A nullavezető célja háromfázisú rendszerekben

Az áramellátás egyik legfontosabb gazdasági problémája az elektromos hálózat vezetékeinek súlyának csökkentése egy adott átvitt teljesítmény mellett, és a hálózati veszteségek egy bizonyos százaléka. Nemcsak a hálózat feszültségének növelésével érhető el, hanem több független hálózat összekapcsolásával is, illetve a vezetékek egy részében egymást kompenzáló áramok létrehozására is lehetőség nyílik. Ez lehetővé teszi a vezetékek számának vagy keresztmetszetének csökkentését.

Már az elektrotechnika fejlődésének első éveiben, amikor az energiaátvitelt állandó feszültségen végezték, ezt a gondolatot alkalmazták az ún. három vezetékes rendszer, javasolta Dolivo-Dobrovolski.

Legyen két azonos (feszültség és teljesítmény szempontjából) állandó U feszültségű forrás, amelyek mindegyike a felhasználóit szolgálja ki.

A hálózat négy vezetékből áll.Ha két vezetéket kombinálunk az úgynevezett kiegyenlítő (semleges) vezetékben, akkor az ellentétes irányú áramok összegeződnek benne, így a vezeték keresztmetszete jelentősen csökkenthető.

Három vezetékes rendszer

Szimmetrikus terhelés esetén (I1 = I2) szükségtelen a kiegyenlítő huzal, és a vezetékek megtakarítása eléri az 50 ° -ot. Amikor a terhelések megváltoznak (kiegyenlítő vezeték nélkül), a feszültség újraeloszlik közöttük, ami nem kívánatos.

A kiegyenlítő vezető jelentősen csökkenti az aszimmetrikus feszültségeloszlást. Ha lehetséges figyelmen kívül hagyni a források belső ellenállását és a vonal ellenállását, az aszimmetria szinte teljesen megszűnik. Hasonló elképzelés áll a többfázisú váltóáramú rendszerek felépítésének hátterében.

A többfázisú szimmetrikus rendszer több, azonos amplitúdójú és frekvenciájú váltakozó feszültség halmaza, amelyek idővel szimmetrikusan fázison kívül vannak. A háromfázisú rendszer gyakorlati elterjedtté vált (lásd - Háromfázisú EMF rendszer).

A háromfázisú (és bármilyen többfázisú) rendszernek számos előnye van az egyfázisú rendszerhez képest: lehetővé teszi az elektromos hálózat vezetékeinek súlyának növelését, egyenletesebb terhelést biztosít a motoron, forgó elektromos három- fázisfeszültség generátor, és végül lehetővé teszi egy széles forgó mágneses mező létrehozását villanymotorokban használják.

Ha háromfázisú helyett egyfázisú (azonos teljesítményű és feszültségű) rendszert használunk, akkor csak két vezetékre lesz szükség, de ezek keresztmetszetének háromszorosára kell támaszkodnia.Az egyfázisú rendszerhez képest a háromfázisú rendszer 30-40%-ot takarít meg a huzal súlyában.

Lásd még itt: A háromfázisú áram jobb, mint az egyfázisú

A generátor kapcsolóáramkörétől függetlenül (általában a felhasználó számára ismeretlen), a háromfázisú rendszer terhelése kétféleképpen is csatlakoztatható - delta vagy csillag.

Az első esetben a feszültség mindegyik felhasználónál megegyezik a hálózati feszültséggel, és nem változik a terhelések szimmetriájának megszakadásakor A felhasználó (fázis) árama eltér a vezeték áramától.

Amikor a fogyasztók csillaggal vannak csatlakoztatva, az áram minden terhelésben megegyezik a megfelelő hálózati árammal, de az egyes terheléseknél (fázisoknál) a feszültség különbözik a vonali feszültségtől.

Lásd még -Feszültség, áram és teljesítmény értékek csillag és delta csatlakozásokhoz

Amikor a terhelések változnak, az áramok automatikusan újraelosztásra kerülnek, és (a terhelések közös pontján kapott) összegük mindig eltűnik. Ugyanakkor az egyenetlen terhelések között a feszültségek megfelelő újraeloszlása ​​is megtörténik.

Ez a hátrány kiküszöbölhető, ha van nullavezető (a terhelések közös pontjára csatlakoztatva), mivel ez lehetővé teszi, hogy a három fázisáram összege nullától eltérő maradjon, pl. kiegyensúlyozatlan terhelésnél a háromfázisú rendszer nullavezetője segít fenntartani az állandó terhelési feszültséget.