Elektrotechniek

De "ster met een nuldraad". Bij het aansluiten van de fasewikkelingen van een driefasige stroombron (bijvoorbeeld een generator) volgens het schema "star with zero wire", zijn de uiteinden van de drie wikkelingen verbonden met het gemeenschappelijke knooppunt 0, dat het nulpunt wordt genoemd, of bronneutraal (figuur 206). Ontvangers van elektrische energie worden gecombineerd in drie groepen ZEen, ZB en Zc (fasen van de belasting), waarvan de einden ook zijn verbonden met een gemeenschappelijk knooppunt 0 '(nulpunt of belastingneutraal). De bronwikkelingen zijn verbonden met de belastingsfasen door vier draden. De draden 1, 2 en 3, bevestigd aan het begin van de fasewikkelingen (A, B, C), worden lineair genoemd. Een draad 4 die de nulpunten 0 en 0 'verbindt, wordt nul of neutraal genoemd. Spanning uEen, uin de en jijmet tussen het begin en het einde van de wikkelingen van de afzonderlijke fasen van de bron of fasen van de belasting ZEen, ZB en Zc genoemd fase. Ze zijn ook gelijk aan de spanningen tussen elk van de lineaire draden en de nulleider. Bij afwezigheid van spanningsverlies in de bronwikkelingen (bij inactiviteit) zijn de fazespanningen gelijk aan de overeenkomstige e. d. a. in deze windingen. Fasestromen iEen, ikB, ikc genoemd stromen die door de bronwindingen of fasen van de belasting Z vloeienEen, ZB en Zc. Spanning uAB, uBC, uCA tussen de lineaire draden en de stromen die door deze draden gaan, lineair genaamd.

Laten we voorwaardelijk accepteren voor de positieve richting van stromingen iEen, ikB en ikc in de bronfasen - vanaf het einde van de corresponderende fase tot het begin,

Fig. 206. Schema "ster met een nuldraad", de richting daarin van de lineaire en fasestromen en spanningen

Fig. 207. Vectorvoltordiagrammen voor het circuit "star with zero wire"

in de fasen van de belasting - van het begin tot het einde, en in de lineaire draden - van de bron naar de ontvanger. We gaan uit van positieve spanningen uEen, uB en jijC in de bron- en laadfasen, als ze van het begin van de fasen naar de uiteinden worden geleid, en de lineaire spanningen uAB, uBC, uCA - als ze van de vorige fase naar de volgende worden geleid.

Van fig. 206 volgt dat in het stercircuit de lineaire stromen gelijk zijn aan de fasestromen, dat wil zeggen Il = Ikf, omdat er geen vertakkingslijn is van de fase van de bron of belasting naar de lijndraad. Onmiddellijke spanningen volgens de tweede wet van Kirchhoff:

Van onmiddellijke waarden van spanningen naar hun vectoren, we hebben:

Daarom is de lijnspanning gelijk aan het verschil van de vectoren van de overeenkomstige fazespanningen. Met behulp van de verkregen vectorvergelijkingen, kan men een vectordiagram construeren (figuur 207, a), dat kan worden omgezet in een diagram (figuur 207, b). Uit dit diagram kan worden afgeleid dat in een symmetrisch driefasensysteem de lijnspanningsvectoren?AB, ?De zon, ?CA vormen een gelijkzijdige driehoek ABC, waarbinnen zich een symmetrische drie-straal ster van fasespanningen bevindt?Een, ?de, ?C. In de gelijkbenige driehoeken van AOB, BOC en SOA is de basis Ul twee andere kanten - Uf en de scherpe hoek tussen deze zijden en de basis is 30 °. daarom,

Dus in een driefasensysteem dat is verbonden volgens het "ster met nuldraadschema", is de lineaire spanning meer dan een fasespanning van aS maal. De waarde? W = 1,73 wordt gebruikt als basis voor de schaal van nominale wisselspanningen: 127, 220, 380 en 660 V. In deze rij is elke volgende spanningswaarde 1,73 maal groter dan de vorige.

In de nuldraad passeert een stroom i0, waarvan de ogenblikkelijke waarde gelijk is aan de algebraïsche som van de ogenblikkelijke waarden van de stromen die in afzonderlijke fasen passeren: i0 = iA + iB + ic.

We keren af ​​van de ogenblikkelijke waarden van de stromen naar hun vectoren en hebben:
?0=?Een+?B+?C.

Huidige vectoren?Een, ?de en?C verschoven ten opzichte van de vectoren van de corresponderende spanningen?Een, ?B, ?C op de hoeken?Een, ?B, ?C (Figuur 208, a). De waarden van deze hoeken zijn afhankelijk van de verhouding tussen de actieve en reactieve weerstanden die in deze fase zijn inbegrepen. Op hetzelfde diagram toont de toevoeging van vectoren?Een, ?de en?C om de huidige vector te bepalen?0. Meestal actueel?0 minder stroom

Fig. 208. Vectordiagrammen van spanningen en stromen in afzonderlijke fasen voor het schema "ster zonder draad" met ongelijke (a) en uniforme (b) fasebelastingen

ikEen, 1de en ikC in lineaire draden heeft de neutrale draad daarom een ​​dwarsdoorsnedegebied gelijk aan of zelfs enigszins kleiner dan het dwarsdoorsnedeoppervlak van de lineaire draden.

In de "star with a zero wire" -circuit kunnen de ontvangers van elektrische energie worden ingeschakeld met twee spanningen: lineaire Ul (indien aangesloten op twee lineaire draden) en fase UF (wanneer verbonden met de nul en een van de lineaire draden).

Schema "ster zonder neutrale draad". Met een uniforme of symmetrische belasting van alle drie de fasen, wanneer dezelfde actieve en reactieve weerstanden zijn opgenomen in alle fasen (REen = RB = RC en XEen= Xde= XC), fasestromen iEen, ikB en ikC is in grootte gelijk en verschoven van de corresponderende fasespanningen onder gelijke hoeken. In dit geval verkrijgen we een symmetrisch systeem van stromen, waarin de stromen iEen, ikB, ikC worden in fase ten opzichte van elkaar onder een hoek van 120 ° verschoven en de stroom i0 in de nuldraad op elk moment is deze gelijk aan nul (figuur 208, b).

Vanzelfsprekend is het met een uniforme belasting mogelijk om de neutrale draad te verwijderen en de elektrische energie van de bron naar de ontvanger over te brengen via drie lineaire draden 1, 2 en 3 (fig. 209). Dit schema wordt een "ster zonder een neutrale draad" genoemd. Met een driedraadssysteem voor het verzenden van elektrische energie op elk moment stromen één (of twee) draden van de driefasen stroombron naar de ontvanger en de andere twee (of één) stromen terug van de ontvanger naar de bron (Afb. 210). Het vectorspanningsdiagram voor het "ster zonder neutrale draad" schema met een uniforme belasting van fasen zal hetzelfde zijn als voor het "ster zonder draad" schema (zie Fig. 207). De relaties tussen de fase- en lijnstromen en -spanningen zijn hetzelfde:

Opgemerkt moet worden dat het schema "star without neutral wire" alleen kan worden toegepast met een uniforme belasting van de fasen. In de praktijk gebeurt dit alleen wanneer elektrische motoren zijn aangesloten op driefasige stroombronnen, omdat elke driefasige elektromotor is uitgerust met drie identieke wikkelingen die alle drie fasen gelijkmatig laden. Als de belasting ongelijkmatig is, zal de spanning bij de afzonderlijke fasen van de belasting anders zijn. Op sommige fasen (met minder weerstand) zal de spanning afnemen, en op andere zal deze toenemen in vergelijking met de normale, wat onaanvaardbaar is.

