Линейные и фазные токи: Линейные и фазные токи, схема звезда и треугольник

Линейный ток в трехфазных цепях, фазное и линейное напряжение, цепи переменного тока

Трехфазная система электроснабжения принята в качестве стандарта в большинстве стран мира, Россия не исключение. Каждый дом в стране подключен именно к такой сети, но в отдельную квартиру заходит, как правило, один фазный провод. При желании можно провести и еще две фазы, что часто делается на участках, предназначенных для ИЖС. Они нужны для работы оборудования, содержащего электродвигатель. При подключении к трехфазной цепи часто возникают вопросы, связанные с такими понятиями, как фазный и линейный ток, а также с соответствующими показателями напряжений.

• Цепи переменного тока
  • Сдвиг по фазе в цепи
  • Действующие показатели тока и напряжения
• Соединения звезда и треугольник
  • Роль нейтрали в цепи
  • Схема треугольник и максимум мощности

Цепи переменного тока

Как известно, электроснабжение в России осуществляется с помощью цепей переменного тока с частотой 50 Гц. За одну секунду совершается 50 циклов. Полный цикл представляет собой круг, угловой размер которого можно измерить в градусах и радианах — 360 градусов радиан или 2π радиан. Соответственно, половина этого цикла будет 180 или π радиан, треть — 120 или 2 π/3 и т. д. Конкретный момент этого цикла и называется фазой. Цепи в стране синхронизированы в единую систему.

Сдвиг по фазе в цепи

Это выражение не имеет ничего общего со здоровьем головного мозга. Таким термином объясняют несовпадение графиков тока и напряжения, что бывает на участках с катушками или конденсаторами, а также сравнение фаз в разных проводах. При трехфазной системе электроснабжения сдвиг составляет 120 градусов или 2 π/ 3 радиан.

Вот так выглядит наложение графиков напряжений в трех проводах, идущих от трансформаторной будки. Слева даже наглядно показано, как такое можно получить от простой турбины.

Возможно, некоторые помнят подобное упражнение при составление графика функции y=sin (x), когда рисовали ее от круга.

Действующие показатели тока и напряжения

Максимальная амплитуда напряжения в цепи, идущей от трансформаторной подстанции во дворе, составляет 310 В. За 1 с она бывает 100 раз — внизу и вверху графика. Мгновенные значения этого параметра зависят от фазы, в которой находится график. Естественно, для потребителей такое представление крайне неудобно, поэтому в обиходе используется понятие действующего напряжения.

Его формула была выведена экспериментально на основе закона Джоуля-Ленца. Суть вывода этой формулы заключается в том, что действующее значение переменного тока эквивалентно значению постоянного при одинаковом выделении теплоты. Коэффициент, который используется при вычислении, равен √2. Зная это, можно воспользоваться правилом:

I=I m/ √2, U=Um/√2,

где I m и Um — амплитуда. Если подставить во вторую формулу значение амплитуды, то получается, что действующее напряжение фазного провода относительно земли в квартире составит 230 В. Оно еще называется фазным. Ну, а величина тока будет зависеть от нагрузки, согласно закону Ома:

I=U/R.

Ток в фазном проводе тоже будет называться фазным.

Соединения звезда и треугольник

В домашней розетке помимо фазы обязательно присутствует ноль. Правильное его название — нейтраль. Некоторые путают его с заземлением, но на самом деле у него иная функция. Чтобы ее лучше понять, нужно ознакомиться с таким понятиями, как «звезда» и «треугольник».

Роль нейтрали в цепи

На подстанции, откуда в квартиру идет питающий провод, все три фазы одним концом соединены. Второй конец одной из фаз идет в одну квартиру, другой — в другую, третий — в третью. Если в каждой квартире в качестве второго провода использовать заземление, может возникнуть неприятная ситуация.

Но равновесие в этой системе возможно лишь тогда, когда все три потребителя одновременно включают одинаковую нагрузку — она называется симметричной.

В реальности же один может включить телевизор, а другой — электрическую духовку. Итогом этого станет перекос фаз, когда у владельца телевизора в розетке будет 380, а у обладателя духовки 30 с небольшим. Чтобы такого не случилось, с места соединения концов фазных проводов выводят нейтраль, которая и идет в каждую квартиру. Для пущей осторожности ее тоже заземляют.

Нейтраль (нулевой провод) является компенсатором несимметричности нагрузки в такой цепи, которую назвали «звездой». В таком соединении между одной из фаз и нейтралью напряжение приблизительно равно 220 В, а между двумя фазами — 380. Это самое межфазное напряжение и называется линейным.

Его значение вычисляется исходя из действующего фазного и значения угла сдвига между ними. Вспомнив уроки геометрии в школе можно вывести:

AB=2x230x√3/2=230х√3=400.

