Odredite koja je faza u trofaznoj mreži. Trofazna struja

Trofazna električna oprema (transformatori, generatori, kablovski dalekovodi) podliježe obaveznom faziranju prije prvog priključenja na mrežu ili nakon završetka sljedećeg popravka, uslijed čega može doći do kršenja redoslijeda faza .

Faziranje se sastoji od provjere podudarnosti faza napona svake od 3 faze uključene električne instalacije sa odgovarajućim mrežnim naponima. Ovakva provera je svakako neophodna, jer bi prilikom montaže, ugradnje i popravke elektro opreme mogle doći do preraspoređivanja faza.

U električnim strojevima, na primjer, nije isključeno da su terminali napajanja namotaja statora pogrešno označeni; Kablovi u spojnim spojnicama mogu imati međusobno povezane provodnike suprotnih faza.

U svim ovim slučajevima, jedini izlaz je izvođenje faza. Po pravilu, ova tehnološka operacija se sastoji od 3 glavne faze navedene u nastavku.

Provjera i upoređivanje redoslijeda faza električne instalacije i mreže. Ova operacija se izvodi prije direktnog uključivanja u paralelni rad više mreža koje rade nezavisno, novog generatora i generatora koji je prošao veliki remont, pri čemu se može promijeniti dijagram priključka namotaja statora na mrežu.

Tek kada se dobiju pozitivni rezultati faziranja, generatori ili, recimo, transformatori se sinhronizuju i uključuju za paralelni rad.

Provjera identiteta ili boje faznih provodnika, koji će naknadno morati da se poveže. Ova operacija ima za cilj provjeriti ispravnu povezanost svih instalacionih elemenata jedan s drugim. Jednostavno rečeno, provjerava se ispravnost napajanja strujnih vodiča na sklopni uređaj.

Provjera podudarnosti faza istoimenih napona, odnosno odsustvo ugla faznog pomaka između njih. U električnim mrežama, prilikom faziranja dalekovoda i energetskih transformatora koji pripadaju istom električnom sistemu, dovoljno je izvršiti posljednje 2 operacije, budući da svi generatori koji rade sinhrono sa mrežom imaju isti redoslijed faza.

Uređaji za fazu. Danas postoji mnogo tehnika koje zavise od namjene električne opreme, dijagrama povezivanja namota i uređaja i uređaja koji se koriste. Glavni instrumenti i uređaji uključuju:

AC voltmetri, koji se koristi za faziranje električnih instalacija do 1 kV i priključen direktno na terminale električne opreme.

Fazni indikatori, čiji je princip rada sličan principu rada asinkronog motora (asinhronog motora), kada se zavojnica uređaja priključi na 3-faznu strujnu mrežu, formira se rotirajuće magnetsko polje koje uzrokuje rad disk za rotaciju. U ovom slučaju, prema smjeru rotacije diska, može se suditi o ispravnom redoslijedu faza struja koje prolaze kroz zavojnice.

Univerzalni uređaji (prijenosni volt-amper fazni indikatori, univerzalni fazni indikatori).

Megaometri, koji su prenosivi uređaji neophodni za mjerenje otpora izolacije u širokim rasponima, koji su se vrlo dobro dokazali u proizvodnji faza.

Indikatori napona za faziranje. Ovi uređaji su pogodni za fazne električne instalacije iznad 1 kV. Prilikom izvođenja operacije na isključenom uređaju (rastavljač, prekidač), fazni naponi se dovode na svaku stranu.

Istovremeno se sonde uređaja dovode do strujnih dijelova faznog uređaja, a zatim se prati sjaj signalne lampe na uređaju.

Vrijedno je uzeti u obzir da gorenje svjetiljke ukazuje na neusklađenost faza, a odsustvo svjetla lampe ukazuje na dosljedno uključivanje i mogućnost uključivanja sklopnog uređaja.

Metode faza. Ova operacija može biti preliminarna; izvode se prilikom montaže i popravke elektro opreme, a faziranje neposredno prije puštanja u rad, koje se vrši prije prvog uključivanja opreme, kada je moguće zamijeniti faze.

Za oko mi je zapela priča o montaži elektro opreme, odnosno dva uljna transformatora. Posao je uspješno završen. Kao rezultat toga, postojala je sljedeća shema napajanja. Zapravo sami transformatori, ulazni prekidači, sekcijski rastavljači, dvije sabirnice. Prema riječima instalatera, puštanje u rad je uspješno završeno. Počeli smo uključivati oba transformatora za paralelni rad i dobili smo ga. Naravno, instalateri su tvrdili da su provjerili rotaciju faza iz oba izvora i da se sve poklapa. Ali o fazama nije rečeno ni riječi. Ali uzalud! Sada pogledajmo bliže šta je pošlo po zlu.

Šta je smjena faza?

Kao što znate, u trofaznoj mreži postoje tri suprotne faze. Uobičajeno se označavaju kao A, B i C. Sjećajući se teorije, možemo reći da su fazne sinusoide pomaknute jedna u odnosu na drugu za 120 stepeni. Dakle, ukupno može postojati šest različitih redosleda alternacije, a svi su podeljeni u dva tipa - direktan i reverzni. Sljedeći redoslijed se smatra direktnom izmjenom - ABC, BCA i CAB. Obrnuti redosled će biti CBA, BAC i DIA, respektivno.

Da biste provjerili redoslijed smjene faza, možete koristiti uređaj kao što je indikator faze. Već smo razgovarali o tome. Pogledajmo konkretno redoslijed provjere sa FU 2 uređajem.

Kako provjeriti?

Sam uređaj (prikazano na slici ispod) sastoji se od tri namotaja i diska koji se rotira tokom testiranja. Ima crne mrlje koje se izmjenjuju s bijelim. Ovo je učinjeno radi lakšeg čitanja rezultata. Uređaj radi na principu asinhronog motora.

