и 10 2C (в центре и внизу диаграммы).Каждая из этих систем получена от трехфазного источника питания. линия. Однофазная трехпроводная система имеет две горячие линии и нейтраль. линия. Горячие линии, изоляция которых обычно черная и красная, подключаются к внешним выводам вторичных обмоток трансформатора. Нейтральная линия (белый изолированный провод) подключается к центральному отводу. распределительного трансформатора. Таким образом, с нейтрального на любую горячую линию, Может быть получено 120 вольт для освещения и малой мощности.

По горячим линиям подается 240 вольт для повышенных требований к мощности.

Следовательно, текущая потребность в крупномасштабном энергоемком оборудовании сокращается вдвое, так как используется 240 вольт, а не 120 вольт. Либо однофазная двухпроводная или однофазная трехпроводная система может использоваться для подачи однофазного питания для промышленного или коммерческого использования. Однако эти однофазные системы в основном предназначены для бытового электроснабжения. распространение.

ТРЕХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

Поскольку промышленные предприятия и коммерческие здания используют преимущественно трехфазное питание, они полагаются на трехфазные распределительные системы для подачи этой энергии. Большие трехфазные распределительные трансформаторы обычно располагаются на подстанциях. рядом с промышленными предприятиями или коммерческими зданиями.

Их цель - подавать правильное напряжение переменного тока, чтобы требования к нагрузке.Напряжения переменного тока, которые передаются в распределительную подстанции находятся под высоким напряжением, которое необходимо понизить на три фазы трансформаторы.


РИС. 3. Основные способы подключения трехфазного трансформатора: (A) соединение дельта-треугольник, (B) соединение треугольник-звезда, (C) соединение звезда-звезда соединение, (D) соединение звезда-треугольник и (E) соединение разомкнутый треугольник.

Подключение трехфазного трансформатора

Есть пять способов, которыми первичная и вторичная обмотки возможно подключение трехфазных трансформаторов.Это дельта-дельта, соединения "треугольник", "звезда-звезда", "звезда-треугольник" и "открытый треугольник". Эти основные методы показаны на фиг. 3. Соединение дельта-дельта. (Рис. 3A) используется для некоторых приложений с более низким напряжением.

Метод «треугольник-звезда» (фиг. 3B) обычно используется для повышения напряжения, поскольку вольт-амперная характеристика вторичной обмотки, соединенной звездой, приводит к с присущим ему повышающим фактором в 1,73 раза. Соединение звезда-звезда фиг.3C обычно не используется, в то время как метод звезда-дельта (фиг. 3D) можно выгодно использовать для понижения напряжения. Открытая дельта соединение (фиг. 3E) используется в случае повреждения одной обмотки трансформатора, или выведен из эксплуатации. Трансформатор по-прежнему будет трехфазным. мощность, но при меньшем токе и мощности. Эта связь может также желательно, когда полная мощность трех трансформаторов не нужно на потом.Два идентичных однофазных трансформатора могут использоваться для подачи питания на нагрузку до третьего трансформатор необходим для удовлетворения повышенных требований к нагрузке.

Типы трехфазных систем

Трехфазные системы распределения электроэнергии, обеспечивающие питание промышленных и коммерческие здания, классифицируются по количеству фаз и количество необходимых проводов. Эти системы, показанные на фиг. 4, являются трехфазная трехпроводная система, трехфазная трехпроводная система с нейтраль и трехфазная четырехпроводная система.Подключение первичной обмотки здесь не рассматривается. Трехфазная трехпроводная система, показанная на ИНЖИР. 4A, может использоваться для питания нагрузки двигателя 240 или 480 вольт. Его основным недостатком является то, что он подает только один вольт, так как только К нагрузке подведены три горячие линии.

Обычный код цвета изоляции для этих трех горячих линий - черный, красный или синий, как указано в NEC.


РИС. 4. Промышленные системы распределения электроэнергии: (A) трехфазные, трехпроводные. система, (B) трехфазная, трехпроводная система с нейтралью, (C) трехфазная, четырехпроводная система.

Недостатком трехфазной трехпроводной системы может быть частично за счет добавления одной обмотки с центральным отводом, как показано в трехфазном трехпроводная система с нейтралью по фиг. 4Б. Эта система может использоваться как питание на 120/240 вольт или 240/480 вольт. Если предположить, что это используется для питания 120/240 вольт, напряжение от горячей линии в точке 1 и горячая линия в точке 2 к нейтрали будет 120 вольт, потому что обмотки с центральным отводом.

Тем не менее, 240 В по-прежнему будут доступны на любых двух горячих линиях. Нейтральный провод имеет цветовую маркировку с белой или серой изоляцией. В Недостатком этой системы является то, что при замене проводки она можно подключить нагрузку 120 вольт между нейтралью и точкой 3 (иногда называют «дикой» фазой). Напряжение присутствует здесь будет комбинация трехфазных напряжений между точками 1 и 4 и пункты 1 и 3.Это будет напряжение более 300 вольт! Хотя ситуация "дикой фазы" существует, эта система способен питать нагрузки как большой мощности, так и нагрузки низкого напряжения, например, используются для освещения и небольшого оборудования.

Наиболее широко используемой трехфазной системой распределения электроэнергии является трехфазная четырехпроводная система. Эта система, показанная на фиг. 4C, обычно поставляет 120/208 вольт и 277/480 вольт для требований промышленной или коммерческой нагрузки.Здесь проиллюстрирована система на 120/208 вольт. От нейтрального до любого горячего линии, можно получить 120 вольт для освещения и маломощных нагрузок. Через любые две горячие линии, 208 вольт для питания двигателей или других мощные нагрузки. Самая популярная система для промышленных и коммерческих Распределение питания - это система на 277/408 вольт, которая способна обеспечить как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Система 240/416 вольт иногда используется для промышленных нагрузок, в то время как система на 120/208 вольт часто используется для подземного распространения в городских районах.Обратите внимание, что эта система на основании характеристик напряжения трехфазного соединения звездой, и что соотношение VL = VP × 1,73 существует для каждого приложения этой системы.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Концепция заземления в системе распределения электроэнергии очень важно. Системы распределения должны иметь непрерывную бесперебойную работу. основания. Если заземленный провод разомкнут, то земля больше не функциональный.В условиях открытого грунта могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью. и вызвать ненормальную работу системы.

