Фазовое напряжение: что это такое и чем они отличаются

Фазное и линейное напряжение

Одним из вариантов систем многофазных электрических цепей является трехфазная цепь. В многофазных электрических цепях происходит действие синусоидальных электродвижущих сил с одинаковой частотой. Они отличаются друг от друга по фазе и создаются от общего источника энергии. В трехфазных цепях важными параметрами являются фазное и линейное напряжение, отличающиеся своими электрическими характеристиками.

Содержание

Что такое фаза

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой. Поэтому определение фазы имеет двоякое значение в электротехнике. Во-первых, как величина, изменяющаяся синусоидально, а во-вторых, как отдельная часть в системе многофазных электрических цепей. Количество фаз определяет наименование цепей: двухфазные, трехфазные, шестифазные и т.д.

Самыми распространенными цепями в современной энергетике являются трехфазные. Они имеют ряд преимуществ перед другими видами цепей, как однофазными, так и многофазными. Они более экономичны при производстве и передаче электроэнергии. Трехфазное напряжение возникает в результате вращения магнита внутри катушки. С его помощью достаточно просто образуется вращающееся круговое магнитное поле, обеспечивающее работу асинхронных двигателей. Данное явление известно, как ЭДС или по-другому, электродвижущая сила индукции.

Вращающийся магнит называется ротором, а катушки, расположенные вокруг него, образуют статор. Переменное напряжение получается путем преобразования постоянного напряжения, когда прямая линия принимает синусоидальную конфигурацию с изменяющимися положительными и отрицательными значениями.

Изменение магнитного потока происходит за счет вращения ротора, что и приводит к образованию переменного напряжения. В статоре имеется три катушки, в каждой из которых присутствует собственная отдельная электрическая цепь. Каждая катушка сдвинута относительно друг друга на 120 градусов по окружности. Под действием вращающегося магнита во всех катушках возникает одинаковое переменное напряжение между фазами в трехфазной сети.

Трехфазные цепи дают возможность получать два эксплуатационных напряжения на одной установке – фазное и линейное.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях

Фазное напряжение – возникает между началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное — определяется как межфазное или между фазное – возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз.

Рассматривая фазные и линейные напряжения и токи, следует отметить, что показатель фазного напряжения составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73 раза. То есть, если линейное напряжение 380, чему равно фазное можно определить с помощью этого коэффициента.

В трехфазной сети напряжение, как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт. В трехфазных четырех проводных сетях номинальное напряжение указывается с обозначением обеих величин – 380/220 В. Это означает, что в такую сеть подключаются как приборы с 380 вольт, так и однофазные – на 220 вольт.

Наибольшее распространение получила трехфазная система 380/220 вольт с заземленным нулевым проводом. Однофазные электроприборы на 220 вольт подключаются к линейному напряжению между любой парой фазных проводов. Трехфазные электроприборы подключаются к трем различным проводам фаз. В последнем случае не требуется использование нулевого провода, при этом отсутствие заземления повышает риск поражения током, когда нарушена изоляция.

Отличие линейного напряжения от фазного

Прежде чем рассматривать практическое значение этих параметров, необходимо точно знать, чем различаются между собой линейное и фазное напряжения. Определенное межфазное напряжение в трехфазной цепи может возникнуть либо между двумя фазами, либо между одной из фаз и нулевым проводом. Подобное взаимодействие становится возможным из-за использования в схеме четырехпроводной трехфазной цепи. Ее основными характеристиками являются напряжение и частота.

Напряжение, возникающее между двумя фазными проводниками, считается линейным, а между фазным и нулевым возникает фазное. Линейное напряжение используется для расчета токов и других параметров трехфазной цепи. К таким схемам возможно подключение не только трехфазных контактов, но и однофазных, например, различных бытовых приборов. Номинальное значение линейного напряжения составляет 380 В. Иногда оно изменяется под действием различных факторов, появляющихся в локальной сети. Таким образом, все основные различия между обоими видами напряжений заключаются в способах соединения обмоток.

Наибольшее распространение получило линейное напряжение, из-за безопасного использования и удобного распределения сетей. Для его замеров достаточно мультиметра, тогда как определение характеристик фазного напряжения требует использования вольтметров, датчиков тока и других специальных приборов.