Dakle, spajamo tri žice od trofaznog izvora napona na terminale uređaja. Pritisnite dugme na uređaju koji se nalazi na bočnom zidu. Vidjet ćemo da se disk počinje okretati. Ako se rotira u smjeru strelice nacrtane na uređaju, to znači da je redoslijed faza direktan i odgovara jednoj od opcija redoslijeda ABC, BCA ili CAB. Kada se disk rotira u suprotnom smjeru od strelice, možemo govoriti o obrnutoj alternaciji. U ovom slučaju je moguća jedna od ove tri opcije - CBA, BAC ili DIA.

Ako se vratimo na priču sa instalaterima, onda su oni samo odredili redoslijed faza. Da, u oba slučaja redoslijed je bio isti. Međutim, ipak je bilo potrebno provjeriti faziranje. A to se ne može učiniti pomoću indikatora faze. Kada je uključen, suprotne faze su bile povezane. Da biste saznali gdje su A, B i C uvjetno, morali ste koristiti multimetar ili.

Multimetar mjeri napon između faza napajanja i ako je nula, onda su faze iste. Ako napon odgovara linearnom naponu, onda su oni suprotni. Ovo je najjednostavniji i najefikasniji način. Više o tome možete saznati u našem članku. Možete, naravno, koristiti osciloskop i pogledati oscilogram da vidite koja faza zaostaje za 120 stepeni, ali to je nepraktično. Prvo, to čini tehniku za red veličine složenijom, a drugo, takav uređaj košta puno novca.

Video ispod jasno pokazuje kako provjeriti rotaciju faza:

Kada treba razmotriti narudžbu?

Prilikom rada trofaznih motora na naizmjeničnu struju potrebno je provjeriti rotaciju faza. Redoslijed faza promijenit će smjer rotacije motora, što je ponekad vrlo važno, posebno ako na lokaciji postoji mnogo mehanizama koji koriste motore.

Također je važno uzeti u obzir redoslijed faza prilikom povezivanja električnog brojila indukcijskog tipa CA4. Ako je redosled obrnut, moguća je pojava kao što je spontano pomeranje diska na pultu. Nova elektronska brojila, naravno, nisu osjetljiva na rotaciju faze, ali će se na njihovom indikatoru pojaviti odgovarajuća slika.

Ako imate električni kabel s kojim trebate spojiti trofazno napajanje, a potrebna vam je kontrola faza, to se može učiniti bez posebnih uređaja. Često se jezgre unutar kabela razlikuju po boji izolacije, što uvelike pojednostavljuje proces "biranja". Dakle, da biste saznali gdje se uvjetno nalazi faza A, B ili C, trebate samo. Na oba kraja vidjet ćemo vene iste boje. Mi ćemo ih prihvatiti kao iste. Više o tome možete saznati iz našeg članka.

Naše vrtlarsko partnerstvo ugradilo je trofazno električno brojilo sa strujnim transformatorom. Brojilo je bilo novo sa svim pečatima. Međutim, kada je opterećenje potpuno isključeno, disk mjerača se sporo rotira, odnosno mjerač je „samohodan“. Jasno je da ortačko društvo nije htjelo platiti energiju koju je evidentiralo brojilo, a koju zapravo nije koristilo.

Prvo su zaključili da je brojilo neispravno. Brojila su nekoliko puta zamijenjena, ali je samohodni top ostao. Kao rezultat toga, došli smo do drugačijeg zaključka - mjerač nije kriv. Počeli smo razmišljati šta uzrokuje takav „samohodni pokret“? U fabričkim uputstvima za trofazno brojilo stoji: potrebno je brojilo priključiti na mrežu, poštujući redoslijed rotacije faza, tako da je faza A mreže povezana na prvi terminal brojila, faza B na druga, a faza C do trećeg terminala brojila.

Redoslijed faza se može lako uspostaviti pomoću indikatora faze. U elektranama, u elektroenergetskim objektima velikih fabrika uvijek ima, ali gdje bi to bilo u baštenskim društvima? Naš pokušaj da iznajmimo fazni indikator na nekoliko dana od velike institucije bio je neuspješan. Morali smo napraviti vlastiti "uređaj za određivanje redoslijeda faza", uz pomoć kojih je bilo moguće odrediti ovaj ispravan niz. Kao rezultat toga, nakon otklanjanja kršenja slijeda izmjenjivanja faza, "samohodni" mjerač je nestao. Stoga više nije bilo potrebe za plaćanjem energije koju vrtlari ne koriste.

Uređaj za određivanje redoslijeda faza u trofaznoj mreži

Dakle, gore pomenuti „Uređaj za određivanje redosleda faza“ je dizajniran da odredi fazu u kojoj napon zaostaje za naponom u fazi proizvoljno uzetoj kao polazna tačka. Poznavanje ovog zaostajanja neophodno je za pravilno povezivanje na mrežu uređaja u kojima se mora poštovati redosled faza, na primer trofaznih četvorožičnih (sa nulom) brojila električne energije.

Dizajn uređaja je prilično jednostavan (slika 1). Na postolju od elektroizolacionog materijala, poput tekstolita, nalaze se dvije zidne električne utičnice u koje su ušrafljene konvencionalne žarulje sa žarnom niti, pokrivene prozirnim kućištem od plastičnih posuda za sokove, vodu i sl. Kondenzator i terminali za priključne žice su također pričvršćene na postolje.

Neki terminali od lampi i kondenzatora su zalemljeni (tačka O), ostali krajevi žica su spojeni na terminale A, B i C (slika 2).

Princip rada „Uređaja za određivanje redosleda faza“ je sledeći. Prilikom spajanja "Uređaja..." na trofaznu mrežu, zbog prisustva kondenzatora u svakoj fazi, napon se mijenja, što dovodi do različitog žarenja sijalica. (U našem slučaju, faza B je spojena na kondenzator.) Po količini užarenosti (svjetlina lampi) procjenjuje se da li preostale faze (žice) pripadaju fazi A ili fazi C.