Учитывая, что в цепь постоянно что-то включено, и в чистом виде ЭДС дома не измерить, получим:

220х√3=380.

Таким образом, фазные и линейные напряжения и токи при соединении звездой подчиняются следующим закономерностям:

U (l)=√3U (f), I (l)=I (f) — линейный ток равен фазному.

Соединение звездой с нейтралью очень удобно для распределения проводки по разным потребителям. Его преимущества можно перечислить:

• устойчивость режима работы электроприборов в условиях разных нагрузок;
• двигатели, обмотки которых подключены таким методом, не перегреваются;
• из-за невозможности увеличить ток — пуск двигателя осуществляется плавно;
• возможность использования как линейного, так и фазного напряжения.

Схема треугольник и максимум мощности

Такая необходимость возникает при желании по максимуму использовать КПД электродвигателя. Это можно достигнуть путем соединения фазных проводов в треугольник. Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях такого типа будут совпадать и равняться 380 В. А вот линейный ток, протекающий в подведенных к двигателю фазах, будет отличаться от того, что протекает через обмотки. Фазный ток можно вычислить, зная сопротивление и напряжение в обмотках, это величины известные. А вот линейный ток вычисляется по такой же диаграмме, как и напряжение в схеме «звезда»:

I (l)=I (f)x√3, U (f)=U (l).

Стоит ли делать такое переключение — отдельный вопрос. Для этого нужно учесть ряд важных моментов:

• Мощность, конечно, увеличится в 1,5 раза. Возможность перегрева — тоже.
• Если у двигателя тяжелый ротор, то при раскрутке ток будет раз в 7 выше, чем при устойчивой работе.
• То же самое будет наблюдаться при попытке дать физическую нагрузку на вращающуюся часть, например, при пилке чего-то жесткого, при подъеме тяжести (если двигатель используется в качестве лебедки).

Поэтому перед проведением экспериментов стоит хорошо ознакомиться с паспортом двигателя и возможностями вашей сети.

Вполне возможно, что лучше будет приобрести электродвигатель с реостатной регулировкой пускового тока.

Фазные и линейные токи и напряжения. Численные соотношения между фазными и линейными величинами. — Студопедия

Поделись  

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой.

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 — которое определяют еще как межфазное или между фазное – возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз. 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. 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.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и условно обозначают IА, IB, IC либо условно Iф. Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода соединения:

— треугольник;

— звезда.

При соединении ветвей схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. получается замкнутый контур. Для каждого узла схемы выполняется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке выполняется соотношение:

Iл = v3 Iф.

При соединении ветвей элементов схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:

Iф = Iл.

Соединение потребителей трехфазного тока по схеме «звезда». Симметричный и несимметричный режимы.

При соединение фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку

N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Z_a, Z_b, Z_c) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.

Провода A−a, B−b и C−c, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод N−n, соединяющий точкуN генератора с точкой n приемника, – нейтральным.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.



Объяснение: линейное напряжение, линейный ток, фазное напряжение, фазный ток

Термины «линия» и «фаза» относятся к системе электропитания переменного или переменного тока. Эти термины используются, в частности, в трехфазной системе электроснабжения, при соединении по схеме «звезда» и «треугольник». Вы должны знать об этих терминах, чтобы понимать систему электрического баланса и несбалансированную систему. Напряжение — это разность потенциалов на проводнике, которая фактически заставляет начать протекание тока, с другой стороны, ток — это поток электронов через проводник.

В трехфазной энергосистеме используются два типа соединений: 1. Соединение звездой 2. Соединение треугольником.

Соединение по схеме «звезда» — это соединение одной клеммы всех трех фаз с нейтральной точкой. Соединение треугольником — это когда все три фазы соединены в систему с замкнутым контуром, окончание одной фазы связано с началом другой фазы. Здесь вы можете увидеть схему соединений «звезда» и «треугольник».

Что такое линейное напряжение?

В трехфазной системе разность потенциалов или напряжение между любыми двумя фазами или клеммой под напряжением называется линейным напряжением. Итак, если три фазы R, Y, B, то линейное напряжение может проходить через R-Y, Y-B или B-R. Линейное напряжение обозначается VL. Как правило, линейное напряжение представляет собой более высокое напряжение трехфазной энергосистемы. Линейное напряжение доступно на уровне 440 В в Индии. Линейное напряжение больше фазного.

В энергосистеме, соединенной звездой, линейное напряжение в три (√3) раза выше, чем фазное напряжение. Итак, VL = √3*VPh или VL = 1,732VPh

В энергосистеме, соединенной треугольником, линейное напряжение равно фазному напряжению. Таким образом, VL = VPh

Пример линейного напряжения: 33 кВ, 11 кВ и 440 В являются примерами линейного напряжения. 440 В в основном используется для питания потребителей, а другие напряжения используются для передачи электроэнергии.