Fig. 209. Schema "ster zonder neutrale draad"

Een vrijwel ongelijkmatige fasebelasting ontstaat wanneer de driefasenstroom wordt geleverd door elektrische lampen, omdat in dit geval de stroomverdeling tussen alle drie fasen niet kan worden gegarandeerd (individuele lampen kunnen afzonderlijk worden in- en uitgeschakeld). Vooral gevaarlijk in het circuit "ster zonder nulleider" is een open circuit of kortsluiting in een van de fasen. Het kan worden aangetoond door de bijbehorende vectordiagrammen te construeren, dat als een fase in een van de fasen wordt onderbroken, de spanning in de andere twee fasen afneemt tot de helft lineair, waardoor de lampen in deze fasen met een korte voeding zullen branden. In het geval van een kortsluiting in een van de fasen, neemt de spanning in de andere fasen toe tot lineair, d.w.z., tot nu toe, en alle lampen in deze fasen zullen blazen. Daarom zijn in het "star with zero wire" -schema zekeringen en schakelaars niet erin geïnstalleerd om te voorkomen dat het circuit met nuldraad breekt.

210. Curven van stroomveranderingen in lineaire draden (a) met een driedraadssysteem en de richting van de stromen daarin op verschillende tijdstippen (b c, d)

Wat is het verschil tussen ster- en deltaverbindingen?

Kracht asynchrone motor komt uit een driefasig netwerk met wisselspanning. Een dergelijke motor, met een eenvoudig bedradingsschema, is uitgerust met drie wikkelingen op de stator. Elke winding is over een hoek van 120 graden verschoven ten opzichte van elkaar. Een verschuiving onder een dergelijke hoek is bedoeld om een ​​rotatie van het magnetisch veld te creëren.

De uiteinden van de fasewikkelingen van de elektromotor zijn afgeleid van een speciaal "blok". Dit wordt gedaan met het oog op het gemak van verbinding. In de elektrotechniek worden de belangrijkste 2 methoden voor het verbinden van asynchrone elektrische motoren gebruikt: de methode om een ​​"driehoek" en de methode van een "ster" aan te sluiten. Bij het aansluiten van de uiteinden worden speciaal ontworpen jumpers gebruikt.

Verschillen tussen de "ster" en "driehoek"

Gebaseerd op de theorie en praktische kennis van de basisprincipes van elektrotechniek, maakt de methode om de "ster" aan te sluiten het mogelijk dat de motor soepeler en zachter werkt. Maar tegelijkertijd staat deze methode niet toe dat de motor alle beschikbare energie in de technische specificaties gebruikt.

Door de fasewikkelingen van het "driehoek" -schema te verbinden, kan de motor snel het maximale bedrijfsvermogen bereiken. Hiermee kunt u de volledige efficiëntie van de elektromotor gebruiken, volgens het gegevensblad. Maar een dergelijk verbindingsschema heeft zijn nadeel: grote startstromen. Om de waarde van de stromen te verminderen, wordt een startweerstand gebruikt, waardoor de motor soepel kan starten.

Star-verbinding en de voordelen ervan

Elk van de drie werkende wikkelingen van een elektromotor heeft twee aansluitingen - respectievelijk het begin en het einde. De uiteinden van alle drie de wikkelingen zijn verbonden in een gemeenschappelijk punt, de zogenaamde neutraal.

Als er een neutrale draad in het circuit zit, wordt het circuit 4-draads genoemd, anders wordt het als 3-draads beschouwd.

Het begin van de conclusies gekoppeld aan de overeenkomstige fasen van de leidingen. De toegepaste spanning op dergelijke fasen is 380 V, minder vaak 660 V.

De belangrijkste voordelen van het gebruik van het "ster" -schema:

  • Stabiele en langdurige non-stop werking van de motor;
  • Verhoogde betrouwbaarheid en duurzaamheid, door het verminderen van de kracht van de apparatuur;
  • Maximale soepele start van de elektrische aandrijving;
  • De mogelijkheid van blootstelling aan kortstondige overbelasting;
  • Tijdens de werking oververhit de apparatuur niet.

Er is apparatuur met een inwendige verbinding van de uiteinden van de wikkelingen. Op het blok van dergelijke apparatuur worden slechts drie conclusies weergegeven, waardoor andere verbindingsmethoden niet kunnen worden gebruikt. De elektrische apparatuur die in een dergelijk type wordt uitgevoerd voor zijn verbinding vereist geen competente specialisten.

Aansluiting van een driefasenmotor op een enkelfasig netwerk volgens het stercircuit

Driehoeksverbinding en de voordelen ervan

Het principe van de "driehoek" -verbinding bestaat uit de serieschakeling van het einde van de wikkeling van fase A met het begin van de wikkeling van fase B. En verder, naar analogie, het einde van de ene wikkeling met het begin van de andere. Dientengevolge sluit het einde van de opwindingsfase C het elektrische circuit af, waardoor een niet-oplosbaar circuit wordt gecreëerd. Dit schema zou een cirkel kunnen worden genoemd, zo niet voor de montagestructuur. De vorm van de driehoek verraadt de ergonomische plaatsing van de verbindingswikkelingen.

Bij het aansluiten van een "driehoek" op elk van de wikkelingen, is er een lineaire spanning gelijk aan 220V of 380V.

De belangrijkste voordelen van het gebruik van het "driehoek" -schema:

  • Verhoog tot het maximale vermogen van elektrische apparatuur;
  • Gebruik startreostaat;
  • Verhoogd koppel;
  • Geweldige tractie.

nadelen:

  • Verhoogde startstroom;
  • Bij langdurig gebruik is de motor erg heet.

De methode om de "delta" van de motorwikkelingen aan te sluiten, wordt veel gebruikt bij het werken met krachtige mechanismen en de aanwezigheid van hoge startbelastingen. Groot koppel wordt gecreëerd door het verhogen van de EMF-indices van zelfinductie veroorzaakt door de stromende grote stromen.

Aansluiting van een driefasige motor op een enkelfasig netwerk volgens het delta-schema

Ster-driehoek verbindingstype

In complexe mechanismen wordt vaak een gecombineerd ster-deltacircuit gebruikt. Met zo'n schakelaar wordt het vermogen dramatisch groter en als de motor niet is ontworpen om met de "driehoek" -methode te werken, zal hij oververhit raken en verbranden.

In dit geval is de spanning op de aansluiting van elke wikkeling 1,73 keer minder, daarom zal de stroom die in deze periode stroomt ook minder zijn. Verder is er een toename in frequentie en een voortzetting van de afname in de stroomaflezing. Daarna zal het laddercircuit van "ster" naar "driehoek" schakelen.

Als resultaat hiervan, verkrijgen we een maximale betrouwbaarheid en efficiënte productiviteit van de gebruikte elektrische apparatuur, zonder deze uit te schakelen.

Ster-driehoekschakeling is acceptabel voor lichte elektromotoren. Deze methode is niet van toepassing als het nodig is de startstroom te verlagen en tegelijkertijd geen groot startkoppel te verminderen. In dit geval wordt een motor met een faserotor met een startweerstand gebruikt.

De belangrijkste voordelen van de combinatie:

  • Verhoogde levensduur. Een soepele start maakt het mogelijk om ongelijke belasting van het mechanische deel van de installatie te voorkomen;
  • Het vermogen om twee niveaus van kracht te creëren.

ELEKTROSAM.RU

zoeken

Verbindingsprincipe voor sterren en driehoeken. Functies en werk

Om het transmissievermogen te vergroten zonder de netspanning te verhogen, waardoor de spanningsrimpel in de voedingseenheden wordt verminderd, wordt het aantal draden verlaagd wanneer de belasting op de voeding wordt aangesloten, worden verschillende bedradingsschema's van de voeding en verbruikerswikkelingen gebruikt.

regelingen

De wikkelingen van de generatoren en ontvangers bij het werken met driefasige netwerken kunnen via twee schema's worden verbonden: een ster en een driehoek. Dergelijke schema's hebben onderling verschillende verschillen, ze verschillen ook in laadstroom. Daarom is het voor het aansluiten van elektrische machines noodzakelijk om het verschil in deze twee schema's te achterhalen.