Pozdrav dragi gosti i redovni čitatelji web stranice Električarske napomene.

Prije nekoliko dana nazvao me poznanik i zamolio me da ispitam situaciju.

Imao je tim električara koji su radili na njegovoj lokaciji.

Instalirali su dva 10/0,4 (kV) energetski uljna transformatora snage 400 (kVA). Iz svakog transformatora napajane su sabirnice sekcija 1 i 2 od 0,4 (kV). Između sabirnica sekcija 1 i 2 postavljen je prekidač za ukrštanje.

Evo fotografije dvije sekcije sa naponom od 400 (V).

Prilikom puštanja u rad odlučili smo pokušati uključiti oba transformatora na paralelni rad. Kada se uključi, dogodio se incident u kojem se aktivirala zaštita na dva ulazna prekidača odjednom.

Počeli su da shvataju. Uslovi za uključivanje transformatora za paralelni rad su ispunjeni, ali ne svi. Došli smo do zaključka da nije uočeno faziranje guma dvije sekcije 400 (B). Instalaterski tim uvjerava da je preliminarna faza pravilno obavljena. Malo kasnije se ispostavilo da su faziranje izvodili pomoću indikatora faze FU-2 na svakoj sekciji, a u oba slučaja uređaj je pokazao direktan slijed faza.

Indikator faze FU-2

Redosled rotacije faza (slijed faza) u trofaznom naponskom sistemu može se provjeriti korištenjem prijenosnog indukcionog indikatora faze tipa FU-2. Ovako on izgleda.

Na primjer, u mjeraču CA4-I678, s obrnutim slijedom faza, disk počinje da se "samopokreće". U savremenim elektronskim brojilima kao što su SET-4TM i PSCh-4TM, kada je redosled faza obrnut, na ekranu se prikazuje obaveštenje.

P.S. U sljedećim člancima ćemo govoriti o ispravnom faziranju. Pretplatite se na vijesti stranice kako ne biste propustili nove članke.

Često je prilikom servisiranja električne opreme potrebno provjeriti rotaciju faza i izvršiti faziranje. Ovo se najčešće koristi pri koordinaciji rada transformatora. U našem članku ćemo opisati rotaciju faza u 3-faznoj mreži, potrebne alate i metode za ispravno faziranje.

Uvodna priča

Zamislimo da instaliramo dva uljna transformatora. Električari su uspješno izvršili puštanje u rad transformatora, ulaznih sklopki, sabirnica i sekcijskih razdjelnika. Ali kada su pokušali da pokreću transformatore paralelno, došlo je do kratkog spoja. Električari su rekli da su provjerili rotaciju faza i da je sve u redu. Ali očigledno niko nije uzeo u obzir faziranje, što je dovelo do takve greške. Pogledajmo pobliže suštinu problema u ovom slučaju.

Šta je rotacija faza?

Trofazna mreža ima tri faze, označene A, B i C. Ako se prisjetimo fizike, to znači da su sinusoidi faza pomaknuti za 120˚ jedna od druge. Ukupno postoji šest tipova alternacionih naloga, koji se zauzvrat mogu podeliti u dve grupe - direktne i reverzne. Direktne alternacije izgledaju kao ABC, BSA i SAV, a obrnute kao SVA, BAC i ASV. Za provjeru rotacije faza koristite uređaj - indikator faze.

Šta je potrebno za provjeru faza

Indikator faze (vidi sliku ispod) sastoji se od tri namotaja i diska, koji će se rotirati tokom testiranja. Da biste lakše prepoznali rezultat, na disk se stavljaju crno-bijele oznake. FU radi na isti način kao i asinhroni motor.

Ako spojimo tri žice na terminale, vidjet ćemo da će disk početi da se okreće. Ako se rotira u smjeru kazaljke na satu, to znači direktnu izmjenu faza (ABC, BCA ili CAB), a ako se disk rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, to znači obrnutu faznu alternaciju (CBA, BAC ili ACB).

Vratimo se našoj priči s električarima, oni su provjerili rotaciju faza, koja se u jednom i drugom slučaju poklopila. Bilo je potrebno izvršiti faziranje, a ovdje nismo mogli bez indikatora faze (PI). Električari su pri pokretanju povezivali suprotne faze, a da bi saznali gdje su točno A, B i C, morali su koristiti multimetar ili osciloskop.

Multimetar mjeri napon između faza različitih izvora napajanja; dostizanje nule znači da su faze iste. U suprotnom, linijski napon će značiti da su faze suprotne. Ova metoda je najbrža i najlakša, ali možete koristiti i osciloskop, koji će pokazati koja faza zaostaje za drugom za 120˚.

U kojim slučajevima se uzima u obzir redoslijed?

Provjera rotacije faza je neophodna kada se koriste trofazni AC motori. Smjer rotacije motora ovisi o redoslijedu faza, što je vrlo važan uvjet, posebno kada više mehanizama koristi motore.

Drugi slučaj kada je potrebno obratiti pažnju na rotaciju faza je kada radite s električnim brojilom indukcijskog tipa CA4. Kada je redosled obrnut, ponekad dolazi do spontane rotacije diska na brojaču. Moderni mjerači nisu toliko osjetljivi na faznu rotaciju, ali će također prikazati odgovarajuće podatke na indikatoru.

Ponekad se kontrola faza može izvesti bez posebnih instrumenata. To je ako se priključak na trofaznu mrežu za napajanje vrši pomoću koje je moguće u kompaniji Yugtelekabel. Ako se provodnici unutar kabela razlikuju po boji, tada se biranje vrši mnogo brže. Ponekad je potrebno samo ukloniti vanjsku izolaciju kabela da biste razumjeli koja se faza nalazi (A, B ili C). Ako su žice na oba kraja iste boje, onda su iste.