Распределительные системы должны быть заземлены на подстанциях, а в конце линий электропередач до подачи питания на нагрузку. Заземление необходим на подстанциях для безопасности населения и энергетики обслуживающий персонал компании. Заземление также дает точки для соединения нейтрали трансформатора для заземления оборудования. Безопасность и оборудование Основания будут рассмотрены более подробно позже.

На подстанциях все внешние металлические части должны быть заземлены, а все трансформатор, автоматический выключатель и корпуса переключателей должны быть заземлены. Также металлические заборы и любой другой металл, входящий в состав подстанции. конструкция должна быть заземлена. Заземление гарантирует, что любое лицо, прикосновение к любой из металлических частей не вызовет поражения электрическим током. Следовательно, если линия высокого напряжения вступит в контакт с любым из заземленные части, система будет открыта защитным оборудованием.Таким образом, существенно снижается опасность появления высоких напряжений на подстанциях. заземлением. Фактическое заземление выполняется сваркой, пайкой, или привинчивание проводника к металлическому стержню или стержню, который затем физически помещен в землю. Это стержневое устройство называется заземляющим электродом. Правильные методы заземления необходимы для безопасности, а также для производительность схемы. Есть два типа заземления: (1) заземление системы, и (2) заземление оборудования.Другой важный фактор заземления - это замыкание на землю. защитная экипировка.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ СИСТЕМЫ

Заземление системы включает фактическое заземление токоведущей проводник (обычно называемый нейтралью) системы распределения электроэнергии.

Трехфазные системы могут быть звездообразными или треугольными. Система звезды имеет очевидное преимущество перед дельта-системой, так как одна сторона каждого фазная обмотка подключена к земле.Мы определим землю как ссылку точка нулевого напряжения, которая обычно является фактическим подключением на землю. Общие выводы звездообразной системы при подключении к земле, стать нейтральным проводником трехфазного четырехпроводного система.

Дельта-система не поддается заземлению, так как она не имеет общей нейтрали. Проблема замыканий на землю (линейный замыкания на землю), возникающих в незаземленных системах треугольника, намного больше чем в звездообразных системах.Распространенный метод заземления дельта-системы - использовать соединение трансформатора звезда-треугольник и заземлить общие клеммы первичной обмотки, соединенной звездой. Тем не менее, звездообразная система теперь используется больше. часто для промышленного и коммерческого распределения, так как вторичный легко заземляется и обеспечивает защиту от перенапряжения от молнии или шорты на землю.

Однофазные системы на 120/240 В или 240/480 В заземлены в аналогично трехфазному заземлению.Нейтраль однофазной трехпроводная система заземляется металлическим стержнем (заземляющим электродом), приводимым в действие в землю в месте расположения трансформатора. Провода заземления системы изолированы белым или серым материалом для облегчения идентификации.

Заземление оборудования

Второй тип заземления - это заземление оборудования, которое, как термин подразумевает, размещает рабочее оборудование с потенциалом земли. Проводник для этой цели используется либо неизолированный провод, либо зеленый изолированный провод. провод.NEC описывает условия, требующие фиксированного электрического оборудования. быть заземленным. Обычно все стационарное электрооборудование, расположенное в промышленных заводы или коммерческие здания должны быть заземлены. Типы оборудования которые должны быть заземлены, включая корпуса для коммутации и защиты оборудование для управления нагрузкой, корпуса трансформаторов, корпуса электродвигателей, и стационарное электронное испытательное оборудование. Промышленные предприятия должны использовать 120 вольт, однофазные дуплексные розетки заземленного типа для всех переносных инструменты.Заземление этих розеток можно проверить с помощью плагин-тестер.

ЗАЩИТА ОТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Прерыватели замыкания на землю (GFI) широко используются в промышленности, коммерческие и жилые системы распределения электроэнергии. Требуется NEC, что все 120-вольтовые, однофазные, 15- или 20-амперные розетки розетки, установленные на улице или в ванных комнатах, имеют замыкание на землю к ним подключены прерыватели.Эти устройства также называют защитой от замыканий на землю. прерыватели цепи (GFCI).

GFI Operation

Эти устройства разработаны таким образом, чтобы исключить опасность поражения электрическим током. от людей, контактирующих с горячей линией переменного тока (линия-земля короткая). Прерыватель цепи предназначен для определения любых изменений в цепи. условий, например, при коротком замыкании на землю.

Один из типов GFI имеет провода управления, проходящие через магнитный тороидальный петля (см. фиг.5). Обычно переменный ток, протекающий через два проводники внутри петли равны по величине и противоположны по направлению. Любое изменение этого равного и противоположного состояния воспринимается магнитным тороидальная петля. При коротком замыкании на землю мгновенное происходит изменение условий цепи. Изменение вызывает магнитное поле индуцировать в тороидальную петлю. Наведенный ток усиливается до уровня, достаточного для размыкания механизма выключателя.Таким образом, любое замыкание линии на землю вызовет прерыватель замыкания на землю. открыть.

Скорость работы GFI настолько высока, что опасность поражения электрическим током людей сильно сокращается, так как только минутный ток открывает цепь.