Sterpatroon

De verbinding van verschillende wikkelingen volgens het sterrenschema impliceert hun verbinding op één punt, dat nul (neutraal) wordt genoemd, en wordt aangegeven op schema's "O", of x, y, z. Het nulpunt kan een verbinding hebben met het nulpunt van de voeding, maar niet in alle gevallen is er een dergelijke verbinding. Als er een dergelijke verbinding is, wordt een dergelijk systeem als 4-draads beschouwd en als er geen dergelijke verbinding is, dan is er sprake van 3-draads.

Driehoek patroon

In dit schema zijn de uiteinden van de windingen niet op één punt verenigd, maar verbonden met een andere wikkeling. Dat wil zeggen, het blijkt een schema dat eruit ziet als een driehoek, en de verbinding van de wikkelingen erin gaat in serie met elkaar. Opgemerkt moet worden dat het van het stercircuit verschilt doordat in het driehoekcircuit het systeem slechts 3-draads is, omdat er geen gemeenschappelijk punt is.

In het driehoekcircuit met ontkoppelde belasting en symmetrische EMF is 0.

Fase en lineaire waarden

In 3-fasen voedingsnetwerken zijn er twee soorten stroom en spanning - ze zijn fase en lineair. Fasespanning is de waarde tussen het einde en het begin van de ontvangende fase. Fasestroom vloeit in één fase van de ontvanger.

Bij gebruik van een stercircuit zijn de fasespanningen Ueen, Ub, Uc, en de fasestromen zijn I een, ik b, ik c. Bij gebruik van een delta-circuit voor lastwikkelingen of een fasespanningsgenerator - UAB, Ubc, UCa, fasestromen - I ac, ik bc, ik Ca.

Lineaire spanningswaarden worden gemeten tussen het begin van de fasen of tussen de lijngeleiders. Lineaire stroom vloeit in geleiders tussen de voeding en de belasting.

In het geval van een stercircuit zijn de lineaire stromen gelijk aan de fasestromen en zijn de lineaire spanningen gelijk aan U ab, Ubc, U ca. In het driehoekcircuit blijkt het tegenovergestelde: de fase- en lijnspanningen zijn gelijk en de lijnstromen gelijk aan I een, ik b, ik c.

Er wordt veel belang gehecht aan de richting van EMF-spanningen en stromen in de analyse en berekening van driefasige circuits, omdat de richting ervan de verhouding tussen de vectoren in het diagram beïnvloedt.

Circuit functies

Er is een significant verschil tussen deze schema's. Laten we eens kijken wat voor in verschillende elektrische installaties verschillende schema's gebruiken en wat hun kenmerken zijn.

Tijdens het opstarten van de elektromotor heeft de startstroom een ​​verhoogde waarde, die enkele malen hoger is dan de nominale waarde. Als het een mechanisme met een laag vermogen is, werkt de beveiliging mogelijk niet. Wanneer een krachtige elektromotor wordt ingeschakeld, werkt de beveiliging noodzakelijkerwijs, schakel de stroom uit, wat enige tijd een spanningsverlies en gesprongen zekeringen of een elektrische stroomonderbreker zal veroorzaken. De motor werkt op lage snelheid, wat minder is dan de nominale snelheid.

Het blijkt dat er veel problemen zijn als gevolg van de grote startstroom. Het is op de een of andere manier nodig om de waarde ervan te verminderen.

Hiertoe kunt u enkele methoden toepassen:

  • Maak verbinding om de motorweerstand, choke of een transformator te starten.
  • Wijzig het type verbinding van de motorrotorwikkelingen.

In de industrie wordt de tweede methode vooral gebruikt, omdat deze de eenvoudigste is en een hoge efficiëntie oplevert. Het werkt het principe van het schakelen van de wikkelingen van een elektromotor op schema's als een ster en een driehoek. Dat wil zeggen dat, bij het starten van de motor, zijn wikkelingen een sterverbinding hebben, na een reeks werkomwentelingen, verandert het verbindingsschema in een "driehoek". Dit proces van schakelen in een industriële omgeving heeft geleerd te automatiseren.

In elektromotoren is het raadzaam om twee schema's tegelijkertijd te gebruiken: een ster en een driehoek. De nulleider van de voeding moet op het nulpunt worden aangesloten, omdat tijdens het gebruik van dergelijke circuits een verhoogde kans op fasegewogen uitlijning optreedt. De bronneutrale compenseert voor deze asymmetrie, die ontstaat door de verschillende inductieve weerstanden van de statorwindingen.

Voordelen schema's

De sterverbinding heeft belangrijke voordelen:

  • Vlotte start van de elektromotor.
  • Hiermee kan de motor werken met het opgegeven nominale vermogen dat overeenkomt met het paspoort.
  • De elektromotor heeft een normale bedrijfsmodus in verschillende situaties: tijdens hoge kortdurende overbelastingen, met langdurige kleine overbelastingen.
  • Tijdens bedrijf zal het motorhuis niet oververhit raken.

Het belangrijkste voordeel van het ontwerp van de driehoek is de ontvangst van het grootst mogelijke vermogen van de elektromotor. In dit geval is het raadzaam de werkingsmodi op het paspoort van de motor te handhaven Bij de studie van elektromotoren met het schema van een driehoek, bleek dat het vermogen ervan drie keer toeneemt, vergeleken met het stercircuit.

Bij het overwegen van generatoren, het schema - de ster en de driehoek op de parameters zijn vergelijkbaar in de werking van elektromotoren. De uitgangsspanning van de generator zal hoger zijn in het driehoekcircuit dan in het stercircuit. Wanneer de spanning echter stijgt, neemt de stroomsterkte af, omdat deze parameters volgens de wet van Ohm omgekeerd evenredig aan elkaar zijn.

Daarom kan worden geconcludeerd dat met verschillende verbindingen van de uiteinden van de generatorwikkelingen het mogelijk is om twee verschillende spanningswaarden te verkrijgen. In moderne krachtige elektromotoren schakelen de ster en de delta bij het opstarten van het circuit automatisch over, omdat dit de stroombelasting vermindert die optreedt wanneer de motor wordt gestart.

Processen die voorkomen wanneer een ster en een driehoek een schema in verschillende gevallen veranderen

Hier betekent een verandering van het circuit dat de printplaten en de aansluitkasten van elektrische apparaten worden ingeschakeld, op voorwaarde dat er wikkelkabels zijn.

Wikkelingen van de generator en transformator

Bij het overschakelen van een ster naar een driehoek neemt de spanning af van 380 tot 220 volt, het vermogen blijft hetzelfde, omdat de fasespanning niet verandert, hoewel de lineaire stroom 1,73 keer toeneemt.

Bij het terugschakelen treden de omgekeerde effecten op: de lijnspanning neemt toe van 220 tot 380 volt, en de fasestromen veranderen niet, maar de lijnstromen nemen met 1,73 af. Daarom kunnen we concluderen dat als er een conclusie is aan alle uiteinden van de wikkelingen, de secundaire wikkelingen van de transformator en de generators kunnen worden toegepast op twee typen spanning, die 1,77 keer verschillen.

Verlichting lampen

Bij het verplaatsen van een ster naar een driehoek branden de lampen. Als het overschakelen op de tegenovergestelde manier gebeurt, op voorwaarde dat de lampen met een driehoek normaal branden, dan zullen de lampen worden verlicht met een zwak licht. Zonder een neutrale draad kan de lamp worden verbonden door een ster, op voorwaarde dat hun kracht hetzelfde is en gelijkmatig wordt verdeeld tussen de fasen. Deze verbinding wordt gebruikt in theaterkroonluchters.

Sterverbindingsdiagram

Star Connection Three Phase Generator

Plaats op de tekening de afbeeldingen van de drie windingen ax, door en cz van een driefasige generator onder een hoek van 120 ° zoals in figuur 1, a. Verbind met elke wikkelbelasting. In dit geval is het de weerstand zeen, zb en zc. In de praktijk kunnen de lampen lampen, ovens, elektromotoren en andere elektrische ontvangers zijn. Er waren zes draden nodig om de generatorwikkelingen met de belastingen te verbinden. Op elk moment zijn er drie direct - de stroom loopt van de generator naar de belasting. De andere drie draden zijn achteruit.