Ne treba se uvijek oslanjati na kodiranje boja; ne pridržavaju se svi proizvođači takvih trendova; ponekad možete pronaći različite boje na različitim krajevima kabela. Stoga je bolje koristiti žičanu zvonu.

8.1.Osnovni koncepti i definicije

Električna oprema trofazne struje (sinhroni kompenzatori, transformatori, dalekovodi) podliježe obaveznom faziranju prije prvog priključenja na mrežu, kao i nakon remonta, pri čemu bi mogao biti narušen redoslijed i rotacija faza.

U principu, faziranje se sastoji od provjere podudarnosti faza napona svake od tri faze uključene električne instalacije sa odgovarajućim fazama napona mreže.

Faziranje uključuje tri značajno različite operacije. Prvi od njih se sastoji od provjere i upoređivanja redoslijeda faza uključene električne instalacije i mreže. Druga operacija se sastoji od provjere podudarnosti faza istoimenih napona, odnosno odsustva kutnog pomaka između njih. Konačno, treća operacija se sastoji od provjere identiteta (boje) faza čije povezivanje treba izvršiti. Svrha ove operacije je provjeriti ispravan spoj između svih elemenata električne instalacije, odnosno, u konačnici, ispravan dovod provodnih dijelova na sklopni uređaj.

Faza. Pod trofaznim naponskim sistemom podrazumijeva se skup od tri simetrična napona, čije su amplitude jednake vrijednosti i pomaknute (amplituda sinusoide jednog napona u odnosu na prethodnu amplitudu sinusoide drugog napona) za isti fazni ugao (slika 8.1, a).

Dakle, ugao koji karakterizira određenu fazu parametra koji se periodično mijenja (u ovom slučaju napona) naziva se fazni ugao ili jednostavno faza. Kada se razmatraju dva (ili više) sinusno promjenjivih napona iste frekvencije zajedno, ako se njihove nulte vrijednosti (ili amplituda) ne pojavljuju istovremeno, kaže se da su van faze. Pomak je uvijek određen između identičnih faza. Faze su označene velikim slovima A, B, C. Trofazni sistemi su takođe predstavljeni rotirajućim vektorima (slika 8.1, b).

U praksi se faza trofaznog sistema takođe shvata kao zaseban deo trofaznog kola kroz koji prolazi ista struja, pomerena u odnosu na druge dve u fazi. Na osnovu toga, namotaj generatora, transformatora, motora ili trofaznog vodova naziva se faza kako bi se naglasilo da pripadaju određenom dijelu trofaznog kola. Za prepoznavanje faza opreme na kućišta opreme, sabirnice, nosače i konstrukcije nanose se obojene oznake u obliku krugova, pruga itd. Elementi opreme koji pripadaju fazi A, farbano žuto, faze V-v zelena i faza C- do crvene. U skladu s tim, faze se često nazivaju žutom, zelenom i crvenom: g, h, k.

Dakle, u zavisnosti od problema koji se razmatra, faza je ili ugao koji karakteriše stanje sinusoidno promenljive veličine u svakom trenutku vremena ili deo trofaznog kola, tj. jednofaznog kola koje je deo trofazno kolo.

Redoslijed faza. Trofazni sistemi napona i struje mogu se međusobno razlikovati po redoslijedu faza. Ako faze (npr. mreža) slijede jedna drugu po redu A, B, C - ovo je takozvani direktni fazni redosled (videti § 7.3). Ako se faze slijede jedna za drugom A, C, B - Ovo je obrnuti redosled faza.

Redoslijed faza se provjerava indikatorom faze indukcije tipa I-517 ili indikatorom faze tipa FU-2 sličnog dizajna. Indikator faze je povezan na naponski sistem koji se testira. Terminali uređaja su označeni, odnosno označeni slovima A,V, S. Ako se faze mreže poklapaju s oznakama uređaja, disk indikatora faze će se rotirati u smjeru označenom strelicom na kućištu uređaja. Ova rotacija diska odgovara direktnom redoslijedu mrežnih faza. Rotiranje diska u suprotnom smjeru ukazuje na obrnuti redoslijed faza. Dobijanje direktnog redosleda faza iz obrnutog se vrši promenom položaja bilo koje dve faze električne instalacije.

Ponekad umjesto izraza “slijed faza” kažu “slijed faza”. Kako bismo izbjegli zabunu, slažemo se da koristimo izraz "rotacija faze" samo kada se odnosi na koncept faze kao dijela trofaznog kola.

Fazna rotacija. Dakle, pod izmjenom faza treba razumjeti redoslijed kojim se faze trofaznog kola (namotaji i terminali električnih strojeva, linijske žice itd.) nalaze u prostoru, ako ih svaki put počnete zaobilaziti iz iste tačke (tačka) i izvode u istom smjeru, na primjer, odozgo prema dolje, u smjeru kazaljke na satu, itd. Na osnovu ove definicije govore o naizmjeničnim oznakama terminala električnih strojeva i transformatora, bojama žica i sabirnica.

Fazna koincidencija. Prilikom faziranja trofaznih kola postoje različite opcije za izmjenjivanje oznaka ulaza na sklopnom uređaju i dovod napona različitih faza na ove ulaze (slika 8.2, a, b). Opcije u kojima se redoslijed faza ne poklapa, ili redoslijed izmjenjivanja faza električne instalacije i mreže, kada je prekidač uključen, dovodi do kratkog spoja.

Istovremeno, jedina moguća opcija je kada se oba poklapaju. Ovdje je isključen kratki spoj između spojenih dijelova (električne instalacije i mreže).

Pod faznim podudaranjem tokom faziranja, ovo je upravo opcija koja se podrazumeva kada se na ulaze prekidača napajaju isti naponi, koji pripadaju istoj fazi u paru, a oznake (boje) ulaza prekidača su u skladu sa oznakom napona faze (slika 8.2, c).