РИС. 5. Упрощенная схема прерывателя замыкания на землю

Приложения GFI

Требуются строительные площадки, на которых устраивается временная проводка использовать GFI для защиты работников, использующих электрооборудование.Защита от замыканий на землю частных лиц и коммерческого оборудования должна Предусмотрены для систем с соединением звездой от 150 до 600 вольт на каждую распределительный щит, рассчитанный на более 1000 ампер. В этой ситуации, GFI откроет все незаземленные проводники на щитке, когда замыкание на землю. Теперь GFI используются для всех типов жилых домов, коммерческое и промышленное применение.

Типы систем защиты от замыканий на землю

Используются четыре основных типа систем защиты от замыканий на землю. сегодня.Это: больничные приложения, жилые помещения, моторные приложения защиты и специальное распределение электроэнергии системные приложения. Эти системы защиты от замыканий на землю можно разделить на по тому, что они должны защищать, или по типу защиты, которую они должны предоставлять. Разработаны приложения для больниц и жилых помещений для защиты людей от чрезмерного удара. Двигатель и электрическая мощность приложения предназначены для защиты электрического оборудования.

Другой метод классификации - в зависимости от силы тока. требуется перед срабатыванием системы охранной сигнализации или отключением электрического цепь происходит. Типичные значения тока, вызывающие срабатывание сигнализации или отключение для активации 0,002 ампера (2 мА) для больничных приложений, 0,005 ампер (5 мА) для жилых помещений, от 5 до 100 ампер для защиты двигателя схемы применения и от 200 до 1200 ампер для распределения электроэнергии применение оборудования.

Необходимость защиты от замыканий на землю

Чтобы понять необходимость прерывателя цепи замыкания на землю (для защиты людей) сначала необходимо понять некоторые основные факты.

Эти факты относятся как к людям, так и к замыканиям на землю.

Важным фактом является то, что сопротивление тела человека зависит от количество влаги, присутствующей на коже, мышечная структура тело, и напряжение, которому подвергается тело.Эксперименты Показано, что сопротивление тела из одной руки в другую немного где от 1000 до 4000 Ом. Эти оценки основаны на нескольких предположения относительно влажности и мышечной структуры. Мы также знаем что сопротивление тела (из рук в руки) ниже для более высокого напряжения возрастов. Это связано с тем, что более высокое напряжение способно "сломать" вниз »внешние слои кожи. Таким образом, более высокое напряжение более опасно.

Мы можем использовать закон Ома, чтобы оценить, что типичный результирующий ток от среднего сопротивления тела (из рук в руки) около 115 мА при 240 В переменного тока и около 40 мА при 120 В переменного тока. Эффекты 60 Гц AC на теле человека принято принимать, как указано в ТАБЛИЦЕ. 1.

Фибрилляция желудочков - это аномальный паттерн сокращения сердце. Как только возникает фибрилляция желудочков, она будет продолжаться и смерть произойдет в течение нескольких минут.Реанимационные методы, если они применяются немедленно, может спасти жертву. Смерть от поражения электрическим током из-за высокого процента смертей, происходящих дома и на производстве. Многие из этих смертей происходят из-за контакта с цепями низкого напряжения (600 вольт и ниже), в основном системы на 120 и 240 вольт.

=========

ТАБЛИЦА 1. Реакция тела на переменный ток

Величина воздействия тока на тело 1 мА или меньше Нет ощущений (не ощущается).

Более 5 мА Болезненный шок.

Более 10 мА Мышечные сокращения; может вызвать "замораживание" электрическая схема для некоторых людей.

Более 15 мА Сокращения мышц; может вызвать "замораживание" электрическая схема для большинства людей.

Более 30 мА затрудненное дыхание; может вызвать потерю сознания.

от 50 до 100 мА Возможна фибрилляция желудочков сердца.

От 100 до 200 мА Фибрилляция желудочков сердца определена.

Более 200 мА Сильные ожоги и мышечные сокращения; сердце больше склонен к прекращению биений, чем к фибрилляции.

1 ампер и выше: необратимое повреждение тканей тела.

========

Защита от замыканий на землю для дома

Прерыватели замыкания на землю для дома бывают трех типов: (1) контурные. прерыватель, (2) розетки и (3) вставные типы. Защита от замыканий на землю устройства построены в соответствии со стандартами, разработанными Андеррайтером. Лаборатории.Автоматические выключатели GFI сочетают в себе защиту от замыканий на землю. и прерывание цепи при той же перегрузке по току и коротком замыкании защитное оборудование, как и стандартный автоматический выключатель. Схема GFI автоматический выключатель занимает то же место, что и стандартный автоматический выключатель. Он обеспечивает такую ​​же защиту проводки ответвленной цепи, что и стандартный автоматический выключатель, а также защита от замыканий на землю. Чувство GFI система непрерывно контролирует текущий баланс в незаземленных (горячих) провод и заземленный (нейтральный) провод.Ток в нейтрали провод становится меньше тока в горячем проводе при замыкании на землю развивается. Это означает, что часть тока в цепи возвращается заземлить другим способом, кроме нейтрального провода. Когда дисбаланс при возникновении тока датчик (трансформатор дифференциального тока) отправляет сигнал на твердотельную схему, который активирует механизм отключения. Это действие открывает горячую линию. Дифференциальный ток всего 5 мА приведет к тому, что датчик отправит сигнал неисправности и вызовет автоматический выключатель чтобы прервать цепь.

Обычно розетки GFI обеспечивают защиту от замыканий на землю на 120-, Системы переменного тока на 208 или 240 вольт. Розетки GFI бывают на 15 и 20 ампер. конструкции. 15-амперный блок имеет конфигурацию розетки для использования с Только вилки на 15 ампер. Устройство на 20 ампер имеет конфигурацию розетки для использования с 15- или 20-амперными вилками. Эти розетки GFI имеют подключения для проводов под напряжением, нейтрали и заземления. Все розетки GFI имеют двухполюсный механизм отключения, который отключает как горячий, так и подключения нейтральной нагрузки в момент возникновения неисправности.