Контроль и выравнивание данного параметра осуществляется с помощью линейного стабилизатора напряжения. Этот прибор обеспечивает поддержание этого показателя на нормативном уровне, в том числе он нормализует и повышенное напряжение.

Использование линейного и фазного напряжения

Классическим примером использования линейного и фазного напряжения считаются соединения, используемые при запуске трехфазного генератора. В его конструкцию входят первичные и вторичные обмотки, которые могут соединяться звездой или треугольником.

Схема «треугольник» предполагает соединение конца первой фазы с началом второй. Кроме того, каждый фазный проводник соединяется с линейными проводами источника тока. В результате, происходит выравнивание токов, а фазное напряжение становится равным линейному. По такой же схеме подключаются электродвигатели и трансформаторы.

Другим вариантом является схема «звезда». В этом случае начала всех обмоток подключаются к одной сети при помощи перемычек. Таким образом, в обмотки будет поступать ток с характеристиками этой сети, а межфазное напряжение вступит во взаимодействие со всеми активными контактами.

Фазное напряжение: стандартизация параметров и особенности

Содержание

• 1 Общая информация
  • 1.1 Векторные диаграммы
  • 1.2 Параметры векторных диаграмм
• 2 Стандартизация параметров переменного напряжения
• 3 Частота, амплитуда и действующее значение фазного напряжения

Фазное напряжение – это разница потенциалов между фазным проводом и нейтралью.

Общая информация

Векторные диаграммы

В современных сетях доминируют трёхфазные напряжения. Под фазой понимается электрический сигнал синусоидальной формы. Он описывается на векторной диаграмме вращающимся отрезком. Векторные диаграммы строят для упрощения описания многих процессов. К примеру, напряжение на конденсаторе отстаёт от тока, но человеческому разуму сложно воспринять указанный факт. На диаграмме картина получается наглядной. Векторы становятся неотъемлемой частью электрических расчётов, когда сеть становится сложнее.

Чтобы понять термин фазное напряжение, полагается представлять, как строятся диаграммы. Синусоида обозначается на ней вращающимся против часовой стрелки отрезком. Частота совпадает с присутствующей в сети, но в расчётах часто применяется иной параметр. Формулы часто содержат известное число Пи. Однажды Хэвисайд пытался создать рационализованную систему измерений, исключив упомянутый недостаток. Но убирая число Пи из одних формул, он неизменно видел его в прочих, что считается фундаментальным следствием потенциальных полей, к которым относится и электрическое.

Хэвисайд не добился успеха, современные физики применяют другую хитрость, чтобы избавиться от ненужных повторов. Введённое понятие круговой частоты постоянно применяется в технике. Численно величина равна произведению удвоенного числа Пи на частоту сети, выраженную в Гц. Круговой названа за сходство с формулой по вычислению длины окружности. Иных толкований термина не встречается.

Иногда круговая частота называется циклической и численно равна угловой скорости вращения ротора генератора. На графике синусоида строится по круговой частоте. В противном случае не удалось бы согласовать вращение вектора столь простым образом. 2 Пи – период школьной синусоиды, знакомой с юных лет. Чтобы не ломать график, приходится добавлять множитель. В противном случае моменты прохождения синусоиды через нуль не совпадают с векторной диаграммой.

Параметры векторных диаграмм

Любой синусоидальный процесс на векторной диаграмме представлен вращающимся отрезком, имеющим длину и некую фазу. Первое на физическом плане обозначает амплитуду (напряжения, тока), второе – положение в полярных координатах. При одной частоте векторы вращаются синхронно, но на реактивных элементах происходит сдвиг. Ёмкостное сопротивление обусловливает опережение тока относительно напряжения на 90 градусов. Физически пустой конденсатор начинает быстро заряжаться, процесс постепенно затухает. В итоге напряжение с запозданием достигает полного значения.

На индуктивности ток всегда отстаёт, не способный набрать полного значения в силу наличия потокосцепления между витками. Напряжение изменяется скачком, а ток постепенно доходит до нужного значения. В промышленных сетях получается, что один параметр уже падает, а второй ещё не достиг пика. Это называется сдвигом фаз, описывающим реактивную мощность сети. Это негативный эффект, для его устранения индуктивные и ёмкостные составляющие стараются взаимно скомпенсировать. Параллельно работающим двигателям включаются блоки конденсаторов.