E Vectoreneen, Eb en Ec zijn evenwijdig aan de windingen gerangschikt en geven hun elektromotorische krachten weer (red.). Spanning ueen, Ub en jijc minder dan de overeenkomstige e. d. a. over de grootte van de spanningsval in de wikkelingen. Huidige aanwijzingen ieen, ikb en ikc afgebeeld door pijlen.

Het combineren van de drie retourdraden tot één geeft een vierdraads circuit (Figuur 1, b). Daarin worden de draden aangesloten op de generatorklemmen a, b en c lineair (of eenvoudig fase) genoemd. De gemeenschappelijke draad wordt neutraal genoemd omdat deze gelijk is aan elke fase, of nul, omdat in sommige gevallen de stroom daarin I is0 is gelijk aan nul.

Natuurlijk rijst de vraag: kan de stroom in de draad gelijk zijn aan nul, waarlangs de stromen van de drie fasen naar de generator moeten terugkeren? Het antwoord wordt gegeven door figuur 1, waarin de vectoren de stromen I voorstelleneen, ikb en ikc (de som daarvan vormt een huidige I0) en maakte hun toevoeging. Eerst worden de stromen van de twee fasen toegevoegd en vervolgens wordt hun som toegevoegd aan de stroom van de derde fase. Als een resultaat werd nul verkregen, aangezien de geometrische som van de stromen van de twee fasen, die duidelijk te zien is in figuur 1, c, gelijk in grootte is aan de stroom van de derde fase b en tegengesteld is gericht.

Figuur 1. Sterverbinding van een driefasige generator.

De fysieke betekenis van het verkregen resultaat is dat als gevolg van de faseverschuiving tussen de stromen op elk moment in de tijd, de stromen in sommige lineaire draden van de generator gaan, in andere naar de generator. Met andere woorden, sommige zijn direct, andere zijn omgekeerd. Het is duidelijk dat de rol van lineaire draden als directe en inverse continu verandert, maar op een of andere manier, met een uniforme (gelijke) belasting van fasen, is er geen stroom voor het aandeel van de nulleider.

Bij een gelijkmatige belasting worden de fasen van de nulleider niet gemaakt, waardoor een driedraads- circuit wordt verkregen (afbeelding 1, d).

Bij ongelijke belasting in het vierdraads circuit gaat alleen de onbalans van de stroom over de nuldraad. Daarom is de dwarsdoorsnede van de neutrale draad niet groter dan de dwarsdoorsnede van de lineaire draden, en in de regel twee keer zo klein. Details over de doorsnede van de nulleider worden hieronder besproken.

Ongeacht of het circuit is gemaakt met zes, vier of drie draden (wat voor oefenen natuurlijk geen verschil maakt, ten eerste omdat driedraads circuits goedkoper zijn en ten tweede omdat elk circuit bepaalde eigenschappen heeft en is ontworpen voor bepaalde omstandigheden ), houdt het systeem niet op driefasig te zijn.

Basisrelaties:
1. Wanneer verbonden met een ster, zijn de lineaire en fasestromen hetzelfde, omdat voor de stroom die door de fasewikkeling gaat, er geen andere manier is dan de lineaire draad.
2. Lijnspanningen zijn meer dan fase √3 = 1,73 keer, waarvan de bekende verhoudingen 127/220 V volgen (127 x 1,73 = 220); 220/380 V (220 x 1,73 = 380), 6,6 / 11 kV (6,6 x 1,73 = 11) enzovoort.

Hoe bewijs je dat lineaire spanning √3 = 1,73 keer meer fase? Om dit te doen, moet je beginnen met een eenvoudig maar goed begrepen voorbeeld. Twee batterijen met e. d. a. E1 = 5 V en E2 = 7 V kan worden aangesloten zoals in figuur 2, a of zoals in figuur 2, b. In het eerste geval zijn tegenovergestelde aansluitingen aangesloten: plus (start) één batterij met een minus (uiteinde) van de andere, en e. d. c, handelende tussen vrije tegenovergestelde conclusies, is gelijk aan de som van E1 + E2 = 5 + 7 = 12 V. In de tweede - dezelfde conclusies zijn verbonden: plus één batterij met een plus van een andere, en e. d. c, handelende tussen vrij van dezelfde naamconclusies, is gelijk aan het verschil E1 - E2 = 5 - 7 = -2 V. Het minteken geeft een verandering in de richting van de spanning aan tegenovergesteld aan die welke slechts van één e was. d. a. E1. Kortom, de resulterende e. d. a. bij het verbinden van tegengestelde conclusies gelijk aan de som, en bij het verbinden van dezelfde conclusies - het verschil tussen de componenten van e. d. a. en gericht op de grotere e. d. a.

Figuur 2. Bepaling van lineaire spanningen bij aansluiting op een ster.

Nu kunt u terugkeren naar de sterverbinding. Omdat in dit geval dezelfde conclusies worden verbonden (begin of einde), wordt de resulterende lineaire spanning gevonden door aftrekken. Consistent met het schema in figuur 2, c, dat de draairichting van de fasen aangeeft en het verschil U aangeefteen - Ub, Ub - Umet en jijmet - Uen (aftrekken is altijd in dezelfde richting, dat wil zeggen dat de spanning die erop volgt, wordt afgetrokken van de spanning van de geavanceerde fase), in figuur 2, d wordt de aftrekking uitgevoerd. Door de lengten van de vectoren direct te meten of de geometrieformules te gebruiken, is het eenvoudig om te controleren of de lineaire spanningen (Ueen - Ub, Ub - Uc, Uc - Ueen) √3 = 1,73 maal de fase Ueen, Ub, Uc.

De oplossing van dezelfde vraag, dat wil zeggen het bewijs dat de lineaire spanningen worden bepaald door aftrekken, kan anders worden benaderd. Inderdaad, als je de lamp inschakelt zoals weergegeven in figuur 2, d, is het gemakkelijk te zien dat er in de lamp stromen zijn die worden opgewekt door de werking van fasespanningen Ueen en jijb, gestuurd om te ontmoeten. Dus, lineaire spanning Uab het is noodzakelijk om aftrekken te vinden, maar, natuurlijk, geometrisch.

Laten we nog een stap verder gaan. Laten we overgaan van figuur 2, d vectoren Ueen - Ub, Ub - Uc en jijc - Ueen evenwijdig aan zichzelf, zodat hun uiteinden en begin aan de uiteinden van de vectoren U liggeneen, Ub en jijc, een ster vormen. Een driehoek wordt verkregen (figuur 2, e).
Het houdt direct in dat:

om de magnitudes van de lineaire spanningen te bepalen, volstaat het om een ​​driehoek te construeren in de buurt van de ster van de fasespanningen;
om de richting van de lineaire spanning van de vectoren die de zijden van de driehoek vormen te bepalen, moet u de pijlen in de draairichting van de fasen plaatsen.

Lijnspanningsaanduiding

In figuur 2, e, worden de lineaire spanningen niet alleen aangegeven als het verschil van de corresponderende fasespanningen, maar ook door een enkele letter met twee indices, in ons voorbeeld, Uab (Ubc en jijca). De volgorde van de indices is niet arbitrair: het geeft aan in welke richting de aftrekking werd uitgevoerd.

Dus we hebben afgetrokken van één fasespanning die er in grootte gelijk aan is, maar we kregen geen nul, maar een waarde, 1,73 keer groter. Dit resultaat is niet onverwacht, omdat het geen algebraïsche, maar een geometrische aftrekking was.

Laten we deze gelegenheid aangrijpen om een ​​andere belangrijke omstandigheid te benadrukken die we in de toekomst herhaaldelijk zullen tegenkomen. Het bestaat uit het feit dat wanneer geometrisch één waarde van een andere wordt afgetrokken, gelijk aan modulo 1, in tegenstelling tot algebraïsche aftrekking, je niet alleen nul kunt krijgen, maar elke waarde van nul tot tweemaal de waarde. Wat hier is gezegd, wordt geïllustreerd in figuur 3 met verschillende voorbeelden. Aan de linkerkant namen we de vectoren af ​​die in fase samenvielen (verschuiving 0 °), en natuurlijk werd nul verkregen. Rechts worden vectoren verschoven met 45 ° afgetrokken: het verschil is 0,707 van de lengte van een van deze, enzovoort. En tenslotte, in figuur 3 aan de rechterkant - was het verschil twee keer zo groot als afnemen.

