Háromfázisú áramkörök kapcsolási rajzai elektromos hálózatokban

A háromfázisú hálózatok előnyei, amelyek biztosítják széles körű elosztásukat, nyilvánvalóak:

• az energiát három vezetéken, nagy távolságon keresztül gazdaságosabban továbbítják, mintha kevesebb fázis lenne;

• szinkrongenerátorok, aszinkron motorok, háromfázisú transzformátorok - könnyen gyártható, gazdaságos és megbízható működés;

• Végül egy háromfázisú váltakozó áramú rendszer képes állandó pillanatnyi teljesítményt biztosítani (és felvenni) egy szinuszos áram időtartamára, ha a háromfázisú generátor terhelése minden fázisban azonos.

Nézzük meg, milyen alapvető háromfázisú áramkörök léteznek az elektromos hálózatokban.

A háromfázisú generátor tekercselése általában többféle módon csatlakoztatható a terhelésekhez. Tehát a leggazdaságosabb módja az lenne, ha közvetlenül külön terhelést csatlakoztatnának a generátor minden fázisához, minden egyes terheléshez két vezetéket meghosszabbítva. Ezzel a megközelítéssel azonban hat vezetékre lesz szükség a csatlakoztatáshoz.

Ez anyagfelhasználás szempontjából nagyon pazarló és kényelmetlen.Az anyagmegtakarítás elérése érdekében a háromfázisú generátor tekercseit egyszerűen egy "csillag" vagy "delta" áramkörben egyesítik. Ezzel a bekötési megoldással maximum 4 ("csillag nullponttal" vagy "delta") vagy minimum 3 érhető el.

A háromfázisú generátor diagramokon három tekercs formájában van ábrázolva, amelyek egymással 120 ° -os szöget zárnak be. Ha a generátor tekercseinek csatlakoztatását a "csillag" séma szerint hajtják végre, akkor a tekercsek azonos nevű kivezetései egy ponton (a generátor úgynevezett "nullapontja") csatlakoznak egymáshoz. ). A nulla pontot «O» betűvel, a tekercsek szabad kivezetéseit (fáziskapcsait) «A», «B» és «C» betűkkel jelöljük.

Ha a generátor tekercseit "háromszög" sémában csatlakoztatják egymáshoz, akkor az első tekercs vége a második tekercs elejéhez, a második tekercs vége a harmadik elejéhez, a a harmadik vége - az első elejéig - a háromszög zárva van. Geometriailag az EMF összege egy ilyen háromszögben nulla lesz. És ha a terhelés egyáltalán nincs csatlakoztatva az «A», «B» és «C» kapcsokhoz, az áram nem fog átfolyni a generátor tekercselésein.

Ennek eredményeként öt alapvető sémát kapunk a háromfázisú generátor háromfázisú terheléssel történő csatlakoztatásához (lásd az ábrákat). Ezen ábrák közül csak háromban látható egy csillaggal összekapcsolt háromfázisú terhelés, ahol a terhelés három vége egyetlen pontban egyesül. Ezt a pontot a terhelési csillag közepén "terhelés nullapontnak" nevezik, és "O"-val jelölik.

A terhelés nullapontjait és a generátort összekötő vezetőt az ilyen áramkörökben nullavezetőnek nevezik. A nulla vezeték áramát "Io"-val jelöljük.Az áram pozitív irányához általában a terhelés és a generátor irányát veszik, vagyis az «O» ponttól az «O» pontig.

A generátor kivezetéseinek "A", "B" és "C" pontjait a terheléssel összekötő vezetékeket vonalvezetékeknek, az áramköröket pedig: csillag-csillag nulla vezetékkel, csillag-csillag, csillag-delta, delta- delta, delta-star - csak öt alapvető séma a háromfázisú áramkörök elektromos hálózatokban történő csatlakoztatására.

A lineáris vezetőkön átfolyó áramokat lineáris áramoknak nevezzük, és Ia, Ib, Ic jelöléssel jelöljük. A vonaláram pozitív irányához általában a generátortól a terhelésig terjedő irányt veszik. A vonaláramok modulértékei általában Il-t jelentenek, további indexek nélkül, mivel gyakran előfordul, hogy az összes vonaláram Az áramkör nagysága egyenlő. A két lineáris vezető közötti feszültség a lineáris feszültség, amit Uab, Ubc, Uca vagy ha modulról beszélünk, egyszerűen Ul írják.

A generátortekercsek mindegyikét generátorfázisnak, a háromfázisú terhelés mindhárom részét terhelési fázisnak nevezzük. A generátor fázisainak áramait és ennek megfelelően a terheléseket fázisáramoknak nevezzük, jelölése If. A generátor fázisainak belső feszültségeit és a terhelési fázisokat fázisfeszültségnek nevezzük, Uf jelöléssel.

Ha a generátor tekercseit „csillagba” kötjük, akkor a hálózati feszültségek a gyökér háromszorosával (1,73-szor) magasabbak abszolút értékben, mint a fázisfeszültségek. Ennek az az oka, hogy a vonali feszültségek geometriailag a 30°-os hegyesszögű egyenlőszárú háromszögek alapjaivá válnak, ahol a lábak a fázisfeszültségek.Kérjük, vegye figyelembe, hogy az alacsony háromfázisú feszültségek sorozata: 127, 220, 380, 660 - egyszerűen úgy jön létre, hogy az előző értéket megszorozzuk 1,73-mal.

Ha a generátor tekercseit "csillagba" kötjük, akkor nyilvánvalóan a vonali áram egyenlő a fázisárammal. De mi történik a feszültségekkel, ha a generátor tekercseit delta köti? Ebben az esetben a hálózati feszültség egyenlő lesz a fázisfeszültséggel minden fázisra és a terhelés minden részére: Ul = Uf. Ha a terhelés csillaggal van összekötve, a vonali áram egyenlő lesz a fázisárammal: Il = Ha.

Ha a terhelés a "delta" séma szerint van csatlakoztatva, az áramok pozitív irányához válassza ki a delta bypass óramutató járásával megegyező irányát. A meghatározást a vonatkozó indexek végzik: az áram melyik ponttól folyik és hova folyik, például Iab az "A" pontból a "B" pontba tartó áram jelölése.

Ha háromfázisú terhelés delta van csatlakoztatva, akkor a vonaláramok és a fázisáramok nem lesznek egyenlők egymással. A vonali áramokat ezután a fázisáramok érzékelik Kirchhoff első törvénye szerint: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.