Векторные диаграммы используются для расчёта сложных процессов, происходящих в цепи. К примеру, наличие трансформатора на подстанции однозначно обусловливает наличие реактивной составляющей. Ток здесь неизменно отстаёт от фазного напряжения. Зато сопротивление передающей линии ёмкостное, происходит компенсация. Настолько сильная, что для борьбы с негативным эффектом приходится ставить реакторы – индуктивные сопротивления высокого класса напряжения. Получается неразумная и нерентабельная конструкция, но приходится мириться.

Постоянный ток векторными диаграммами не анализируют. В его цепях реактивные сопротивления не вызывают сдвига фаз. Процесс происходит на конденсаторах, носит кратковременный характер. По указанной причине постоянный ток рекомендован для передачи на большие расстояния. Исчезают потери на излучение, снижается коронный эффект. Как результат, возможно передавать больше и качественнее. Потребуется построить преобразователи на подстанции у потребителя, но уже просчитано, что ситуация экономически целесообразна.

Стандартизация параметров переменного напряжения

Фазное напряжение представляет синусоиду на графике и вращающийся вектор на диаграмме. В идеальном случае. В действительности параметры сети нормируются по ГОСТ 13109, где указаны требования к показателям. Руководствоваться документацией сейчас нужно с осторожностью, по указу правительства страна перешла на фазное напряжение 230 В. Теперь в сети нет 380 В, вместо них – 410 В. Лампочки накала, изготовленные на 220 В, служат меньше в таких условиях. Изменения закреплены в ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038-2009).

Проще продемонстрировать фазное напряжение на обычных сетях 220 В. Разница потенциалов между проводами – искомая величина. Фазное напряжение измеряется между линией и схемной землёй. Так дело обстоит в обычной квартире, но на производстве иначе. Там каждая фаза рассматривается в совокупности с прочими. Нейтраль порой отсутствует. Тогда напряжение между фазами называют линейным. Фазное вводится для распознавания типа сети (наличие нейтрали).

Новый ГОСТ 29322 вводит понятие сетей 60 Гц. Фаз предусмотрено две или три. Тогда указываются две цифры. К примеру, 230/400 или 120/240. Легко заметить, что отношения между цифрами в каждой паре разные. Фазные напряжения указаны на первом месте, линейные – через дробь. Это помогает уточнить топологию. Сети по структуре неодинаковы, фазное напряжение позволяет судить об этом точно.

Если указана пара 230/400 В, электрик сразу видит, что отношение цифр равняется корню из трёх. Значит, система трёхфазная. Тогда ищут дополнительные сведения – изолированная нейтраль либо глухозаземлённая. Что касается цифр 120/240, уточнив частоту (60 Гц), возможно с определённостью сказать, что это однофазная сеть с топологией из трёх проводов. Фазы подаются через трансформатор (допустим) с нейтралью в общей точке. Подобная схема применялась в довоенной Германии и кое-где используется поныне. В последнем случае применяются при необходимости двухполюсные автоматы.

В связи со сказанным заметим, что номинал напряжения поменялся, но ГОСТ 13109 не учёл пока означенного факта. Там обсуждается устаревшее ныне значение 380 В. Впрочем, параметрами допустимо руководствоваться для определённых случаев. ГОСТ 13109 числится как действующий, параллельно введён дополнительный документ – ГОСТ Р 54149. Документ нормирует допуски, как:

1. Отклонение амплитуды напряжения – 5 – 10% в каждую сторону в зависимости от отдельно взятого случая.
2. Колебания напряжения.
3. Несинусоидальность.
4. Несимметрия (для многофазных цепей).
5. Отклонение частоты от 0,2 до 0,4 Гц и пр.

Легко заметить, что самые жёсткие требования предъявляются к частоте. Это важнейший параметр фазного напряжения. Новый ГОСТ Р 54149 вводит понятия асинхронных систем передачи энергии, где требования к частоте заметно мягче. Допускаются отклонения частоты в 1 Гц в 95% времени. В течение оставшихся 5% допускается отклонение по 5 Гц в каждую сторону.