Figuur 3. Het verschil in vectoren is afhankelijk van de hoek ertussen.

Star Connection Power Consumers

Stroomontvangers kunnen geconcentreerde of verspreide belasting zijn. Bovendien kan deze uniform zijn, zoals bijvoorbeeld de wikkelingen van driefasige elektrische motoren en ongelijkmatig, zoals bijvoorbeeld de verlichting van huizen, straten en dergelijke.

De geconcentreerde belasting is: een elektromotor (Figuur 4, a), een condensatorbatterij (Figuur 4, b), een theaterluchter (Figuur 4, c), waarbij alle drie fasen zich in de onmiddellijke nabijheid bevinden.

De verdeelde belastingen zijn: verlichtingsnetwerken van huizen (figuren 4, d en e), waarbij vanaf de inleidende doos 1, stijgers 2 divergeren langs de trappenhuizen en op zijn beurt tak 3 in de appartementen. Het is heel belangrijk om te begrijpen dat in verlichtingsnetwerken niet alle gebieden een driefasige belasting hebben.

Vier voedingsdraden gaan inderdaad naar de invoerdoos: A, B, C en 0. Dit is een echt driefasig netwerk - alleen de onbalansstroom van het hele huis loopt door de nuldraad, die wordt bepaald door de ongelijke belasting van de fasen. Hetzelfde geldt voor de stijgbuizen 2 in afbeelding 4, g, waarbij een onbalansstroom door de nuldraad binnen een gegeven trap loopt.

Wat betreft de risers in figuur 4, d, die elk slechts één fase en nul hebben, evenals vertakkingen naar de appartementen, hoewel ze worden aangedreven door een driefasig netwerk, maar ze vertegenwoordigen een eenfasebelasting, evenals via fase- en nuldraden dezelfde stroom loopt (er zijn geen andere manieren). Daarom moeten de doorsnede van de fase- en neutrale draden hetzelfde zijn.

Figuur 4. Verbinding met een ster van stroomverbruikers.

Opmerking: bij een gelijkmatige belasting (Afbeelding 4, a - c) wordt een driedraads circuit toegepast. Onder niet-uniforme belasting (figuren 4, d en d) - vierdraads.

Om te begrijpen waarom ze dit doen, gaan we naar figuur 5. Figuur 5, a, toont drie groepen identieke lampen (dat wil zeggen, met gelijke nominale spanningen, in ons voorbeeld 127 V, en gelijke vermogens). Onder deze omstandigheden en de lineaire spanning van het 220 V-netwerk branden de lampen met een normale gloed. Maar het aantal gelijktijdig ingeschakelde lampen, evenals hun vermogen in verlichtingsnetwerken, is afhankelijk van de wens van de consument. In het specifieke geval kan de belasting van een van de fasen, bijvoorbeeld fase c, gedurende enige tijd volledig worden onderbroken (Figuur 5, b). En dan wordt de belasting van de andere twee fasen in serie verbonden. Als ze gelijk zijn, wordt de lijnspanning gelijk verdeeld tussen hen en branden de lampen met een korte hoeveelheid, aangezien 220 V / 2 = 110 V minder is dan de nominale spanning van 127 V.

Het is veel erger als sommige lampen die op een van de fasen zijn aangesloten, bijvoorbeeld fase b, bijvoorbeeld worden uitgeschakeld, zoals weergegeven in afbeelding 5, c. In feite is de weerstand van één lamp 3 keer de weerstand van een groep van drie lampen die parallel zijn aangesloten. Dit betekent dat de spanning van 220 V ongelijk verdeeld wordt: 165 V (¾ vanaf 220 V) heeft een grotere weerstand en de lamp kan doorbranden; 55 V (¼ vanaf 220 V) 2 is vereist voor minder weerstand.

Met een vierdraadsschakeling (Figuur 5, d) heeft de oneffenheid van de belasting van de fasen niet zoveel invloed op de lampwarmte omdat de belasting van elke fase direct is verbonden met beide aansluitingen van de fasewikkeling van de generator of de secundaire wikkeling van de transformator.

Opgemerkt moet echter worden dat ongelijkmatige belasting van de fasen zelfs in aanwezigheid van een neutrale draad een ongewenst verschijnsel is, in het bijzonder in gevallen waarbij de belasting wordt aangedreven door de secundaire wikkeling van een transformator verbonden in een ster, aangezien de ongelijke belasting in de transformator zijn magnetisch evenwicht verstoort. Deze belangrijke kwestie wordt besproken in het artikel "Het concept van het magnetisch evenwicht van een transformator."

Figuur 5. Kenmerken van de verbindingen in de ster van de belichting.

Verdeling van de belasting tussen fasen

Dus streven we er altijd naar om de fasen gelijkmatig te laden, dat wil zeggen om dezelfde kracht aan elk van hen te hechten. Wanneer het wordt belicht met gloeilampen, is het voldoende om de lampen correct tussen de fasen te verdelen. Bij TL-verlichting moet nog aan één voorwaarde worden voldaan, namelijk: lampen naast elkaar verbinden met verschillende fasen. Dit wordt als volgt uitgelegd: fluorescentielampen van 100 keer per seconde worden verlicht en gedoofd, aangezien de wisselstroom met een frequentie van 50 Hz 100 keer per seconde door nul gaat. Hoewel we deze lichtpulsen niet opmerken, hebben ze een negatief effect op het gezichtsvermogen. Als naast elkaar gelegen lampen zich in verschillende fasen bevinden, gaan ze uit en lichten ze niet-gelijktijdig op, wat de diepte van de verandering van de lichtstroom aanzienlijk zal verminderen.

Bovendien kan een diepe verandering in de lichtstroom het werkelijke beeld van de beweging van objecten vervormen. Laat bijvoorbeeld een roterend voorwerp gedurende de tijd dat de lamp uitgaat tijd hebben om het volledige aantal omwentelingen te maken. Dit betekent dat bij elke opeenvolgende belichting het object in dezelfde positie zichtbaar zal zijn, dat wil zeggen dat het objectief zal lijken. Als het roterende object tijd heeft om iets minder dan een volledige slag te maken tijdens de uitdoving, zal het lijken alsof de rotatie in de tegenovergestelde richting plaatsvindt. In een productieomgeving met mechanismen met draaiende onderdelen is dit buitengewoon gevaarlijk.

Waarom is het niet toegestaan ​​om de zekering in de nulleider aan te zetten?

Stel dat er een zekering is geïnstalleerd aan het begin van de stijgleiding, maar deze is gesprongen (in afbeelding 5 is deze doorgehaald).
In dit geval wordt het vierdraads circuit een drie-draadscircuit, met alle hierboven besproken nadelen, die inherent zijn aan ongelijke belasting van de fasen.

Volgens de regels voor de installatie van elektrische installaties (ПУЭ) aan het begin van de stijgleiding, is het niet toegestaan ​​om de zekering (schakelaar, automatisch) in de nulleider in te schakelen. Op de vloerflappen van trappen, van waaruit de stroom tussen appartementen varieert, worden zekeringen (stroomonderbrekers) alleen geïnstalleerd in de fasegeleider (figuur 5, e) of zijn er helemaal geen lont. In dit geval is echter de schakelaar B of de automatische schakelaar A, waarmee het gehele appartement kan worden losgekoppeld van de stijgleiding, verplicht.

Maar in appartementen waar mensen die geen speciale elektrotechnische opleiding hebben toegang hebben tot de zekeringen P, wat de reden is dat de staat van de zekeringen niet voldoende goed is, moeten ze op beide draden worden geïnstalleerd om de brandveiligheid te vergroten. Is dit niet in tegenspraak met wat hierboven is gezegd over de onontvankelijkheid om een ​​zekering op te nemen in de nulleider? Helemaal niet. Omdat de belasting in het appartement één fase is, aangezien dezelfde stroom door beide draden en zekeringen loopt. Dus de gesprongen zekering in een draad (fase of nul - ongeacht) kan niet leiden tot het verwarmen van de lampen: ze gaan gewoon uit.