Вставные розетки GFI обеспечивают защиту путем подключения к стандартной настенная розетка. Некоторые производители предлагают устройства, которые тоже двух- или трехпроводные розетки. Главное преимущество этого типа единицы заключается в том, что ее можно перемещать из одного места в другое.

Защита от замыканий на землю для распределительного оборудования

Замыкания на землю могут вывести из строя электрооборудование, если продолжить работу.Междуфазные короткие замыкания и некоторые типы замыканий на землю обычно высокий ток. Обычно с ними справляются обычные защитное оборудование от сверхтоков. Однако некоторые замыкания на землю вызывают эффект искрения из-за относительно небольших токов, которые недостаточно велики для срабатывания обычных защитных устройств. Электрическая дуга может вызвать ожоги. оборудование. Система с напряжением 480 или 600 вольт более восприимчива к образованию дуги. старше, чем система на 120, 208 или 240 вольт, потому что более высокие напряжения выдерживают эффект искрения.Быстро обнаруживаются сильноточные неисправности обычными устройствами максимального тока. Должны быть обнаружены слаботочные значения компанией GFIs.

Замыкания на землю, вызывающие искрение в оборудовании, вероятно, самые частые неисправности. Они могут возникнуть в результате повреждения или порчи. изоляция, грязь, влага или неправильные соединения. Они обычно случаются между одним токоведущим проводом и заземленным корпусом оборудования, кабелепроводом, или металлический корпус.Напряжение между фазой и нейтралью источника вызовет ток, протекающий в горячем проводнике, по пути дуги и обратно через наземный путь. Импеданс проводника и заземления путь (корпус, кабелепровод или корпус) зависит от многих факторов. Как В результате невозможно предсказать значение тока повреждения. Это также может увеличить или уменьшаются по мере продолжения неисправности.

Очевидно, что многие факторы влияют на величину, продолжительность, и эффект дугового замыкания на землю.Некоторые условия вызывают большой количество тока повреждения, в то время как другие ограничивают ток повреждения относительно немного. Величина дугового тока и время, в течение которого дуга сохраняется может нанести очень большой ущерб оборудованию. Наверное, важнее фактор - это период времени дугового напряжения, так как чем дольше время дуги, тем больше вероятность того, что дуги распространятся на разные области внутри оборудования.

Реле заземления - это один из методов защиты оборудования от замыкания на землю.Ток протекает через нагрузку или короткое замыкание по горячим и нейтральные проводники и возврат к источнику на этих проводниках-а, в некоторой степени по наземной дорожке. Нормальный ток заземления очень маленький. Следовательно, практически весь ток, текущий из источник также возвращается по той же горячей линии и нейтральным проводникам. Однако, если происходит замыкание на землю, ток заземления увеличивается. до точки, где ток уйдет через неисправность и вернется через наземный путь.

В результате ток возвращается по токоведущему и нейтральному проводникам. меньше, чем выходящая сумма. Разница указывает на количество тока в пути заземления. Реле, которое это чувствует разность токов, может действовать как устройство защиты от замыканий на землю.

Защита электродвигателей от замыканий на землю

Системы защиты двигателей обеспечивают защиту в диапазоне от 5 до 100 ампер.Этот тип системы защиты от замыканий на землю обеспечивает защиту от замыкания на землю как в однофазных, так и в трехфазных системах. Многие отказы системы изоляции начинаются с небольшого тока утечки, который накапливается со временем, пока не возникнет повреждение. Эти системы защиты от замыканий на землю обнаруживать токи утечки на землю, пока они еще малы, и, таким образом, предотвратить серьезное повреждение двигателей.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОПРОВОДОВ ДЛЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Схема электропроводки систем распределения электроэнергии может быть очень сложный.При подключении необходимо учитывать множество факторов. дизайн системы распределения, установленной в здании. Электропроводка стандарты указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC), который опубликовано Национальной ассоциацией электрозащиты (NEP А). NEC, местные стандарты электропроводки и правила проверки электрооборудования следует принимать во внимание при проектировании электропроводки. рассмотрение.

Существует несколько соображений по проектированию проводки распределительной системы. которые специально указаны в NEC.В этом разделе мы будем занимается расчетом падения напряжения, проектированием ответвлений, фидерной цепью дизайн и дизайн систем заземления.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) Используйте

NEC устанавливает минимальные стандарты для электропроводки в Соединенные Штаты. Стандарты, содержащиеся в NEC, соблюдаются, поскольку включены в различные городские и общественные постановления, касающиеся с электропроводкой в ​​жилых домах, на промышленных предприятиях и в коммерческих здания.Таким образом, эти местные постановления соответствуют стандартам изложено в НЭК.

В большинстве регионов США лицензия должна быть получена любым человек, занимающийся электромонтажом. Обычно нужно пройти тест управляется городом, округом или штатом, чтобы получить это лицензия.

Эти тесты основаны на местных постановлениях и NEC. Правила для электрическая проводка, установленная местной электросетью компании также иногда включаются в лицензионный тест.

Осмотр электрооборудования

При строительстве новых зданий их необходимо проверять, чтобы убедиться, что электропроводка соответствует нормам местных постановлений, NEC и местная энергетическая компания. Организация, поставляющая Электроинспекторы варьируются от одного населенного пункта к другому. Обычно местная энергетическая компания может посоветовать людям, с кем связаться для получения информации об электрических обследованиях.