Указанные значения, видимо, связаны с линиями передач, потому что сегодня редко встречается оборудование, неспособное противостоять скачкам по частоте. К примеру, большая часть двигателей управляется напряжением. С ростом переменой частоты негативно изменяется реактивное сопротивление сети. Точнее – увеличивается его индуктивная составляющая и уменьшается ёмкостная, усугубляя обстановку. Индуктивную часть и так стремятся компенсировать включением блоков конденсаторов для снижения реактивной мощности.

Понижение частоты смотрится более выгодным – дисбаланс уменьшается. Но это ухудшает передачу напряжения через трансформаторы, вдобавок поля – на обмотках двигателя. Возможно, соображения окажутся учтены при рассмотрении научными кругами возможности перехода на повышенную частоту питания сетей. Допустим, 700 Гц, как предлагал Никола Тесла. В конце XIX века этому препятствовало отсутствие электротехнической стали для трансформаторов, сегодня подобное ограничение нельзя рассматривать серьёзно.

Частота, амплитуда и действующее значение фазного напряжения

Частота фазного напряжения рассмотрена выше. Для построения синусоиды параметр умножается на 2 Пи, чтобы привести колебания физического процесса к периоду графика. От частоты сети зависит скорость вращения двигателей, но не слишком сильно. Сейчас мало причин для столь строгих ограничений, рамки будут расширяться. К примеру, работа электронного трансформатора не зависит от частоты, время его переключения задаётся RC-цепочками и характеристиками биполярных транзисторов.

Если говорить точнее, частота влияет на конструкцию двигателя, но меньше напряжения. Грань различия способны провести лишь специалисты. Гораздо более важным параметром считается амплитуда фазного напряжения. Когда в документации пишут «220 В», подразумевается действующее значение. В этом случае применяется приведение мощности, производимой переменным током, к постоянному. Осуществляется процедура по закону Джоуля-Ленца. Находится мощность переменного тока, делится на ток, получается некое напряжение, производящее идентичный тепловой эффект, как при постоянном токе.

Все фазные напряжения даются в действующих значениях. Помните при расчётах изоляции. Известно, что дуга возникает вне зависимости от характеристики тока – переменный или постоянный. Но в первом случае амплитуда при аналогичной передаваемой мощности окажется выше. В контакторах дуга зажигается на пике, а гаснет самопроизвольно, когда напряжение переходит через нуль. Эта важная особенность учитывается при конструировании реле. Аналогичным образом ток, находимый по расчётам, тоже действующий.

Чтобы найти амплитуду напряжения, нужно действующее значение умножить на корень из двух. Для сетей 220 В выходит 311. Такова амплитуда фазного напряжения в розетке до принятия правительством решения о повышении. Теперь действующее значение – 230, амплитуда – 325. Это учитывается при проектировании входных цепей аппаратуры. Включая виды:

• трансформаторов;
• конденсаторных блоков;
• диодных мостов и пр.

Фазное напряжение, как правило, служит для однозначного и краткого обозначения бытовых цепей, линейное применяется в промышленности. Часто слышны разговоры про 220 и 380 В. При этом не возникает сомнений, о чем речь. Но, говоря так, люди не подозревают, что оперируют фазным и линейным напряжением. Читатели теперь могут похвастаться знанием того, о чем говорят.

3-фазное напряжение: определение, типы и функции

3-фазное питание является распространенным методом производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока. Это тип многофазной системы, который является наиболее распространенным методом, используемым электрическими сетями во всем мире для передачи электроэнергии. Он также используется для питания больших электродвигателей и других тяжелых фазных нагрузок. 3-проводная 3-фазная цепь обычно более экономична, чем эквивалентная 2-проводная.

Как работает 3-фазная электростанция

Электростанции общего назначения вырабатывают 3-фазную электроэнергию, используя пар высокого давления и пар низкого давления для вращения больших турбин, называемых генераторами. Трансформаторы, соединенные треугольником, повышают напряжение, а затем распределяются в виде высоковольтной трехфазной мощности, которая затем выходит из электростанции в энергосистему.

Высоковольтные линии электропередач распределяют 3-х фазную мощность потребителям, останавливаясь на коммутационных станциях. Это централизованные распределительные устройства в точке использования с целью преобразования 3-фазной передачи высокого напряжения в 3-фазную передачу среднего напряжения. Среднее напряжение является подходящим напряжением для промышленных установок, хотя для жилых и коммерческих зданий требуется преобразование в более низкое напряжение.