Zekeringen in verlichtingsnetwerken maken plaats voor installatiemachines omdat de machines betere bescherming bieden en niet hoeven te worden vervangen. In nieuwe huizen worden lonten niet gebruikt. In oude appartementen is het mogelijk om, in plaats van files, stroomonderbrekers te installeren (figuur 6) met een schroefdraadbasis in de lont zonder enige installatiewerkzaamheden uit te voeren.

De doorsnede van de nuldraad in vierdraadsnetwerken

meestal minder dan de dwarsdoorsnede van de fasekabels. Daarom zijn in kabels voor vierdraadsnetwerken drie kernen dikker en is een die is ontworpen voor neutraal draad dunner. Een dergelijke kabel is bijvoorbeeld als volgt aangeduid: 3 x 16 + 1 x 10 (drie kernen met een doorsnede van 16 mm2 en een met een doorsnede van 10 mm²). In de praktijk is het echter vaak nodig om de dwarsdoorsnede van de neutrale draad te vergroten. Overweeg twee voorbeelden.

Figuur 7 toont drie groepen van noodverlichtingslampen I, II, III die normaal worden gevoed door de secundaire wikkeling van de transformator T (schakelaar K staat aan). Wanneer de wisselspanning verdwijnt, schakelt de magneetschakelaar uit en schakelen de lampen automatisch over naar de batterij AB. Tegelijkertijd is de "min" verbonden met de draad 1 (die voorheen nul was) en de "plus" is verbonden met de drie draden 2, 3 en 4 (die eerder fase waren). Terwijl de lampen werden gevoed door een transformator, was er in draad 1 een kleine stroom gelijk aan de meetkundige som van de stromen in draden 2, 3 en 4. Toen de lampen op de batterij schakelden, werd de stroom in draad 1 gelijk aan de rekenkundige som van de stromen, dat wil zeggen dat deze de stroom in draad 2 overschreed 3 of 4 ongeveer 3 keer. Daarom moet de dwarsdoorsnede van de draad 1 niet minder zijn, maar veel groter dan de dwarsdoorsnede van de draad 2, 3 of 4.

Afbeelding 7. De doorsnede van de nulleider in de noodverlichtingsschakeling die is omgeschakeld van AC naar gelijkstroom, moet groter zijn dan de doorsnede van de fasegeleider.

Het voorbeeld in figuur 7 verwijst naar een relatief klein aantal speciale elektrische installaties (bijvoorbeeld om theaters en concertzalen te dekken).

Het volgende voorbeeld is zeer wijdverspreid. We hebben het over de kracht van fluorescentielampen op een vierdraadssysteem. Onder deze omstandigheden, zelfs met een perfect uniforme belasting van de fasen, gaan stromen van hogere harmonischen door de nuldraad, hoofdzakelijk de derde harmonische stroom. Deze stroom is zo belangrijk dat de doorsnede van de vierde kern van een normale vieraderige kabel onvoldoende is. Overweeg deze vraag in meer detail.

Figuur 8a toont een sinusvormige stroom (curve 1) in fase A. Een dergelijke stroom zou bij gloeilampen onder belasting zijn geweest. Bij belichting met fluorescentielampen ontstaat bovendien een derde harmonische stroom (curve 2). De toevoeging van krommen 1 en 2 geeft curve 3, die laat zien dat de stroom in fase A niet sinusvormig is. Figuren 8, b en c tonen krommen voor fasen B en C. Vergelijkend krommen 2 in figuren 8, a, b en c, zien we dat de stromen van de derde harmonischen in fase samenvallen. Daarom worden ze rekenkundig opgeteld in de nuldraad en vormen ze een drievoudige frequentiecurve 4 van 150 Hz (figuur 8, d).

Figuur 8. In de nuldraad van een vierdraads driefasig netwerk dat fluorescentielampen levert, worden de stromen van de derde harmonischen van alle drie de fasen algebraïsch opgeteld, daarom moet de dwarsdoorsnede van de neutrale draad worden vergroot.

Afhankelijk van het schakelcircuit van fluorescentielampen, hun type, compensatiemethode voor inductantie van ballast smoorspoelen en dergelijke, heeft de stroom in de nulleider een grotere of kleinere waarde, maar deze is in elk geval groot en kan zelfs de stroom in de fasegeleider overschrijden.

Sterverbinding van transformatorwikkelingen

Figuur 9a toont een voorbeeld van de verbinding van de generator G, drie transformatoren Tl, T2, T3, elektromotor D en eenfasige belastingen N. In dit voorbeeld zijn de wikkelingen van de generator, transformatoren en elektromotor in een ster verbonden. Het is gemakkelijk te zien dat de primaire wikkeling van de transformator Tl een elektrische ontvanger voor generator G is, de secundaire winding van de transformator T1 dient als een stroombron voor de primaire wikkeling van de transformator T2. De secundaire wikkeling van de transformator T2 - stroombron voor de primaire wikkeling van de transformator T3. De secundaire wikkeling is een stroombron voor de elektromotor D en de belastingen van N.

Figuur 9. Verbinding met een stertransformator.

Vergelijking van transformatorcircuits T1, T2 en TZ toont aan dat ze niet hetzelfde zijn. Aldus is het neutrale punt van de primaire wikkeling van de transformator Tl geaard en derhalve verbonden met het geaarde neutrale punt van de generator G. De neutrale punten van de wikkelingen van de transformator T2 zijn niet afgeleid. De transformator TZ verwijderde het neutrale punt van de secundaire wikkeling, maar het is geïsoleerd van de grond. Natuurlijk worden de verbindingen getoond in Figuur 9, maar helemaal niet, hier alleen gegeven om typische gevallen van verbindingen met de ster te illustreren.

De figuren 9, b en c tonen respectievelijk dat in een ster het mogelijk is om zowel drie enkelfasige transformatoren als een driefase transformator te verbinden.

Figuur 9, d geeft voorbeelden van verschillende verbindingen van transformatorwikkelingen in een ster. Hier zijn de letters A, B, C het begin en X, Y, Z de uiteinden van de hoogspanningswikkelingen (HV); a, b, c en x, y, z - het begin en het einde van de wikkelingen van de laagste spanning (LV). Afbeelding 9, d illustreert de verbindingen in de ster met de afgeleide neutrale wikkeling HV (links), opwindende HH (midden) en beide wikkelingen (rechts).

We beperken ons tot nu toe tot de algemene opmerking dat niet alle methoden om transformators met een ster te verbinden gelijk zijn. Het verschil in hen wordt bepaald door een aantal redenen die niet onmiddellijk verklaard kunnen worden, en daarom zullen ze duidelijk worden in de loop van de verdere presentatie.

Neutrale grond

Oudere PUE-releases gaven aan dat stedelijke elektrische netwerken met spanningen van meer dan 1000 V driefasig moeten zijn met geïsoleerde nulleider, en distributienetwerken in nieuwe steden moeten driefasen vierdraads zijn met een sterk geaarde nulleider op 380/220 V. Er zijn ook 220/127 V-netwerken. en hun neutraal is geïsoleerd. Met geïsoleerde neutrale pons worden zekeringen gebruikt.

De wikkelingen van transformatoren van huishoudelijke fabrieken met een spanning van 110 kV en hoger zijn gemaakt om te werken met een geaarde nulleider, omdat ze niet volledig geïsoleerd zijn vanaf de zijkant van de neutrale klemmen.

Neutrale aarding en veiligheid

Laten we even uitleggen waarom een ​​neutrale is geaard in netwerken tot 1000 V, om welke reden een geïsoleerde neutrale soms de voorkeur verdient, waarvoor doordringende lonten worden gebruikt.