Trofazni krug je poseban slučaj višefaznih električnih sistema, koji su skup električnih kola u kojima djeluju EMF iste frekvencije, pomaknuti u fazi jedan u odnosu na drugi za određeni ugao. Imajte na umu da su obično ovi EMF-i, prvenstveno u elektroenergetici, sinusoidni. Međutim, u modernim elektromehaničkim sistemima, gdje se frekventni pretvarači koriste za upravljanje motorima aktuatora, sistem napona je općenito nesinusoidan. Svaki dio višefaznog sistema koji karakterizira ista struja naziva se faza, one. faza je dio kruga koji se odnosi na odgovarajući namotaj generatora ili transformatora, liniju i opterećenje.

Dakle, koncept "faze" ima dva različita značenja u elektrotehnici:

faza kao argument sinusno promjenjive veličine;
faza kao sastavni dio višefaznog električnog sistema.

Razvoj višefaznih sistema bio je vođen istorijom. Istraživanja u ovoj oblasti bila su vođena zahtjevima razvoja proizvodnje, a napredak u razvoju višefaznih sistema bio je olakšan otkrićima u fizici električnih i magnetskih fenomena.

Najvažniji preduslov za razvoj višefaznih električnih sistema bilo je otkriće fenomena rotirajućeg magnetnog polja (G. Ferraris i N. Tesla, 1888). Prvi elektromotori su bili dvofazni, ali su imali slabe performanse. Trofazni sistem se pokazao najracionalnijim i najperspektivnijim, čije će glavne prednosti biti razmotrene u nastavku. Veliki doprinos razvoju trofaznih sistema dao je istaknuti ruski inženjer elektrotehnike M.O. Dolivo-Dobrovolsky, koji je stvorio trofazne asinkrone motore, transformatore, predložio tro- i četverožične sklopove, pa se s pravom smatra osnivačem trofaznih sistema.

Izvor trofaznog napona je trofazni generator, na čijem je statoru (vidi sliku 1) postavljen trofazni namotaj. Faze ovog namotaja su raspoređene na takav način da su njihove magnetne ose pomaknute u prostoru jedna u odnosu na drugu za električnu količinu. drago. Na sl. 1, svaka faza statora je konvencionalno prikazana kao jedan okret. Počeci namotaja se obično označavaju velikim slovima A, B, C, a krajevi velikim slovima x, y, z. EMF u stacionarnim namotajima statora indukuje se kao rezultat ukrštanja njihovih zavoja magnetnim poljem koje stvara struja namotaja polja rotora (na slici 1, rotor je konvencionalno prikazan kao trajni magnet, koji je koristi se u praksi na relativno malim snagama). Kada se rotor rotira ujednačenom brzinom, periodično promjenjivi sinusoidni EMF iste frekvencije i amplitude induciraju se u namotajima faza statora, ali se razlikuju zbog prostornog faznog pomaka od rad. (vidi sliku 2).

Trofazni sistemi su trenutno najrasprostranjeniji. Sve velike elektrane i potrošači rade na trofaznoj struji, što je povezano s nizom prednosti trofaznih kola u odnosu na jednofazne, od kojih su najvažnije:

Ekonomičan prijenos električne energije na velike udaljenosti;

Najpouzdaniji i najekonomičniji električni pogon koji ispunjava zahtjeve industrijskog električnog pogona je asinhroni motor sa kaveznim rotorom;

Mogućnost dobijanja rotacionog magnetnog polja pomoću stacionarnih namotaja, na kojima se zasniva rad sinhronih i asinhronih motora, kao i niza drugih električnih uređaja;

Balans simetričnih trofaznih sistema.

Da razmotrimo najvažnije svojstva ravnoteže trofaznog sistema, što će se kasnije dokazati, uvodimo pojam simetrije višefaznog sistema.

EMF sistem (naponi, struje, itd.) se naziva simetričan, ako se sastoji od m EMF vektora (napona, struja, itd.) jednake veličine, pomjerenih u fazi jedan u odnosu na drugi za isti ugao. Konkretno, vektorski dijagram za simetrični EMF sistem koji odgovara trofaznom sinusoidnom sistemu na Sl. 2, prikazano je na sl. 3.


Fig.3	Fig.4

Od asimetričnih sistema, dvofazni sistem sa faznim pomakom od 90 stepeni je od najvećeg praktičnog interesa (vidi sliku 4).

Svi simetrični trofazni i m-fazni (m>3) sistemi, kao i dvofazni sistemi su uravnotežen. To znači da iako u pojedinačnim fazama trenutna snaga pulsira (vidi sliku 5, a), menjajući tokom jednog perioda ne samo veličinu, već u opštem slučaju i predznak, ukupna trenutna snaga svih faza ostaje konstantna tokom čitavog perioda. period sinusoidnog EMF (vidi sliku 5, b).

Balans je od najveće praktične važnosti. Ako bi ukupna trenutna snaga pulsirala, tada bi pulsirajući moment djelovao na osovinu između turbine i generatora. Takvo promjenjivo mehaničko opterećenje bi štetno djelovalo na elektranu, skraćujući njen vijek trajanja. Ista razmatranja vrijede i za višefazne elektromotore.

Ako je simetrija narušena (Teslin dvofazni sistem, zbog svoje specifičnosti, nije uzet u obzir), onda je narušena i ravnoteža. Stoga se u energetskoj industriji striktno osigurava da opterećenje generatora ostane simetrično.

Šeme povezivanja za trofazne sisteme

Trofazni generator (transformator) ima tri izlazna namotaja, identična po broju zavoja, ali razvijaju EMF pomjerenu u fazi za 120°. Bilo bi moguće koristiti sistem u kojem faze namotaja generatora nisu galvanski povezane jedna s drugom. Ovo je tzv isključen sistem. U tom slučaju, svaka faza generatora mora biti povezana sa prijemnikom sa dvije žice, tj. postojaće šestožilna linija, što je neekonomično. S tim u vezi, ovakvi sistemi se ne koriste široko u praksi.