Типы трехфазного питания

Для электриков важно понимать взаимосвязь между трансформатором, подключенным по схеме «треугольник» и «звезда». Трансформаторы предназначены для изоляции и повышения напряжения (или понижения напряжения в зависимости от применения). Обычно они конфигурируются как треугольник или звезда.

Распределение — конфигурация «треугольник» или «звезда»

Альтернативная схема трансформатора, применяемая в США, называется «треугольник». Он получил свое название, потому что похож на греческий символ Дельта, который похож на треугольник.

Delta обычно используется для трехфазной передачи и промышленных предприятий. Звезда обычно используется для трехфазного электроснабжения коммерческих бытовых услуг и однофазного (1 фаза из 3) питания для входов в жилые дома.

В отличие от конфигурации «звезда», которая отходит от общей нейтрали, все три фазы соединяются «голова к ноге». Дельта обычно не заземлена и не имеет нейтрали. Описанное как фаза к фазе, номинальное напряжение обычно составляет 240 вольт.

Добавленная конфигурация с центральным отводом означает, что одна из фаз и нейтраль образуют две ветви с напряжением 120 В. Третья доступная ветвь с напряжением 208 вольт называется «высокая ветвь» и обозначается (обычно) оранжевым цветом.

Конфигурация треугольником: четырехпроводная

Межфазные напряжения составляют 240 вольт, 208 вольт и 120 вольт. Это может быть желательно для некоторых коммерческих и промышленных зданий. В то время как широкий спектр офисного оборудования и инструментов работает от 120 вольт, более мощные приборы, такие как промышленные осветительные приборы, требуют 240 вольт и 208 вольт.

Электрик должен хорошо разбираться в практической теории и национальных электротехнических нормах, чтобы выполнять установку и техническое обслуживание трансформаторов. Часто от него/нее требуется настроить подключение трансформатора к треугольнику/звезде или треугольнику/треугольнику, звезде/звезде или звезде/треугольнику.

Звезда Конфигурация: четырехпроводная

Соединение звездой напоминает букву Y, также известную как звезда. Обычное напряжение питания составляет 120 В/208 В, 3-фазная конфигурация «звезда». 120 вольт измеряется от каждой фазы до напряжения нейтрали (нейтральный провод имеет отвод от центра) и 208 вольт измеряется между фазами.

Конфигурация «звезда» обычно используется для питания 3-фазных 4-проводных служебных входов, таких как коммерческие здания. Однофазные служебные входы в жилые помещения являются производными от одной из трех фаз, сконфигурированных звездой.

3-фазное номинальное низкое напряжение 120 В/208 В и 277 В/480 В обычно используется для коммерческих и небольших промышленных зданий. 277 вольт используется в основном для освещения коммерческих офисов, а 480 вольт используется для питания больших систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Потребительское питание по схеме «звезда»

3-фазная сеть по схеме «звезда» может быть преобразована в более низкое напряжение. Как правило, основной источник питания для коммерческих зданий способствует экономии затрат за счет конфигурирования звездой 120/208 вольт, распределяемых от щита к фидерам и ответвленным цепям.

Звезда универсальна с точки зрения доступного напряжения в зависимости от электрооборудования и требований к электропитанию. Все 3 фазы могут питать двигательную нагрузку 208 В, промышленный водонагреватель на 208 В и 1 фазу на 120 В на нейтраль для стандартных розеток, приборов и офисного оборудования.

3-фазное питание и однофазное питание

3-фазное питание является основным видом электроэнергии на наших предприятиях и фабриках. Вот заметные различия между однофазным и трехфазным питанием:

• По сравнению с однофазным питанием, трехфазное питание имеет более высокий коэффициент мощности, большую эффективность и требует меньшего тока для той же мощности. Он также требует меньших проводов, поэтому он дешевле.

• 3 фазы более эффективны для передачи при одинаковом пиковом напряжении между проводниками и одинаковом токе в каждом проводнике.

• 3 фазы обеспечивают в три раза большую мощность, в полтора раза больше меди. Три провода вместо двух удваивают полезность каждого фунта меди или алюминия на больших расстояниях, что обеспечивает значительную экономию средств.
• 3-х фазное питание трансформируется в однофазное на вершине столба, трансформаторы и трансформаторы для подземных потребителей обслуживают ближайшие подъезды к нашим домам.