Figuur 10a toont de secundaire wikkelingen van een transformator T, die een 380/220 V vierdraads netwerk levert, waarvan de nulleider is geïsoleerd. Stel dat op dit moment het isolement perfect functioneel is. Niettemin vertoont de figuur drie weerstanden die verbonden zijn met een ster. Het neutrale is land. Deze weerstanden tonen op conventionele wijze de imperfectie van de isolatie van draden, die tot op zekere hoogte nog steeds stroom geleidt. Dezelfde afbeelding toont drie condensatoren C aangesloten in een ster. Het neutrale is ook het land. Condensatoren geven gewoonlijk de elektrische capaciteit van de draden ten opzichte van de aarde weer, wat erg belangrijk is in AC elektrische installaties, omdat de capaciteit stroom geleidt.

Figuur 10. Neutraal potentiaal. Aarding in driefasige systemen.

Welke spanningen zijn er in deze elektrische installatie? Tussen de lijndraden van 380 V, tussen elke lijnkabel en de transformator neutraal 220 V, tussen elke lijndraad en de aarde 220 V. Waarom? Omdat de aarde de neutrale van de sterren bleek te zijn van drie gelijke weerstanden r en drie gelijke capaciteiten C. En als de lijndraad ten opzichte van de nulleider van de transformator dezelfde spanning heeft als die van de aarde, dan is het duidelijk dat tussen de nulleider van de transformator en de aarde de spanning nul is.

De aanraking van een persoon die op de grond staat met een van de lineaire draden is onveilig, omdat de stroom door onvolmaakte isolatie, de capaciteiten van de draden en het menselijk lichaam gaat. Op een bepaald moment wordt de richting ervan weergegeven in Afbeelding 10, b. De sterkte van de stroom, en daarmee de mate van gevaar, wordt bepaald door de waarden van de weerstanden, capaciteiten en fasespanningen. Met andere woorden, in dit geval is de persoon onder spanning van 220 V.

Maar wat gebeurt er als een van de lijndraden geaard is en een persoon die op de grond staat de andere lijndraad raakt? Uit figuur 10c is het duidelijk dat de persoon zich nu niet onder de fase bevindt, maar onder de lineaire spanning van 380 V, wat veel gevaarlijker is.

In netwerken met een geaarde nulleider valt een persoon die op de grond staat en een lineaire draad aanraakt onder fasespanning (Afbeelding 10, g). Als een andere lijndraad geaard is (Afbeelding 10, d), zal de zekering doorslaan, maar de spanning wordt niet verhoogd van fase naar lijn (zoals in netwerken met geïsoleerde nulleider).

Dit betekent dat zowel in een 380/220 V-netwerk met een geaarde nulleider, en in een 220/27 V-netwerk met een geïsoleerde nulleider, een persoon die een blootliggende draad aanraakt mogelijk onder een spanning van 220 V valt. Maar een 380/220 V-netwerk is winstgevender dan een 220/127 netwerk. B, omdat voor het overbrengen van hetzelfde vermogen op 380/220 V kleinere draden nodig zijn.

Waarschuwing. Om ervoor te zorgen dat de aarding veilig is, moet strikt worden voldaan aan een aantal vereisten. Speciale aandacht wordt besteed aan deze speciale uitgave in het EMP, een aantal boeken is gewijd, waaronder het boek van M.R. Nayfeld "Aarding en andere beschermende maatregelen" en P. A. Dolin "Effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam en eerste hulp aan de gewonden."

Stanszekering

De isolatie van de hoog- en laagspanningswikkelingen (HV en HH) van de transformator kan leiden tot een massale uitval van de isolatie in laagspanningsnetwerken en schade aan personen. Om gevaarlijke verschijnselen in netwerken met geïsoleerde neutraal te voorkomen, past u penetrerende lont toe. De doordringende lont wordt ingeschakeld tussen de nulleider van de transformator en de grond wanneer deze is verbonden met een ster (figuren 11, a en c) of tussen een van de fasedraden en de aarde wanneer deze is verbonden met een driehoek (zie het artikel "Aansluitschema driehoek"), zoals weergegeven in afbeelding 11, b.

Afbeelding 11. Geperforeerde zekeringen in netwerken met geïsoleerde neutraal.

In de doorslagzekering is een stroomvoerende deel verbonden met de neutrale (fase) van de transformator, de andere is geaard, maar daartussen bevindt zich een mica-pakking met gaten. Bij normale spanning isoleert de pakking de neutrale (fase) betrouwbaar van de aarde. Wanneer de hogere spanning echter naar de laagspanningswikkeling gaat, breekt de doordringende lont door en plant de wikkelingen.

Als de neutrale grond van de piercer dierbaar is, is er geen lont nodig.

Neutrale aarding en ononderbroken voeding

Naast de veiligheidsvoorwaarden is er nog een ander belangrijk punt, namelijk: ononderbroken stroomtoevoer naar de consument, die, indien opgelost, niet onverschillig is voor aarde-neutraal of geïsoleerd. De essentie van de zaak is als volgt.

In een netwerk met een geïsoleerde nulleider, wanneer de aardingsdraad geaard is, branden de zekeringen niet (de stroomonderbreker wordt niet uitgeschakeld), omdat er geen kortsluiting is. Tussen de lineaire draden, evenals tussen de lineaire draden en de neutrale transformator, blijven normale voltages en verbruikers van elektriciteit kunnen nog enige tijd blijven werken.

In een netwerk met een geaarde nulleider, leidt het uitvallen van de isolatie van de lijndraad tot kortsluiting, de zekeringen blazen of de stroomonderbreker wordt losgekoppeld, het werk van consumenten wordt verstoord. Daarom is de ononderbroken stroomtoevoer hoger in netwerken met geïsoleerde nulleider.

De volgende belangrijke omstandigheden moeten worden benadrukt:

a) Hoewel het werk van consumenten mogelijk is in netwerken met geïsoleerde nulleider, is een dergelijk regime gevaarlijk voor het isoleren van andere fasen en apparatuur die daarop is aangesloten. Het is een feit dat tijdens een metaalkortsluiting naar de aarde van een van de fasen, de spanning van de andere fasen ten opzichte van de "aarde" 1,73 maal toeneemt vergeleken met de normale spanning, en de nulpuntspanning verschuift en gelijk wordt aan de fasespanning ten opzichte van de aarde. Inderdaad, wanneer de draad geaard is (Figuur 12, a), blijven de lineaire spanningen AB, BC, CA hetzelfde; De fasespanningen AO, BO, CO veranderen ook niet. Maar met betrekking tot de "grond" veranderen de spanningen. Voor de fasen A en C nemen ze toe tot waarden AB respectievelijk BC. Voor fase B wordt de spanning ten opzichte van aarde tot nul herleid. De spanning van de nulleider ten opzichte van de aarde neemt toe van nul tot een waarde van 0B gelijk aan de fasespanning.

Figuur 12. Neutrale offset in een netwerk met geïsoleerde nul in de noodmodus.
a - fase grond; b - kortsluiting op de belasting van een van de fasen; c - fase-onderbreking.

Als de schakeling via de boog plaatsvindt, kan de overspanning 2 - 2,5 maal hoger zijn dan de fasespanning. Capacitieve stromen van alle fasen, die met grote kabellijnen groot zijn en verwarming in plaatsen van isolatiefalen kunnen veroorzaken, zullen door het circuit gaan. Daarom zijn er in energiecentrales en onderstations vaak apparaten die continu de toestand van de isolatie ten opzichte van de grond controleren. Het principe van hun werking is te vinden in de artikelen "Open Triangle Open Open Triangle" en "Examples of Connections of Measuring Transformers".

b) Als de nulleider van de belasting 0 'niet verbonden is met de nul 0 van de secundaire wikkeling van de transformator (Figuur 12, b), dan als de kortsluiting van één fase voorbij is, valt de potentiaal van de lijndraad B in de neutrale 0' van de belasting. Dit betekent dat de belasting verbonden met fasen A en C een aanzienlijk verhoogde spanning zal hebben (lineair in plaats van fase).

c) Als de nulleider van de belasting 0 'niet verbonden is met de nul 0 van de secundaire wikkeling van de transformator (Figuur 12, c) en in één fase, bijvoorbeeld in fase B, de zekering eruit blaast (doorgestreept), dan zal bij de belastingen van fase A en C de spanning afnemen en 220 V worden / 2 = 110 V in plaats van 220 / √3 = 127 V (een 220/127 V-netwerk wordt overwogen). De spanning op de klemmen van de gesprongen zekering zal 1,5 keer de fasespanning zijn, dat wil zeggen 127 x 1,5 = 190 V.