Что такое фазное напряжение?

В энергосистеме разность потенциалов или напряжение между любой фазой и нейтральной точкой называется фазным напряжением. Фазное напряжение обозначается VPh. Если три фазы — R, Y и B, а нейтральная точка — N, то фазное напряжение может проходить через R-N, Y-N или B-N. В энергосистеме фазное напряжение в Индии составляет 230 В. Фазное напряжение ниже сетевого напряжения.

В энергосистеме, соединенной звездой, фазное напряжение VPh = VL/√3

В энергосистеме, соединенной треугольником, фазное напряжение равно линейному напряжению или VPh = VL

Фазное напряжение Пример: Однофазное питание 230 В является примером фазного напряжения.

Разница между линейным напряжением и фазным напряжением

1. Линейное напряжение является высоким, тогда как фазное напряжение является низким.

2. Для получения линейного напряжения необходимы обе клеммы под напряжением, тогда как для получения фазного напряжения требуется любая клемма фазы.

Читайте также:  

Что такое линейный ток?

Протекание тока через любую линию между трехфазным источником питания и нагрузкой называется линейным током. Линейный ток обозначается IL. Здесь нейтраль не требуется для измерения линейного тока.

При соединении по схеме звезда Линейный ток равен фазному току, или IL = IPh

При соединении треугольником линейный ток в √3 раза больше фазного тока или IL = √3IPh

Что такое фазный ток?

Поток тока через любой компонент трехфазной системы к нагрузке называется фазным током. Фазный ток обозначается IPh.

При соединении звездой фазный ток равен линейному току или IPh = IL

При соединении треугольником фазный ток IPh = IL/√3

Разница между линейным током и фазным током

1. Линия ток течет от любой одной линии ко всей трехфазной системе через нагрузку, тогда как фазный ток течет от любой одной линии к нагрузке.

2. Линейный ток можно назвать протеканием тока вне нагрузки, с другой стороны, фазный ток можно назвать протеканием тока внутри нагрузки.

Читайте также:  

• Что такое падение напряжения? Формула, причины, последствия, примеры
• Что такое конденсатор переменного тока? Рейтинги, приложения, свойства
• Что такое дроссельная катушка? Типы, применение, свойства, схема

Благодарим вас за посещение веб-сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

power — Как линейное и фазное напряжение совпадают для системы, подключенной по схеме треугольника?

Задавать вопрос

спросил

3 года, 7 месяцев назад

Изменено 3 года, 7 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Я немного запутался по какой-то причине, понимая, как фазное и линейное напряжение могут быть одинаковыми для системы, соединенной треугольником, я понимаю, почему ток отличается для фазного и линейного тока (так как есть 2 пути для линейный ток, который должен пройти и т. д., и, следовательно, он больше, чем фазные токи).

Все, что я нашел, это страницы, видео на YouTube и т. д., в основном просто говоря, что оно равно фазному напряжению, ничего конкретно не объясняя, почему. Я понимаю, почему нейтральное соединение также не требуется (поскольку сумма напряжений и т. д. равна 0).

По сути, я спрашиваю как/почему линейные напряжения и фазные напряжения одинаковы?

Это из-за того, что они сдвинуты по фазе на 120 градусов? Следовательно, скажем, трехфазный сбалансированный источник 120 В был подключен к системе треугольника, как VRY = 120 В, когда Y имеет пиковое значение 120 В? Если Y = пик +120 В, то не будет ли R равно 0 В? Однако это не так?

Чтобы получить VYR как разницу в 120 В, чему равны VR и VY?

Кажется, я не понимаю, как сказать, что точка R может быть по существу двумя разными напряжениями для YR, а затем для RB.

• силовая
• трехфазная
• линия передачи
• энергетическая
• дельта

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Напряжение по определению представляет собой разность потенциалов заряда между

две точки .

На вашем изображении точка R сама по себе не имеет напряжения, потому что это всего лишь одна точка. Точка R относительно Y (RY = две точки). Точка R относительно B (RB = две точки) тоже. Сама точка R может быть отделена от более чем одного напряжения просто потому, что вам нужны две точки для определения напряжения. В дельта-системе две точки, необходимые для измерения линейного напряжения, также оказываются одними и теми же двумя точками, соединенными поперек фазы.

Я думаю, что ваше замешательство может быть вызвано тем, что вы знакомы с системами звездочки. Не позволяйте архитектуре обмануть вас! На изображении ниже точка А сама по себе не имеет напряжения. Фазное напряжение по-прежнему находится в диапазоне от точки А до нейтрали (AN). В случае соединения звездой линейное напряжение находится между точками A и B (AB).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Фазное напряжение – это напряжение на обмотке трансформатора или элементе нагрузки, связанном с фазой.