Обучение более сильной рабочей силы

Электрики, работающие над новым строительством, реконструкцией, техническим обслуживанием и ремонтом, должны иметь квалификацию (QP), как указано в OSHA и NFPA 70E. Кроме того, они должны соответствовать местным и государственным лицензионным требованиям. Для рабочей среды типично классифицировать выполняемую работу, и требуется анализ рисков на основе NFPA 70E.

Независимо от того, ищите ли вы карьеру электрика в жилом или коммерческом секторе, 3-фазное питание является частью теории электричества и связано с практическим опытом, жизненно важным для фундамента вашей общей базы знаний. Курсы Interplay Learning SkillMill с разработанными видео для инструкторов от экспертов, проверками знаний и моделированием по основным темам — отличное место для начала.

Чад Суси

Interplay Learning Electric Expert

Чад — эксперт Interplay по электрике и является мастером-электриком. Чад развивался как профессионал в области электротехники на протяжении всей своей карьеры, начав с ремонта/электропроводки от домов до установок обеспечения качества/ввода в эксплуатацию, оттачивая свои навыки во всех аспектах торговли электрооборудованием на этом пути. Он сменил свою карьеру на жилых, коммерческих и промышленных объектах, а в 2012 году еще больше расширил свою миссию по обучению на протяжении всей жизни, став инструктором по электротехнике. Он продолжил этот путь в качестве разработчика онлайн-курсов и твердо привержен принципам электробезопасности и обоснованным теориям обучения взрослых.

Журнал электрика-Трехфазные отношения

Введение

Если вы выполняете электромонтажные работы в коммерческих или промышленных условиях, чрезвычайно важно полностью понимать трехфазные отношения. В какой-то момент электрикам или инженерам-электрикам в этой области необходимо будет работать с системами и оборудованием, подключенным к 3-фазному питанию. Такие как: службы, фидеры, автоматические выключатели, ответвления, проводка, трансформаторы, центры нагрузки, щиты, распределительные щиты, двигатели, приводы, контакторы, системы HVAC, системы управления и длинный список машин. Если вы работаете в любой из этих областей, вам нужно несколько раз перечитать этот пост и запомнить основные принципы.

В какой-то момент вся трехфазная мощность поступает от вторичной обмотки трехфазного трансформатора. И этот трансформатор также имеет первичную обмотку для получения этой энергии от коммунального предприятия или какой-либо другой отдельной системы, такой как генератор или возобновляемый источник энергии. Показанные ниже конфигурации обмотки, называемые треугольником и звездой (или звезда ), являются наиболее распространенными конфигурациями обмотки, которые вы увидите в трехфазных системах. Обратите внимание, обмотка треугольник имеет форму греческой буквы «D» и 9Обмотка 0085 звезда имеет форму английской буквы «Y» (также иногда называется звездой ).

Хотя наиболее распространенной конфигурацией обмотки трансформатора является треугольник-звезда, на самом деле возможны 4 основных типа конфигураций трансформатора:

Звезда-звезда

Поскольку тема этого поста посвящена только 3-фазным отношениям, а не трансформаторам, мы обсудим только , где 3-фазная электроэнергия поступает от… трансформатора вторичной обмотки . Мы также обсудим напряжения в каждом типе электрической системы и то, как они получены.

ПРИМЕЧАНИЕ : Все системы имеют частоту 60 Гц, если не указано иное.

Вторичное соединение треугольником

В показанном выше соединении треугольником каждый конец 3 фаз соединен вместе, образуя 3 угла. Затем эти уголки подключаются к проводникам, питающим электрическую систему.

Хотя соединения треугольником очень полезны для сбалансированных нагрузок, приложений с двигателями и устранения 3-й гармоники, если для нагрузки требуется действительно сбалансированная нейтраль, ее нельзя подключать. Однако дельта-системы часто понимают неправильно. Ниже приведены три распространенных варианта использования обмотки треугольником на вторичной обмотке трансформатора:

1. Плавающая обмотка : Три угла треугольника соединены с линейными проводниками. Затем эти линейные проводники питают систему вместе с заземляющим проводом системы, который идет от заземления шасси трансформатора, а заземляющий электрод подключается к заземлению шасси трансформатора через соединительную перемычку (см. ниже). Последним пучком проводов, подводимых к электрической системе, являются 3 фазных провода и 1 провод заземления системы. Это электрическая система 3P4W (3-полюсная, 4-проводная).