Laad de neutrale offset

De bovenstaande figuur 12 illustreert de noodgevallen van neutrale verplaatsing (aarding, kortsluiting, fase-uitval). Maar de neutrale kan in normale omstandigheden verschuiven vanwege de ongelijkmatige belasting van de fasen.

Overweeg enkele voorbeelden.

Figuur 13. De verplaatsing van de neutrale met verschillende soorten belasting.

Met een uniforme maar ongelijkmatige belasting 4, wordt de neutraal vanaf punt 0 (figuur 13, a) verschoven naar het punt 0 'en de richting van verplaatsing en de waarde ervan hangen af ​​van de verhouding van de faseladingen. Maar op de een of andere manier vertegenwoordigt het 0-0 'segment op een bepaalde schaal de spanning tussen de neutrale en neutrale belasting van de transformator. Het is deze spanning die de stroom in de neutrale draad creëert als de neutralen zijn aangesloten:

a) de belasting H en de secundaire wikkeling van de transformator T3 (zie figuur 9, a);
b) primaire wikkeling van opvoertransformator T1 en generator G (zie figuur 9, a).

En als de neutralen niet verbonden zijn? Dan is het magnetische evenwicht in de transformator verbroken. De oorzaken en gevolgen van deze overtreding worden besproken in het artikel "Het concept van het magnetisch evenwicht van een transformator".

Vooral aanzienlijk verschuift de lastneutraal met een heterogene belasting, zelfs als de belastingen van de module (in absolute waarde) van alle fasen gelijk zijn. In figuur 13b zijn bijvoorbeeld lampen verbonden met fasen C en B (resistieve belasting) en fase A is condensator C. De neutrale is zo verplaatst dat een van de lampen zwak (50 V) brandt en de andere helder is (190 V). Het beeld is vergelijkbaar bij het vervangen van een condensator door een inductor L, maar nu zal een andere lamp fel gloeien (Figuur 13, c). Dit wordt verklaard door het feit dat de stroom in de condensator voor ligt en dat de stroom in de inductantie achterblijft bij de spanning van zijn fase.

Een nog meer opvallende verplaatsing van de nulleider wordt getoond in Fig. 13, g, waar de volgende zijn bevestigd: naar fase A - condensator, naar fase B - inductantie, naar fase C - actieve belasting. Het neutrale punt van de belasting 0 'ging voorbij de delta en de spanning bij de belasting van 423 en 220 V was vele malen hoger dan de fasespanning van 127 V.

Belangrijke opmerking. In de voorbeelden die worden beschouwd in figuur 13, b - d, ging het om de verplaatsing van de belastingneutrale en niet om de generator of de secundaire wikkeling van de transformator. Op de condensator, inductantie en actieve weerstand, verbonden in een ster (Fig. 13, b - d), veranderde de spanning aanzienlijk ten opzichte van de fase. Maar is dit van invloed op het werk van andere consumenten die op hetzelfde netwerk zijn aangesloten? Om deze vraag te beantwoorden, gaan we naar figuur 13, d, ervan uitgaande dat de verbinding die wordt weergegeven door de stippellijn, ontbreekt. Het is gemakkelijk om te zien dat elke groep consumenten (R - C - L, lampen L, elektromotor D) een eigen nulleider heeft. Drie identieke lampen zijn een uniforme uniforme belasting, dus hun neutraal wordt niet verschoven; daarom zijn de spanningen op de lampen hetzelfde en gelijk in ons voorbeeld 127 V. Hetzelfde kan gezegd worden over de spanningen op de motorwikkelingen.

Het is een andere zaak als consumenten-neutralen zijn aangesloten (streepjeslijn). Dan is de wederzijdse invloed van belastingen onvoorwaardelijk, maar de mate wordt bepaald door de verhouding van belastingen. En het is duidelijk dat hoe groter het netwerk en hoe krachtiger de generatoren en transformatoren, hoe minder elke consument de neutrale verplaatsing beïnvloedt.

De heterogeniteit van de belasting is alleen van invloed op het werk van andere consumenten als deze relatief zo ​​groot is dat deze het magnetische evenwicht van de transformator aanzienlijk kan verstoren.

De gegeven voorbeelden bepalen bij het onderzoeken van figuren 12 en 13 de cijfers, bijvoorbeeld uit topografische 5 diagrammen en worden berekend volgens de methoden die lezers kunnen leren in elke cursus elektrotechniek. Deze cijfers worden echter bepaald in de veronderstelling dat de spanning op de klemmen van de generator of transformator ongewijzigd blijft ongeacht de belasting. In feite is dit niet altijd het geval. En in die zin is het helemaal niet onverschillig hoe de windingen zijn verbonden (in een ster, zigzag of driehoek). Het is ook belangrijk dat de transformatie wordt uitgevoerd met drie enkelfasige (figuur 9, b) of één driefasige transformator (figuur 9, c), zie de artikelen "Het concept van magnetisch evenwicht van een transformator" en "zigzag".

Video 1. Faseverschuiving

1 Een vector wordt gedefinieerd door lengte en richting. De lengte van een vector wordt de module genoemd.
2 Strikt genomen wordt de spanning enigszins anders verdeeld. Het is een feit dat hoe warmer het gloeidraad van de lamp, hoe groter de weerstand ervan, en aangezien een lamp brandt met een speer, en drie met een te lage hoek, zal het verschil in hun weerstanden zelfs groter zijn.
3 De spanning tussen de geïsoleerde nulleider van de transformator en de aarde is alleen nul in die gevallen waarin het netwerk niet is geladen of als de belasting van alle fasen exact hetzelfde is. Bij niet-uniform laden van fasen is er een verschuiving van een neutraal.
4 De belasting van alle fasen is actief (lampen, ovens), zowel inductief als capacitief.
5 Topografisch diagram is een vectordiagram waarin elk punt van het diagram overeenkomt met een bepaald punt van de ketting. Daarom drukt de vector, getekend vanaf de oorsprong naar elk punt van het topografische diagram, in grootte en fase de potentiaal af van het corresponderende punt van de schakeling, en het segment dat twee willekeurige punten van het diagram verbindt, representeert de spanning tussen de corresponderende punten van de schakeling.

Bron: Kaminsky E.A., "Star, Triangle, Zigzag" - 4e editie, herzien - Moskou: energie, 1977 - 104c.

Je Wilt Over Elektriciteit

  • Starten van de motor met een faserotor

    Verlichting

    De starteigenschappen van een asynchrone motor hangen af ​​van de kenmerken van het ontwerp, in het bijzonder van het rotorapparaat.Het starten van een inductiemotor gaat gepaard met een tijdelijk proces van de machine, verbonden met de overgang van de rotor van een rusttoestand naar een toestand van uniforme rotatie, waarbij het motorkoppel het moment van weerstandskrachten op de as van de machine in evenwicht brengt.

  • Hoe verbinding maken met de machine?

    Bedrading

    Op het werk, onze belangrijkste driefasige automatische machine (geïmporteerd) uitgebrand, voedt het hele gebouw. We gaan het vervangen. Aan de ingang van de machine zijn aan de uiteinden drie draden van 16 vierkanten gesoldeerd.

  • Productcatalogus

    Veiligheid

    Decodering SIP-2AElementen van constructie SIP-2ASIP-2A toepassingsgebiedDraden van SIP-2A zijn bedoeld voor snelwegen van bovengrondse transmissielijnen (VL) en lineaire aftakkingen van VL voor nominale spanning tot maximaal 0,6 / 1 kV inclusief met een nominale frequentie van 50 Hz.