Da bi se smanjio broj žica u liniji, faze generatora su galvanski povezane jedna s drugom. Postoje dvije vrste veza: u zvezdu I u trougao. Zauzvrat, kada je povezan u zvijezdu, sistem može biti tri- I četvorožični.

Zvezdasta veza

Na sl. Slika 6 prikazuje trofazni sistem kada su generator i faza opterećenja spojeni u zvijezdu. Ovdje su žice AA', BB' i CC' linearne žice.

Linearno naziva se žica koja povezuje početak faza namotaja generatora i prijemnika. Tačka u kojoj su krajevi faza povezani u zajednički čvor se naziva neutralan(na slici 6 N i N’ su neutralne tačke generatora i opterećenja, respektivno).

Zove se žica koja povezuje neutralne tačke generatora i prijemnika neutralan(prikazano isprekidanom linijom na slici 6). Trofazni sistem kada je spojen u zvijezdu bez neutralne žice naziva se trožični, sa neutralnom žicom - četvorožični.

Sve veličine koje se odnose na faze se nazivaju fazne varijable, do linije - linearno. Kao što se može vidjeti iz dijagrama na sl. 6, kada su spojene u zvijezdu, linearne struje i jednake su odgovarajućim faznim strujama. Ako postoji neutralna žica, struja u neutralnoj žici . Ako je sistem faznih struja simetričan, onda. Shodno tome, ako bi simetrija struja bila zagarantovana, neutralna žica ne bi bila potrebna. Kao što će biti prikazano u nastavku, neutralna žica osigurava održavanje simetrije napona na opterećenju kada je samo opterećenje neuravnoteženo.

Pošto je napon na izvoru suprotan smeru njegovog EMF-a, fazni naponi generatora (videti sliku 6) deluju od tačaka A, B i C do neutralne tačke N; - naponi faznog opterećenja.

Linijski naponi djeluju između linijskih žica. U skladu sa drugim Kirchhoffovim zakonom za linearne napone možemo pisati

;

(1)

;

(2)

Obično se u proračunima uzima . Onda za slučaj direktna rotacija faza, (at obrnuta rotacija faza fazni pomaci y i menjaju mesta). Uzimajući to u obzir, na osnovu relacija (1) ... (3) mogu se odrediti kompleksi linearnih napona. Međutim, sa simetrijom napona, ove se veličine lako određuju direktno iz vektorskog dijagrama na Sl. 7. Usmjeravajući realnu osu koordinatnog sistema duž vektora (njegova početna faza je nula), računamo fazne pomake linearnih napona u odnosu na ovu osu i određujemo njihove module u skladu sa (4). Tako za linearne napone dobijamo: ; .

Trokutna veza

Zbog činjenice da je značajan dio prijemnika uključenih u trofazna kola asimetričan, vrlo je važno u praksi, na primjer, u krugovima s rasvjetnim uređajima, osigurati neovisnost načina rada pojedinih faza. Osim četverožičnog kola, trožična kola također imaju slična svojstva kada su faze prijemnika spojene u trokut. Ali faze generatora se takođe mogu povezati u trougao (vidi sliku 8).

Za simetričan EMF sistem imamo

Dakle, u odsustvu opterećenja u fazama generatora u krugu na Sl. 8 struje će biti nula. Međutim, ako zamijenite početak i kraj bilo koje faze, struja kratkog spoja će teći u trokutu. Stoga se za trokut mora strogo poštovati redoslijed povezivanja faza: početak jedne faze povezan je s krajem druge.

Dijagram za povezivanje faza generatora i prijemnika u trokut prikazan je na sl. 9.

Očigledno je da kada su spojeni u trokut, linijski naponi su jednaki odgovarajućim faznim naponima. Prema Kirchhoffovom prvom zakonu, veza između linearne i fazne struje prijemnika određena je odnosima

Slično, strujne linije se mogu izraziti kroz fazne struje generatora.

Na sl. Slika 10 prikazuje vektorski dijagram simetričnog sistema linearnih i faznih struja. Njegova analiza to pokazuje sa trenutnom simetrijom

(5)

U zaključku, napominjemo da se osim razmatranih veza zvijezda-zvijezda i trokut-trokut, u praksi koriste i krugovi zvijezda-trokut i delta-zvijezda.

Književnost

Osnove teorija kola: Udžbenik. za univerzitete / G.V. Zeveke, P.A. Ionkin, A.V. Netushil, S.V. Strakhov. –5. izd., revidirano. –M.: Energoatomizdat, 1989. -528 str.
Bessonov L.A. Teorijske osnove elektrotehnike: Električna kola. Udžbenik za studente elektrotehnike, energetike i instrumenata specijalnosti univerziteta. –7. izd., revidirano. i dodatne –M.: Više. škola, 1978. –528 str.

Test pitanja i zadaci

Federalna agencija za obrazovanje Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Uralski državni tehnički univerzitet - UPI"

Elektrotehnika: Trofazna električna kola

Tutorial

V.S. Proskuryakov, S.V. Sobolev, N.V. Khrulkova Katedra za elektrotehniku i elektrotehnološke sisteme

Ekaterinburg 2007

1. Osnovni pojmovi i definicije

2. Dobijanje trofaznog EMF sistema.

3. Metode povezivanja faza u trofazno kolo.

4. Naponi trofaznih izvora.

5. Klasifikacija prijemnika u trofaznom kolu.

6. Proračun trofaznog kruga pri povezivanju faza prijemnika sa "zvijezdom"

7. Vrijednost neutralne žice

8. Proračun trofaznog kruga pri povezivanju faza prijemnika s "trokutom"

9. Snaga trofaznog kola

Trofazni električni krugovi.

1. Osnovni pojmovi i definicije

Trofazni krug je kombinacija tri električna kola u kojima

izvor energije.