2. High-Leg (также называемый wild-leg ) : Три угла треугольника соединены с линейными проводниками. Затем нейтральный проводник подключается к заземленному центральному отводу в фазной обмотке прямо напротив обычного соединения линии B-фазы (высокая ветвь). Этот заземленный центральный ответвитель также соединен с заземляющим электродом. Наконец, также добавляется заземляющий провод системы, как обсуждалось ранее. ПРИМЕЧАНИЕ : Высокий фазный проводник должен иметь постоянную маркировку и маркировку во всех точках соединения, используя либо несколько витков оранжевой изоленты, либо оранжевую изоляцию проводника, либо оранжевую термоусадку. Последний пучок проводников, подаваемых в электрическую систему, состоит из 3 фазных проводников (один из которых является высоковольтным), 1 нулевого проводника и 1 проводника заземления системы. Это электрическая система 4P5W (4-полюсная, 5-проводная).

3. Угол-Земля : Три угла треугольника подключаются к линейным проводникам. Затем любой угол треугольника заземляется (обычно используется угол B), чтобы создать в обмотке нейтраль (маркированную и окрашенную, как правило, серо-белую как нейтраль). Наконец, добавляется заземляющий проводник оборудования, как обсуждалось ранее (см. ниже). Последний пучок проводов, подаваемых в электрическую систему, состоит из 2 фаз, 1 нейтрали с заземлением по углу (которая также соединена с заземляющим электродом) и 1 проводника заземления системы. Это электрическая система 3P4W (3-полюсная, 4-проводная).

Вторичное соединение по схеме «звезда»

Соединение по схеме «звезда» (показано выше) имеет один конец каждой обмотки, оставленный открытым, а другой конец каждой обмотки, соединенный вместе, образуя нейтраль. Эта нейтраль заземлена и соединена с заземляющим электродом системы. Звездообразная система НИКОГДА не должна быть плавающей! Нейтраль ВСЕГДА должна быть заземлена и соединена. Без заземления и соединения в звездообразной системе смещение нагрузки и дрейф всегда будут проблемой. Даже если от коммунальной компании будет поступать лишь небольшой дисбаланс, стабилизировать систему и защитить ее от переходных скачков напряжения на отдельных фазах будет невозможно. Существует только ОДИН способ соединения звездой, но он по-прежнему очень универсален, поскольку его нейтраль не зависит от фаз. Он может подавать два независимых напряжения на 3 разные фазы и не требует дополнительных трансформаторов для питания нейтрали. Это делает звездообразную систему самым простым, экономичным и универсальным вариантом, что объясняет, почему она является наиболее распространенной.

Производные и расчеты напряжения

для 480VAC, 3-фаза, 60 Гц плавающая дельта:

3-фазный напряжение = 480VAC

Все линейные напряжения = 480VAC, одноразовый.

. Напряжение = 480 В переменного тока (при правильном заземлении на землю или одну точку). -Фаза

Напряжение фазы А к нейтрали = 120 В переменного тока, однофазное

240 В переменного тока / 2 = 120 В переменного тока 208 В переменного тока

Напряжение между фазой C и нейтралью = 120 В переменного тока, однофазное

240 В переменного тока / 2 = 120 В переменного тока

Напряжение между фазой A или C и землей = 120 В переменного тока (если нейтраль правильно соединена с землей.)

Фаза B ( Высокое напряжение) к напряжению земли = 208 В переменного тока (если нейтраль правильно соединена с землей).

Для 480 В переменного тока, 3 фазы, 60 Гц, треугольник, фаза B, угловое заземление:

3 фазы, напряжение = 480 В переменного тока (от A до B, от B до C, от A до C)

Фаза A или C к земле Напряжение = 480 В переменного тока (при правильном заземлении).

Напряжение между фазой B и землей = 0 В переменного тока (угол заземлен)

B, B – C, A – C)

Напряжение любой фазы к нейтрали = 277 В переменного тока

480 В переменного тока / 1,732 = 277 В переменного тока

Напряжение между любой фазой и землей = 277 В перем. тока (если нейтраль правильно соединена с землей).