Падение напряжения в электрических проводниках

Хотя сопротивление электрических проводников очень низкое, длина провода может вызвать значительное падение напряжения. Это проиллюстрировано на фиг. 6. Помните, что падение напряжения - это ток, умноженный на сопротивление. (I × R). Следовательно, всякий раз, когда через систему протекает ток, напряжение капля создается. В идеале падение напряжения, вызванное сопротивлением проводника будет очень мало.

Однако более длинный отрезок электрического проводника имеет большее сопротивление. Поэтому иногда необходимо ограничить расстояние, на котором проводник может распространяться от источника питания до нагрузки, которую он питает. Много типы нагрузок не работают должным образом, когда значение меньше полного имеется напряжение источника.

Также на РИС. 6 видно, что по мере увеличения падения напряжения (VD) напряжение, приложенное к нагрузке (VL), уменьшается.Как ток в системе увеличивается, VD увеличивается, вызывая уменьшение VL, так как напряжение источника остается такой же.

ТАБЛИЦА 2. Размеры медных и алюминиевых проводников


РИС. 6. Падение напряжения в электрической цепи

Расчет падения напряжения с использованием таблицы проводников

При проектировании электропроводки важно уметь для определения величины падения напряжения, вызванного сопротивлением проводника.

ТАБЛИЦА 2 используется для выполнения этих расчетов. NEC ограничивает сумму падения напряжения, которое может иметь система. Это означает, что длинные серии проводников обычно следует избегать. Помните, что дирижер с большая площадь поперечного сечения вызовет меньшее падение напряжения, поскольку его сопротивление меньше.

Чтобы лучше понять, как определить размер необходимого проводника Чтобы ограничить падение напряжения в системе, мы рассмотрим пример проблемы.

Пример задачи:

Дано: 200-амперная нагрузка, расположенная в 400 футах (121,92 метра) от 240-вольтной однофазный источник. Ограничьте падение напряжения до 2 процентов от источника.

Находка: размер правого медного проводника, необходимый для ограничения напряжения. падение системы.

Решение:

1. Допустимое падение напряжения составляет 240 В, умноженное на 0,02 (2%). Эта равно 4.8 вольт.

2. Определите максимальное сопротивление для 800 футов (243,84 метра). Эта эквивалентно 400 футов (121,92 метра) × 2, поскольку есть два токопроводящие жилы для однофазной системы.

3. Определите максимальное сопротивление для 1000 футов (304,8 метра) дирижер.

4. Используйте ТАБЛИЦУ 2, чтобы найти сечение медного проводника, у которого сопротивление постоянному току (DC) (Ом на 1000 футов) значение, равное до или меньше значения, рассчитанного в пункте 3 выше.Выбранный дирижер размер проводника 350 MCM, RH Медь.

5. Проверьте этот провод по таблице допустимых значений тока, чтобы убедиться, что он достаточно большой, чтобы выдерживать 200 ампер. ТАБЛИЦА 3 показывает, что 350 MCM, Правый медный проводник выдерживает ток 310 ампер; поэтому используйте Проводники 350 MCM. (Всегда не забывайте использовать самый большой проводник, если Шаги 4 и 5 дают противоречивые значения.)

6. Если сила тока больше, чем указано в таблицах, используйте больше, чем один провод такого же размера для проектных расчетов.

ТАБЛИЦА 3. Значения амплитуды проводов в дорожке качения или кабеле (3 или меньше)

Альтернативный метод расчета падения напряжения

В некоторых случаях более простой метод определения сечения проводника для ограничение падения напряжения заключается в использовании одной из следующих формул для найдите площадь поперечного сечения (см) проводника.

... где:

p = удельное сопротивление из ТАБЛИЦЫ 2

I = ток нагрузки в амперах,

VD = допустимое падение напряжения, а

d = расстояние от источника до груза в футах.

Пример задачи, приведенный для однофазной системы в предыдущем раздел можно настроить следующим образом:

Следующий по величине размер - провод 350 MCM.

РАЗРАБОТКА ОТВЕТСТВЕННОЙ ЦЕПИ

Ответвленная цепь определяется как цепь, идущая от последнего устройство защиты от перегрузки по току энергосистемы. Ответвительные цепи, согласно NEC, их мощность составляет 15,20,30,40 или 50 ампер.Нагрузки более 50 ампер не будут подключены к ответвленной цепи.

В NEC существует множество правил, применимых к проектированию ответвленных цепей.

Следующая информация основана на NEC. Во-первых, каждая схема должны быть спроектированы таким образом, чтобы исключить случайное короткое замыкание или заземление. вызвать повреждение любой части системы. Затем предохранители или автоматические выключатели должны использоваться как устройства защиты от перегрузки по току параллельной цепи. Должен короткое замыкание или заземление, защитное устройство должно открыть и прервать прохождение тока в ответвленной цепи.Один важный Согласно правилу NEC, провод № 16 или № 18 (удлинитель) может быть отключен. от проводов № 12 или № 14, но не от проводников больше, чем № 12. Это значит, что удлинитель провода № 16 не должен быть подключенным к розетке с проводом № 10. Ущерб меньше провода (из-за эффекта нагрева) до того, как устройство максимального тока сможет open устраняется применением этого правила. Цепи освещения единые из наиболее распространенных типов ответвлений.Обычно они либо Схемы на 15 или 20 ампер.

Максимальный номинал отдельной нагрузки (например, переносной подключен к параллельной цепи) составляет 80 процентов тока параллельной цепи рейтинг. Следовательно, на 20-амперную схему не может быть одной нагрузки. который потребляет более 16 ампер. Если нагрузка постоянно подключена прибора, его текущий рейтинг не может превышать 50 процентов от емкость ответвительной цепи - если подключены переносные приборы или фонари к той же схеме.