Svaki pojedinačni krug uključen u trofazni krug obično se naziva faza.

Dakle, pojam "faza" ima dva značenja u elektrotehnici: prvo je argument sinusno promjenjive veličine, drugo je dio višefaznog sistema električnih kola.

Trofazni krug je poseban slučaj višefaznih sistema naizmjenične struje.

Široka upotreba trofaznih kola objašnjava se nizom njihovih prednosti u odnosu na jednofazne i druge višefazne krugove:

isplativost proizvodnje i prijenosa energije u odnosu na jednofazna kola;

mogućnost relativno jednostavnog dobivanja kružnog rotirajućeg magnetnog polja potrebnog za trofazni asinhroni motor;

mogućnost dobijanja dva radna napona u jednoj instalaciji - fazni i linearni.

Svaka faza trofaznog kola ima standardni naziv:

prva faza – faza “A”; druga faza – faza “B”; treća faza je faza “C”.

Počeci i krajevi svake faze također imaju standardne oznake. Počeci prve, druge i treće faze označeni su A, B, C, redom, a krajevi faza X, Y, Z.

Glavni elementi trofaznog kola su: trofazni generator koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju; dalekovodi; prijemnici (potrošači), koji mogu biti ili trofazni (na primjer, trofazni asinhroni motori) ili jednofazni (na primjer, žarulje sa žarnom niti).

2. Dobivanje trofaznog EMF sistema.

Trofazni generator istovremeno stvara tri EMF-a, jednake veličine i različite faze za 1200.

Generisanje trofaznog EMF sistema zasniva se na principu elektromagnetne indukcije koja se koristi u trofaznom generatoru. Trofazni generator je sinhrona električna mašina. Najjednostavniji dizajn takvog generatora prikazan je na Sl. 3.1.

Rice. 3.1. Šema uređaja trofaznog generatora

Na stator generatora 1 je postavljen trofazni namotaj 2. Svaka faza trofaznog namotaja statora je kombinacija nekoliko zavojnica sa određenim brojem zavoja koji se nalaze u prorezima statora. Na sl. Na slici 3.1, svaka faza je konvencionalno prikazana kao jedan okret. Tri faze namotaja statora generatora rotiraju se u prostoru jedna u odnosu na drugu za 1/3 kruga, tj. magnetne fazne ose su rotirane u prostoru za ugao

2 3 π = 120°. Počeci faza su označeni slovima A, B i C, a krajevi X, Y, Z.

Rotor 3 generatora je konstantni elektromagnet, pobuđen jednosmernom strujom namotaja polja 4. Rotor stvara konstantno magnetsko polje čije su linije sile prikazane isprekidanim linijama na slici 3.1. Kada generator radi, ovo magnetsko polje rotira zajedno sa rotorom.

Kada turbina rotira rotor konstantnom brzinom, provodnici namotaja statora sijeku se sa linijama magnetnog polja. U ovom slučaju, sinusoidni EMF se indukuje u svakoj fazi.

Veličina ovog EMF-a određena je intenzitetom magnetnog polja rotora i brojem zavoja u namotu.

Frekvencija ovog EMF-a određena je brzinom rotora.

Budući da su sve faze namotaja statora iste (imaju isti broj zavoja) i interakciju sa istim magnetnim poljem rotacionog rotora, EMF svih faza ima istu amplitudu E m i frekvenciju ω.

poput magnetnih osa faza u

prostor rotiran

120°, početne faze njihovog EMF-a se razlikuju za ugao

Uzmimo početnu fazu EMF faze A jednakom nuli, odnosno ψ eA = 0

eA = Em sin ω t .

EMF faze B zaostaje za EMF faze A

E m sin(ω t − 120) .

eB = Em sin ω t −

EMF faze C zaostaje za drugim za EMF faze B

E m sin(ω t − 240) .

eS = Em sin ω t −

Efektivna vrijednost EMF-a svih faza je ista:

						E m = E

Trofazni simetrični EMF sistem može se predstaviti trigonometrijskim funkcijama, funkcijama kompleksne varijable, grafovima na vremenskim dijagramima, vektorima na vektorskim dijagramima.

Analitički prikaz trigonometrijskim funkcijama dat je u (3.1) – (3.3).

U složenom obliku, EMF-ovi faza su predstavljeni njihovim kompleksnim efektivnim vrijednostima:

		− j 120		− j 2400

EA = Ee	E; E.B.		; EC = Ee

Grafovi trenutnih vrijednosti trofaznog simetričnog EMF sistema na vremenskom dijagramu prikazani su na Sl. 3.2. To su tri sinusoida, pomjerene jedna u odnosu na drugu za 1/3 perioda.

Rice. 3.2. Grafovi trenutnih vrijednosti trofaznog simetričnog EMF sistema.

U vektorskom dijagramu, fazni EMF su prikazani vektorima iste dužine, rotirani jedan u odnosu na drugi pod uglom od 120° (slika 3.3a).

Rice. 3.3. Vektorski dijagrami EMF trofaznih simetričnih sistema. (a – direktna sekvenca faza; b – obrnuta fazna sekvenca).

Budući da EMF inducirana u namotajima statora ima iste amplitude i pomaknuta su u fazi jedna u odnosu na drugu za isti ugao od 120°, rezultirajući trofazni EMF sistem je simetričan.

Treba napomenuti da vremenska promena faznog EMF zavisi od smera rotacije rotora generatora u odnosu na trofazni namotaj statora. Kada se rotor rotira u smjeru kazaljke na satu, kao što je prikazano na slici 3.1, rezultirajući simetrični trofazni EMF sistem ima direktnu alternaciju (A – B – C) (slika 3.3a). Kada se rotor okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, također se formira simetrični trofazni EMF sistem. Međutim, izmjena faznih EMF-a će se vremenom mijenjati. Ova alternacija se naziva obrnuto (A – C – B) (slika 3.3b).