Для 208Y/120 В перем. C, A–C)

Напряжение между любой фазой и нейтралью = 120 В перем. тока

208 В перем. тока / 1,732 = 120 В перем. /120/208 В переменного тока, 60 Гц

Высокое колено треугольника, 480/240/415 В переменного тока, 60 Гц

Угловое соединение треугольником с заземлением с разъединителем

Угловое соединение треугольником с заземлением с сервисной панелью

Вторичное соединение звездой

Соединение звездой (показано выше) имеет один открытый конец каждой другой обмотки каждой обмотки, соединенной вместе, чтобы сформировать нейтраль. Эта нейтраль заземлена и соединена с заземляющим электродом системы. Звездообразная система НИКОГДА не должна быть плавающей! Нейтраль ВСЕГДА должна быть заземлена и соединена. Без заземления и соединения в звездообразной системе смещение нагрузки и дрейф всегда будут проблемой. Даже если от коммунальной компании будет поступать лишь небольшой дисбаланс, стабилизировать систему и защитить ее от переходных скачков напряжения на отдельных фазах будет невозможно. Существует только ОДИН способ соединения звездой, но он по-прежнему очень универсален, поскольку его нейтраль не зависит от фаз. Он может подавать два независимых напряжения на 3 разные фазы и не требует дополнительных трансформаторов для питания нейтрали. Это делает звездообразную систему самым простым, экономичным и универсальным вариантом, что объясняет, почему она является наиболее распространенной.

Wye System: 480y/277VAC, 60 Гц

WYE SYSTEM: 208Y/120VAC, 60 Гц

. -Фазовое напряжение = 480 В переменного тока

Все линейные напряжения = 480 В переменного тока, однофазное

Любое линейное напряжение = 480 В переменного тока (при правильном заземлении на землю или одну точку)

Для 240 В переменного тока, 3 фазы, 60 Гц, треугольник Высокая нога :

3-фазное напряжение = 240 В переменного тока

Все линейные напряжения = 240 В переменного тока, однофазное

Напряжение между фазой и нейтралью = 120 В переменного тока, однофазное Напряжение верхней ветви) к нейтрали = 208 В перем. тока, однофазное

(240 В перем. тока * 1,732) / 2 = 208 В перем. -Напряжение между фазой и землей = 120 В переменного тока (если нейтраль правильно соединена с землей).

Напряжение между фазой B (высокая ветвь) и землей = 208 В перем. тока (если нейтраль правильно соединена с землей).

Для 480Y/277 В перем.

Напряжение между любой фазой и нейтралью = 277 В перем. тока

480 В перем. тока / 1,732 = 277 В перем.

3-фазное напряжение = 208 В переменного тока

Напряжение любой фазы к нейтрали = 120 В переменного тока

208 В переменного тока / 1,732 = 120 В переменного тока

Напряжение любой фазы относительно земли = 120 В переменного тока (если нейтраль правильно соединена с землей). обмотка равна линейному току I.

Напряжение на каждой обмотке равно линейному напряжению E, деленному на 1,73.

Напряжение на обмотках не совпадает по фазе на 120 градусов.

Токи в обмотках сдвинуты по фазе на 120 градусов.

Соединение треугольником:

• Ток в каждой обмотке равен линейному току I, деленному на 1,73.

• Напряжение на каждой обмотке равно линейному напряжению E.

• Напряжение на обмотках сдвинуто по фазе на 120 градусов.

• Ток в обмотках не совпадает по фазе на 120 градусов.

Заключение

Важно отметить, что 3-фазные соотношения применимы к любой нагрузке, подключенной по 3-фазному соединению. Сюда входят обмотки (индуктивные), нагревательные элементы (резистивные) и емкостные нагрузки (конденсаторные батареи, большие фильтрующие конденсаторы, пусковые конденсаторы двигателей и т. д.). Исключение: если цепь является чисто резистивной (нереактивной), коэффициент мощности = 1. Таким образом, PF не отображается в трехфазных формулах для резистивных нагрузок. Вот почему резистивные нагрузки всегда измеряются в кВт, а не в кВА… потому что в резистивных нагрузках нет реактивной составляющей.