Падение напряжения в ответвленных цепях

Ответвительные цепи должны быть спроектированы так, чтобы подавалось достаточное напряжение. подключены ко всем частям схемы. Расстояние, на которое ответвление цепи может выходить из источника напряжения или панели распределения питания, поэтому ограничено. Падение напряжения на 3 процента указывается NEC как максимально допустимый для параллельных цепей в электропроводке дизайн.

Метод расчета падения напряжения в параллельной цепи: пошаговый процесс, который иллюстрируется следующей задачей.Обратитесь к принципиальной схеме, представленной на фиг. 7.

Пример задачи:

Дано: 120-вольтная 15-амперная ответвленная цепь питает нагрузку, состоящую из четырех ламп. Каждая лампа потребляет от источника ток 3 ампера.

Лампы расположены на расстоянии 10 футов (3,05 метра) от источника питания. распределительный щит.

Найти: напряжение на лампе номер 4.

Решение:

1.Найдите сопротивление для 20 футов (6,1 м) проводника (такое же как для 10-футового проводника × 2). Медный провод №14 применяется на 15 ампер. ответвленные цепи. Из ТАБЛИЦЫ 2 мы находим, что сопротивление 1000 футов (304,8 метра) медного провода № 14 составляет 2,57 Ом. Следовательно, сопротивление 20 футов провода составляет: [не показано]


РИС. 7. Схема для расчета падения напряжения в ответвленной цепи

Обратите внимание, что напряжение на лампе номер 4 значительно снижено. от значения источника 120 В из-за падения напряжения в проводниках.Также обратите внимание, что сопротивления, используемые для расчета падений напряжения представлены оба провода (горячий и нейтральный) ответвленной цепи. Обычно 120-вольтовые параллельные цепи не могут превышать 100 футов (30,48 метра). от распределительного щита. Предпочтительное расстояние - 75 футов. (22,86 метра). Падение напряжения в проводниках параллельной цепи может быть уменьшается за счет уменьшения длины цепи или использования большего проводники.

При проектировании электропроводки жилых помещений падение напряжения во многих отраслях схемы сложно рассчитать, так как осветительные и переносные розетки приборов размещаются в одних и тех же цепях.поскольку переносная техника и "вставные" фонари используются не все Время падения напряжения будет варьироваться в зависимости от количества огней и используемая техника.

Эта проблема обычно не встречается в промышленных или коммерческих схема подключения светильников, так как осветительные блоки обычно больше и постоянно устанавливаются в ответвленных цепях.

Электропроводка ответвленной цепи

Ответвительная цепь обычно состоит из кабеля с неметаллической оболочкой, который подключается к распределительному щиту.Каждая ответвленная цепь, которая подключен к распределительному щиту, защищен предохранителем или автоматический выключатель.

На силовой панели также есть главный выключатель, который управляет всем ответвлением. цепи, которые к нему подключены.


РИС. 8. Схема распределительного щита на однофазный, трехпроводная ветвь

Однофазные ответвительные цепи

Схема однофазного трехпроводного (120/240 В) распределения питания панель показана на фиг.8. Обратите внимание, что восемь цепей на 120 В и одна 240-вольтовая цепь доступны от силовой панели. Этот тип системы используется в большинстве домов, где несколько 120-вольтных параллельных цепей и, как правило, требуются три или четыре ответвления на 240 вольт. Обратите внимание на фиг. 8, что на каждой горячей линии есть автоматический выключатель, а на нейтральная линия подключается непосредственно к ответвленным цепям. Нейтралы должны никогда не открываться (плавиться). Это мера безопасности при электромонтаже. дизайн.

Трехфазные ответвительные цепи

Схема трехфазного четырехпроводного (120/208 В) распределения питания панель показана на фиг. 9. Есть три однофазных 120-вольтовых ветви показаны две трехфазные 208-вольтовые цепи. Однофазный филиалы сбалансированы (по одной горячей линии от каждого филиала). Каждая горячая линия имеет индивидуальный автоматический выключатель. Необходимо подключить трехфазные линии. так что перегрузка в ответвленной цепи вызовет все три линии открыть.Это достигается с помощью трехфазного автоматического выключателя, который расположен внутри, как показано на фиг. 9.


РИС. 9. Схема распределительного щита для трехфазной, четырехпроводной ответвленная цепь.

СООБРАЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ КОНТУРА ПИТАТЕЛЯ

Цепи фидера используются для распределения электроэнергии для распределения энергии панели. Многие фидерные цепи простираются на очень большие расстояния; следовательно, Падение напряжения необходимо учитывать при проектировании цепи фидера.В высшем в цепях фидера снижается падение напряжения. Однако многие Для цепей фидера с низким напряжением требуются проводники большого диаметра для обеспечения допустимый уровень падения напряжения. Сильноточные фидерные цепи также представляют проблему с точки зрения массивной защиты от перегрузки, которая иногда требуется. Эта защита обычно обеспечивается системным распределительным устройством. или центры нагрузки, где берут начало фидерные цепи.


РИС.10. Схема трехфазного выключателя

Определение размера контуров подачи

Величина тока, которую должна выдерживать фидерная цепь. зависит от фактической нагрузки, необходимой для распределения мощности параллельной цепи панели, которые он поставляет. Каждая распределительная панель будет иметь отдельный фидерный контур. Также каждая фидерная цепь должна иметь свою перегрузку. охрана.

Следующая задача - это пример расчета размера питателя. цепь.

Пример задачи:

Дано: подключены три люминесцентных светильника мощностью 15 кВт к трехфазной, четырехпроводной (277/480 вольт) системе. Блоки освещения имеют коэффициент мощности 0,8.

Найдите: необходимый размер алюминиевых фидерных проводов THW для обеспечения этой нагрузки.