Izmjenu faznog EMF-a važno je uzeti u obzir pri analizi trofaznih kola i uređaja. Na primjer, slijed faza određuje smjer rotacije trofaznih motora itd. Za praktično određivanje redoslijeda faza koriste se posebni uređaji - indikatori faza.

Podrazumevano, kada se konstruišu trofazna kola i analiziraju, pretpostavlja se direktna promena faznih EMF-a trofaznog izvora.

Na dijagramima je statorski namotaj generatora prikazan kao što je prikazano na sl. 3.4a koristeći prihvaćene oznake za početak i kraj faza.

U ekvivalentnom kolu, trofazni izvor je predstavljen sa tri idealna EMF izvora (slika 3.4b)

Rice. 3.4. Konvencionalna slika namotaja statora generatora.

Uvjetni pozitivni smjer EMF u svakoj fazi uzima se kao smjer od kraja faze prema početku.

3. Metode povezivanja faza u trofazno kolo.

Za izgradnju trofaznog kruga, na svaku fazu trofaznog izvora priključen je poseban prijemnik električne energije ili jedna faza trofaznog prijemnika.

Slika 3.5 Dijagram nepovezanog trofaznog kola.

Ovdje je trofazni izvor predstavljen sa tri idealna emf izvora E&A, E&B, E&C. Tri faze prijemnika su predstavljene kao uslovno idealne

elementi sa ukupnim kompleksnim otporima Z a, Z b, Z c. Svaka faza prijemnika je povezana sa odgovarajućom fazom izvora, kao što je prikazano na sl. 3.5. U ovom slučaju formiraju se tri električna kruga, strukturno ujedinjena jednim trofaznim izvorom, tj. trofazno kolo. U ovom krugu, tri faze su povezane samo strukturno i nemaju električnu vezu jedna s drugom (nisu električno povezane jedna s drugom). Takav krug se naziva nepovezanim trofaznim krugom i praktički se ne koristi.

U praksi su tri faze trofaznog kola međusobno povezane (električno).

Postoje različiti načini povezivanja faza trofaznih izvora i trofaznih potrošača električne energije. Najčešći su spojevi zvijezda i delta. Istovremeno, način povezivanja faza izvora i faza potrošača u trofaznim sistemima može biti različit. Faze izvora su obično povezane zvijezdom, faze potrošača povezane su zvijezdom ili trouglom.

Kada su faze namotaja generatora (ili transformatora) povezane sa zvijezdom, njihovi krajevi X, Y i Z su povezani u jednu zajedničku tačku N, koja se naziva neutralna tačka (ili neutralna) (slika 3.6). Krajevi faza prijemnika x, y, z su takođe povezani sa jednom tačkom n (neutralna tačka prijemnika). Ova veza se zove zvezda veza.

Rice. 3.6. Šema povezivanja faza izvora i prijemnika u zvijezdu.

Žice A-a, B-b i C-c koje povezuju početak faza generatora i prijemnika nazivaju se linijske žice (linijska žica A, linijska žica B, linijska žica C). N-n žica koja povezuje tačku N generatora sa tačkom n prijemnika naziva se neutralna žica.

Ovdje, kao i ranije, svaka faza predstavlja električni krug u kojem je prijemnik povezan na odgovarajuću fazu izvora preko neutralne žice i jedne od linearnih žica (isprekidana linija na slici 3.6). Međutim, za razliku od nepovezanog trofaznog kola, dalekovod koristi manje žica. Ovo određuje jednu od prednosti trofaznih kola - efikasnost prijenosa energije.

Prilikom povezivanja faza trofaznog napajanja sa trokutom (slika 3.12), kraj X jedne faze je povezan sa početkom B druge faze, kraj Y druge faze je povezan sa početkom C treće faze, kraj treće faze Z je povezan sa početkom prve faze A. Počeci faza A, B i C povezani su pomoću tri žice na tri faze prijemnika, također spojene na delta način.

Rice. 3.7. Dijagram povezivanja faza izvora i prijemnika u trokut

I ovdje svaka faza predstavlja električno kolo u kojem je prijemnik spojen na odgovarajuću fazu izvora preko dvije linearne žice (isprekidana linija na sl. 3.7). Međutim, dalekovod koristi još manje žica. To čini prijenos snage još ekonomičnijim

Kod metode povezivanja "trokut", faze prijemnika se imenuju sa dva simbola u skladu sa linearnim žicama na koje je ova faza povezana: faza "ab", faza "bc", faza "ca". Fazni parametri pokazuju

odgovarajući indeksi: Z ab, Z bc, Z ca

Trofazni izvor spojen u zvjezdastu vezu stvara dva trofazna naponska sistema različitih veličina. U ovom slučaju se pravi razlika između faznih napona i linearnih napona.

Slika 3.8 prikazuje ekvivalentno kolo trofaznog zvjezdanog izvora povezanog na strujni vod.

Sl.3.8. Ekvivalentno kolo trofaznog izvora

Fazni napon U F - napon između početka i kraja faze ili između linijske žice i neutralnog (U & A, U & B, U & C). Za uslovnu kaznu

pozitivni pravci faznih napona uzimaju pravce od početka do kraja faza.

Linijski napon (U L) - napon između linearnih žica ili između početaka faza (U & AB, U & BC, U & CA). Uslovno pozitivno

pravci linearnih napona uzimaju se od tačaka koje odgovaraju prvom indeksu, do tačaka koje odgovaraju drugom indeksu (tj. od tačaka sa većim potencijalom do tačaka sa nižim) (slika 3.8).

Uvodna priča

Šta je rotacija faza?

Šta je potrebno za provjeru faza

U kojim slučajevima se uzima u obzir redoslijed?

Provjera rotacije faza je neophodna kada se koriste trofazni AC motori. Smjer rotacije motora ovisi o redoslijedu faza, što je vrlo važan uvjet, posebno kada više mehanizama koristi motore.