Решение:

1. Найдите линейный ток:

PT

IL = ------- 1.73 × ВЛ × пф

45 000 Вт

= --------- 1,73 × 480 В × 0,8

= 67,74 ампера

2. Из ТАБЛИЦЫ 3 мы находим, что размер проводника, который выдерживает 67,74 Ампер тока - это алюминиевый провод № 3 AWG THW.

Расчет падения напряжения для цепей фидера

При проектировании цепи фидера необходимо учитывать падение напряжения на проводнике. Падение напряжения в цепи фидера должно быть как можно ниже. так что максимальная мощность может быть доставлена ​​к нагрузкам, подключенным к система подачи.NEC допускает падение напряжения не более 5%. совмещение ответвления и фидерной цепи; однако 5-процентное напряжение уменьшение представляет собой значительную потерю мощности в цепи. Мы можем рассчитать потери мощности из-за падения напряжения как V2 / R, где V2 - падение напряжения цепи, а R - сопротивление проводников цепи.

Расчет сечения фидера аналогичен расчету для ответвления. падение напряжения в цепи.Размер жилы должен быть достаточно большим. чтобы: (1) иметь требуемую допустимую нагрузку и (2) поддерживать падение напряжения ниже указанный уровень. Если второе требование не выполняется, возможно, потому что длинной фидерной цепи выбираемые проводники должны быть больше, чем требуется рейтинг допустимой нагрузки. Следующая проблема иллюстрирует расчет сечения фидера по падению напряжения в однофазная схема.

Пример задачи:

Дано: взрывозащищенная однофазная 240-вольтовая нагрузка на заводе рассчитана на 85 кг. Вт.Питатели (две горячие линии) будут иметь длину 260 футов (79,25 метра). медной жилы RHW. Максимально допустимое падение напряжения на проводе составляет 2 процента.

Найдите: требуемый размер фидера.

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD =% × нагрузка

= 0,02 × 240

= 4,8 вольт

2. Найдите ток, потребляемый нагрузкой.

Мощность

I = ---- Напряжение

85 000

= --- 240

= 354,2 ампера

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу дано для определения площади поперечного сечения проводника в однофазном систем, которые ранее были приведены в «Альтернативном методе расчета падения напряжения »п.

см / дюйм = p × I × 2d

----- VD

10.4 × 354,2 × 2 × 260

= ---------- 4,8

= 399 065,33 см

4. Определите сечение фидера. Следующий провод большего размера в ТАБЛИЦЕ 2 также 400 млн м3. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы увидите, что 400 Медный провод MCM RHW выдерживает 335 ампер. Это меньше, чем требуется 354,2 ампера, поэтому используйте следующий больший размер - 500 Проводник МСМ.

Размер жилы для трехфазной фидерной цепи определяется в аналогичным образом.В этой задаче размер кормушки будет определяться на основу цепи падения напряжения.

Пример задачи:

Дано: ex 480-вольтовая, трехфазная, трехпроводная (треугольник) цепь фидера обеспечивает сбалансированную нагрузку 45 киловатт в коммерческое здание. Загрузка работает с коэффициентом мощности 0,75. Питающий контур (три горячие линии) будет длиной 300 футов (91,44 метра) из правого медного проводника. В максимальное падение напряжения составляет 1 процент.

Найдите: требуемый размер фидера (исходя из падения напряжения в цепи).

Решение:

1. Найдите максимальное падение напряжения в цепи.

VD = 0,01 × 480

= 4,8 вольт

2. Найдите линейный ток, потребляемый нагрузкой.

IL = ------ 1,73 × V × pf

45000 Вт = ------- 1,73 × 480 × 0,75

= 72.25 ампер

3. Найдите минимальную требуемую площадь проводника в миле. Используйте формулу для нахождения cmil в трехфазных системах, что было дано в более ранней раздел.

p × I × 1,73 d

см = ------ VD

10,4 × 72,25 × 1,73 × 300

= ----------- 4,8

= 81 245 см

4. Определите сечение фидера. Ближайший и следующий по размеру размер проводника в ТАБЛИЦЕ 3 - No.1 AWG. Посмотрите ТАБЛИЦУ 3, и вы видите, что медный провод № 1 AWG RH выдержит ток 130 ампер, больше требуемых 72,25 ампер. Поэтому используйте медь № 1 AWG RH. проводники для фидерной цепи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Обсуждение вопросов заземления при проектировании электропроводки. ранее. Еще одна необходимость при проектировании электропроводки - это определение размера необходимого в цепи заземляющего проводника.Все схемы, которые работать при 150 вольт или меньше должен быть заземлен; поэтому все жилые электрические системы должны быть заземлены. Системы высокого напряжения, используемые в промышленные и коммерческие здания имеют требования к заземлению, которые определены NEC и местными правилами. Земля на службе вход в здание обычно представляет собой металлическую водопроводную трубу, которая идет непрерывно, под землей, или заземляющий электрод, вбитый в землю возле служебного входа.

Размер заземляющего проводника определяется номинальным током. системы. В ТАБЛИЦЕ 4 перечислены размеры заземляющих проводов оборудования. для внутренней проводки, а в ТАБЛИЦЕ 5 указан минимальный заземляющий провод размеры для системного заземления служебных входов. Размеры заземления проводники, перечисленные в ТАБЛИЦЕ 4, предназначены для заземления оборудования, которое соединяет к дорожкам качения, кожухам и металлическим каркасам в целях безопасности. Заметка что нет.12 или кабель № 14, такой как 12-2 WG NMC, может иметь площадку для оборудования № 18. Земля содержится в том же оболочка кабеля как токопроводящие жилы. ТАБЛИЦА 5 используется для определения минимального размер заземляющих проводов, необходимых для служебных входов, исходя из размер проводов горячей линии, используемых с системой.

ЧАСТИ ВНУТРЕННЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ

Обсуждались некоторые части внутренних электрических распределительных систем. ранее.Такие виды оборудования как трансформаторы, распределительные устройства, проводники, изоляторы и защитное оборудование являются частями внутренней электропроводки. Однако есть определенные части внутренней системы распределения электроэнергии. системы, уникальные для самой системы проводки. Эти части включают кабели с неметаллической оболочкой (NMC), кабели с металлической оболочкой, жесткие кабелепровод и электрические металлические трубки (EMT).

ТАБЛИЦА 4. Размеры заземляющих проводов оборудования для внутренней обмотки

ТАБЛИЦА 5.Сечения заземляющих проводов для служебных входов

Кабель в неметаллической оболочке (NMC)

Кабель с неметаллической оболочкой - это распространенный тип используемых электрических кабелей. для внутренней проводки. NMC, иногда называемый кабелем Romex, используется почти исключительно в жилых системах электропроводки. Самый распространенный вид используется № 12-2 WG, который показан на фиг. 11. Этот тип NMC поставляется в рулонах по 250 футов для внутренней проводки.Кабель имеет тонкий пластик внешнее покрытие с тремя проводниками внутри. Проводники окрашены изоляция, указывающая, следует ли использовать провод в качестве провод под напряжением, нейтраль или заземляющий провод оборудования. Например, дирижер подключенный к горячей стороне системы имеет черную или красную изоляцию, а нейтральный провод имеет изоляцию белого или серого цвета. Оборудование заземляющий провод имеет зеленую изоляцию или не имеет изоляции (неизолированный дирижер).Есть несколько разных размеров втулок и соединителей. используется для установки NMC в зданиях.


РИС. 11. Кабель в неметаллической оболочке (MNC)

Обозначение № 12-2 WG означает, что (1) используемые медные жилы имеют калибр № 12 AWG, как измерено американским калибром проводов (AWG), (2) там два токоведущих проводника, и (3) кабель поставляется с провод заземления (WG). Для сравнения, кабель № 14-3 WG имел бы три Нет.14 проводников и заземляющий провод. Размер NMC варьируется от Медные проводники с № 14 по № 1 AWG и от № 12 до № 2 AWG алюминиевые проводники.

Кабель в металлической оболочке

Кабель в металлической оболочке аналогичен NMC, за исключением того, что имеет гибкую спираль. металлическое покрытие, а не пластиковое покрытие. Распространенный вид металла кабель с оболочкой называется кабелем BX. Как и NMC, кабель BX содержит два или три проводники. Также существует несколько размеров разъемов и втулок. используется при установке кабеля BX.Основное преимущество этого Тип кабеля с металлической оболочкой заключается в том, что он заключен в металлический корпус это гибкий, так что его можно легко согнуть. Прочие металлические корпуса обычно труднее гнуть.

Жесткий кабелепровод

Внешний вид жесткого водовода похож на водопровод. Он используется в специальные места для изоляции электрических проводов. Жесткий канал поставляется в 10-футовой длине, которая должна иметь резьбу для соединения частей все вместе.Кабелепровод крепится к металлическим монтажным коробкам с помощью контргаек и втулки. Он громоздкий в обращении и требует много времени для установки.

Электрические металлические трубы (EMT)

EMT, или тонкостенный канал, чем-то похож на жесткий канал, за исключением того, что его можно согнуть с помощью специального инструмента для гибки труб. ЕМТ проще для установки, чем жесткий кабелепровод, так как резьба не требуется. Это также поставляется в 10-футовой длине. EMT устанавливается с использованием сжатия муфты для соединения кабелепровода с металлическими распределительными коробками.Электрика салона в электромонтажных системах широко используется ЕМТ, так как ее легко гнуть, могут быть соединены вместе и могут быть подключены к металлическим монтажным коробкам.

Однофазное и трехфазное питание. Объяснение

Однофазный источник питания используется в большинстве домов и на малых предприятиях, поскольку его установка относительно проста и недорога. Коммерческие и промышленные предприятия с более высокими потребностями в электроэнергии предпочитают трехфазное питание, потому что оно более эффективно и дешевле в эксплуатации.Но в чем именно разница между однофазным и трехфазным питанием?

Однофазный и трехфазный

Чтобы проиллюстрировать разницу между однофазным и трехфазным, представьте себе гребца-одиночки в каноэ. Он может двигаться только вперед, пока его весло движется по воде. Когда он поднимает весло из воды, чтобы подготовиться к следующему гребку, мощность, подаваемая на каноэ, равна нулю.

А теперь представьте ту же каноэ с тремя гребцами. Если их гребки синхронизированы, так что каждый из них разделен на 1/3 цикла гребка, каноэ получает постоянное и последовательное движение по воде.Подается больше мощности, и каноэ движется по воде более плавно и эффективно.

Однофазное питание
  • Однофазное электричество используется в большинстве домов и малых предприятий
  • Обеспечивает достаточную мощность для большинства небольших потребителей, включая дома и небольшие непромышленные предприятия
  • Для работы двигателей мощностью до 5 лошадиных сил; Однофазный двигатель потребляет значительно больше тока, чем эквивалентный трехфазный двигатель, что делает трехфазный двигатель более эффективным выбором для промышленного применения

Трехфазное питание
  • Обычно используется в крупных компаниях, а также в промышленности и производстве по всему миру
  • Все более популярны в энергоемких центрах обработки данных с высокой плотностью размещения данных
  • Дорогое преобразование из существующей однофазной установки, но трехфазная позволяет использовать меньшую, менее дорогую проводку и более низкое напряжение, что делает ее безопаснее и дешевле в эксплуатации
  • Высокоэффективный для оборудования, рассчитанного на работу от 3-х фазного источника питания

Однофазные и трехфазные продукты от Tripp Lite

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *