Нулевой провод в трехфазной сети для чего нужен: Трехфазная сеть ток в нулевом проводнике

Содержание

Что такое “фаза”, “ноль” и “земля”, и зачем они нужны.

Начнём с основ.
Допустим, на электростанции, вращается магнит (для примера – обычный, а в реальности – электромагнит), называемый “ротором”, а вокруг него, на “статоре”, закреплены три катушки (размазаны по статору).


Вращает этот магнит, скажем, поток воды на ГидроЭлектроСтанции.





Поскольку в таком случае магнитный поток, проходящий через катушки, меняется, то в катушках создаётся напряжение.
Каждая из трёх катушек – отдельная цепь, и в каждой из этих трёх цепей возникает одинаковое напряжение, сдвинутое на треть окружности друг относительно друга.
Получается “трёхфазный генератор”.


Можно было бы с одной такой катушки два провода просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитывать.


Но можно сделать экономнее: зачем тащить два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить, а от второго конца вести провод в дом.
Этот провод назовём “фазой”.

В доме этот провод подсоединить к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки – заземлить.
Получим то же самое электричество.

Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: (например) левые концы катушек соединим вместе тут же, и заземлим.
А оставшиеся три провода и потянем к потребителю.
Получится, мы тянем к потребителю три “фазы”.
Вот мы и получили “трёхфазный ток”.
Точнее, генератор “трёхфазного тока”.
Это “трёхфазное” напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой).


“Трёхфазный ток” был изобретён Николой Теслой.


Передача электричества в виде трёхфазного тока, некоторые говорят, экономичнее (я не знаю, чем), и там ещё, говорят, у него есть разные преимущества над обычным током для промышленного применения.
Например, все вращающиеся штуки на заводах — станки там, двигатели, насосы, и прочее — сделаны именно для трёхфазного тока, поскольку гораздо легче построить вращающуюся хрень на трёхфазном токе: достаточно просто точно так же подсоединить эти три фазы к трём катушкам на окружности, и в центр вставить металлический стержень с рамкой — и будет он сам крутиться, как только пойдёт ток.

Такой агрегат называется «трёхфазным двигателем».
Поскольку изначально электричеством заморачивались именно на заводах (не было тогда ещё в домах компьютеров, холодильников и люстр), то исторически всё идёт от промышленности в первую очередь.
Поэтому, видимо, ток из электростанции в ЛЭП пускают всегда трёхфазным, с напряжением 35 килоВольтов между фазами (а ток — около трёхсот Амперов).

Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак.
Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение.
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).
Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока наращивая напряжение.
Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не что-то отдельное, поэтому его не волнует, каким образом эта мощность к нему в дом попадёт.

Кстати, интересный момент: над силой тока в линии электропередачи мы вообще говоря не властны: сила тока — это мера того, как сильно ток течёт по проводам.
Можно сравнить это с силой тока холодной воды по трубам: если все краны включат в ванных, то сила тока воды будет очень большой, а если, наоборот, все краны свои закроют, то вода по трубам вообще не будет течь, и мы никак не можем управлять этой силой тока.
А вот напряжению тока вообще без разницы, потребляет ли кто-нибудь ток, или нет — оно полностью в нашей власти, и только мы можем им управлять.

Поэтому в ЛЭП за основу берётся именно напряжение тока, и именно с ним работают: перед передачей тока по проводам, излишнюю силу тока, выработанного электрогенератором, перегоняют в напряжение, а при приёме тока в «подстанции» во дворе вашего дома – наоборот, излишнее напряжение перегоняют обратно в силу тока, поскольку весь путь успешно пройден током с минимальными потерями.

Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под проводом, или ещё чего-нибудь).
Кстати, забавное видео про короткое замыкание на линии ЛЭП:



Теперь рассмотрим подробнее “трёхфазный ток”.
Это три провода, по которым течёт одинаковый ток, но сдвинутый на 120 градусов (треть окружности) друг относительно друга.
Какое напряжение у этого тока?
Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.
Напряжением трёхфазного тока называется напряжение между двумя его фазами (“линейное” напряжение).
Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется соединением по схеме “звезда”), мы получили “нейтраль” (G на рисунке).
В ней, как нетрудно догадаться (или посчитать по формулам тригонометрии) напряжение равно нулю.

Пока просто попробуем подключить генератор к нагрузке, стоящей рядом.
Если все три выходящие из генератора линии соединить, через сопротивления, во вторую “нейтраль” (точка G), то мы получим так называемый “нулевой провод” (от G до M).




Зачем нам нужен нулевой провод?
Можно было бы дома просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки, а другой шпенёк вилки соединять с землёй, и чайник бы кипел.
Вообще, как я понял, так и делают в старых советских домах: там есть только фаза и земля в квартирах.
В новых же домах в квартиры входят уже три провода: фаза, земля и этот «ноль».
Это европейский стандарт.
И правильно соединять именно фазу с нулём, а землю вообще оставить в покое, отдав ей только роль защиты от удара током («заземление»).
Потому что если все на землю ещё и ток будут пускать, то само заземление станет опасным — абсурд получится.
Ещё некоторые мысли по поводу того, зачем нужны все три провода, есть в конце этой статьи, можете сразу пролистать и прочитать.

Теперь попробуем посчитать напряжение между фазой и “нейтралью”.
Вот ещё ссылка с расчётами.
Пусть напряжение между каждой фазой и “нейтралью” равно U.
Тогда напряжение между двумя фазами равно:
U sin(a) – U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
То есть, напряжение между двумя фазами в √3 раз больше напряжения между фазой и “нейтралью”.
Поскольку наш трёхфазный ток на подстанции имеет напряжение 380 Вольт между фазами, то напряжение между фазой и нулём получается равным 220 Вольтам.
Для этого и нужен “ноль” – для того, чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети, иметь напряжение в 220 Вольт – ни больше, ни меньше.
Если бы не было нулевого провода, то при разной нагрузке на каждую из фаз возник бы “перекос” (об этом ближе к концу статьи), и у кого-то что-то могло бы сгореть.

Ещё один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали у генератора.


А откуда взять нейтраль на дворовой подстанции?
В дворовой подстанции трёхфазное напряжение снижается (трёхфазным) трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.
Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на рисунке.
Поэтому их тоже можно друг с другом соединить, и получить “нейтраль” на подстанции. А из нейтрали – “нулевой провод”.
Таким образом, из подстанции выходят “фаза”, “ноль” и “земля”, идут в каждый подъезд (своя фаза в каждый подъезд, наверное), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки.

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: “фаза”, “ноль” (“нейтраль”) и “земля”.
“фаза” – это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт).
“ноль” – это провод от (заземлённой – воткнутой в землю – на подстанции) “нейтрали”.
“земля” – это провод от заземления (скажем, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю).

По подъездам получается такая разводка (если предположить, что подъезд = квартира):



На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках – в конце подъезда, после того, как они пройдут по всем квартирам – вообще не соединены никуда.
Потому что если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на «ноль», то ток гулял бы себе по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления, и в квартиры (под нагрузку) вообще бы не заходил.
А так, он вынужден будет идти через квартиры.
И делиться будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока – тем больше, чем больше нагрузка.
То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти “каждому по потребностям” (и проходить через счётчик, который это всё будет считать).
Но для того, чтобы ток был постоянным по мере включения и отключения новых потребителей, нужно, чтобы сила тока в общем проводе каждый раз сама подстраивалась под подлюченную нагрузку.

Что может быть, если все включат обогреватели зимним вечером?


Ток в ЛЭП может превзойти допустимые пределы, и могут либо провода загореться, либо электростанция сгорит (что и было несколько раз в москве, но летом).

Есть ещё один вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было бы тянуть только два – фазу и ноль или фазу и землю?

Фазу и землю тянуть не получится (в общем случае).
Это выше мы посчитали, что напряжение между фазой и нулём всегда равно 220 Вольтам.
А вот чему равно напряжение между фазой и землёй – это не факт.
Если бы нагрузка на всех трёх фазах всегда была равной (см. схему “звезды”), то напряжение между фазой и землёй было бы всегда 220 Вольт (просто вот такое совпадение).
Если же на какой-то из фаз нагрузка будет значительно больше нагрузки на других фазах (скажем, кто-нибудь включит супер-сварочную-установку), то возникнет “перекос фаз”, и на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить вплоть до 380 Вольт.
Естественно, техника (без «предохранителей») в таком случае горит, и незащищённые провода тоже, что может привести к пожару.
Точно такой же перекос фаз получится, если провод “нуля” оборвётся или отгорит на подстанции.
Поэтому в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме нужен провод “земли”?
Для того, чтобы “заземлять” корпусы электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), для того, чтобы от них не било током.
Приборы тоже иногда ломаются.
Что будет, если провод фазы, где-нибудь внутри прибора, отвалится и упадёт на корпус прибора?
Если корпус прибора вы заранее заземлили, то возникнет “ток утечки” (упадёт ток в основном проводе фаза-ноль, потому что почти всё электричество устремится по пути меньшего сопротивления – по почти прямому замыканию фазы на ноль).
Этот ток утечки будет замечен “Устройством Защитного Отключения” (УЗО), и оно разомкнёт цепь.
УЗО наблюдает за входящим в квартиру током (фаза) и изходящим из квартиры током (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.
Если эти токи разные – значит, где-то “протекает”: где-то фаза имеет какой-то контакт с землёй.
Если эта разница резко подскакивает – значит, где-то в квартире фаза замкнула на землю.
Если бы в щитке не стояло УЗО, и вышеупомянутый провод фазы внутри корпуса, скажем, компьютера, отвалился бы, и замкнулся бы на корпус компьютера, и лежал бы так себе, а, потом, через пару дней, человек стоял бы рядом, и разговаривал по телефону, оперевшись одной рукой на корпус компьютера, а другой рукой – скажем, на батарею отопления, то догадайтесь, что бы стало с этим человеком.
Так что “земля” тоже нужна.

Поэтому нужны все три провода: “фаза”, “ноль” и “земля”.

В квартире к каждой розетке подходит своя тройка проводов “фаза”, “ноль”, “земля”.
Например, из щитка на лестничной площадке выходят три этих провода (вместе с ними ещё телефон, витая пара для интернета и мб какое-нибудь кабельное ТВ), и идут в квартиру.
В квартире на стене висит внутренний щиток.
Там на каждую “точку доступа” к электричеству стоит свой “автомат”.
От каждого автомата своя, отдельная, тройка проводов уже идёт к “точке доступа”: тройка к печке, тройка к посудомойке, тройка на зальные розетки и свет в люстре, и т.п..
Каждый “автомат” изготовлен на заводе под определённую максимальную силу тока.
Поэтому он “вырубается”, если вы даёте слишком большую нагрузку на “точке доступа” (например, включили слишком много всего мощного в розетки в зале).
Также, автомат “вырубится” в случае “короткого замыкания” (замыкания фазы на ноль), чем спасёт вашу квартиру от пожара.
Вас самих он не спасёт (слишком медленный). Вас спасёт толькоУЗО.

Под конец, просто так, напишу немного про “трансформатор” (читать не обязательно).



Я пробовал несколько раз понять, как он работает, но так и не понял…

Сила тока в цепи всегда подстраивается под подключённую нагрузку.
Для понимания этого факта можно рассмотреть, как работает трансформатор на подстанции.

Трансформатор – это сердечник, на котором две катушки: по одной ток входит, а по другой – выходит.



Если мы не выводим оттуда ток, то вводящая катушка – сама по себе, и она создаёт магнитный поток, который в свою очередь создаёт “сопротивляющееся напряжение” (это называется “ЭДС самоиндукции”), равное напряжению во вводящей цепи, и сводящее его в ноль.
Это “природное” свойство катушки (“индуктивности”) – она всегда сопротивляется какому бы то ни было изменению напряжения.
И по подключенному участку вводящей цепи ток практически не идёт (этот участок отводится от ЛЭП параллельно, чтобы, если в нём ток пропадёт, то у всех остальных ток остался), и практически нет потерь на таком “холостом ходу” трансформатора.

Потеряется только малость энергии, в том числе энергия, потраченная на “гистерезис” сердечника и на разогрев сердечника вихревыми токами (поэтому особо мощные трансформаторы погружают в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяясь по сердечнику внутрь выводящей катушки, создаёт в ней тоже напряжение, которое могло бы вызвать протекание тока, но поскольку в данном случае к выводящей цепи мы ничего не подключили, то тока там не будет.

Если же мы начинаем выводить ток – замыкаем выводящую цепь – то по выводящей катушке начинает идти ток, и она тоже начинает создавать своё магнитное поле в сердечнике, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции вводной катушки уменьшается, и более не компенсирует напряжение во вводной цепи, и по вводной цепи начинает течь ток. Ток нарастает до тех пор, пока магнитный поток “не станет прежним”. Как это – я хз, в википедии так написано, а сам я так и не понял, как этот трансформатор работает.

Поэтому получается, что ток на выходе из трансформатора сам себя регулирует: если нет нагрузки, то там не течёт ток; если есть нагрузка – то ток течёт соответствующий нагрузке.
И если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не “вырубается”, так как сила тока тут же подстраивается под нас – потребителей электроэнергии.

Чем опасен обрыв нуля в однофазной и трехфазной сетях?

Автор newwebpower На чтение 5 мин. Просмотров 1.4k. Опубликовано Обновлено

Как известно, электрический ток течет по замкнутой цепи, выполняя при этом работу. Домашняя электросеть является одним из множества ответвлений глобальной сети энергоснабжения. Это означает, что для работы домашних электроприборов необходимо, чтобы было подведено минимум два проводника, по которым будет течь ток.

По рациональным причинам, описанным ниже, их называют фазным и нулевым рабочим проводом (N). В данной статье разъясняется функция рабочего нулевого проводника, и описываются проблемы, возникающие, если происходит аварийный обрыв нуля.

Практически все взрослые люди знают, что нулевой проводник сети, работающий в штатном режиме, не представляет угрозы при прикосновении, так как на нем нет опасного для здоровья напряжения. Но, это не означает, что через провод ноля не течет ток – нужно четко различать эти понятия. В идеальной цепи ток фазного и нулевого проводника идентичен.

Функция рабочего ноля

В процессе изучения электричества ученые поняли, что земля (грунт, геологические породы и вся планета целиком) является неплохим проводником электрического тока. В принципе, для энергоснабжения было бы достаточного одного провода с электрическим потенциалом, а грунт бы выполнял функцию обратного участка цепи.

Кривая зависимости удельного сопротивления грунта от влажности

Но прогресс не пошел по этому направлению из-за необходимости создания систем заземления с большой контактной площадью, и при этом имеющих нестабильные характеристики и требующие постоянного обслуживания и защиты от влияния среды и электролитических процессов.

Поэтому дешевле и надежнее было провести два проводника, чтобы создать замкнутую цепь. Было решено один из проводов электрически соединить с землей, то есть, потенциал на данном проводнике относительно грунта равняется нолю. Данное решение было принято в целях электробезопасности ради зануления корпусов электрооборудования.

Схематическое отображение заземления и зануления

В наше время, функции защиты (зануления) выполняет защитный заземляющий проводник PE, а провод ноля используется только для протекания рабочего тока цепи. Термин «фазный провод» не имел бы смысла в однофазной сети, но, поскольку синусоидальное напряжение смещено по фазе относительно аналогичного параметра у других проводников электросети, данное название принято в обиходе.

В системах электроснабжения бытовых потребителей рабочий нулевой проводник всегда имеет контакт с землей (исключение: изолированная нейтраль). В цикле статьей о заземлении подробно описаны принципы разделения совмещенного нулевого провода на рабочий и защитный ноль в различных системах. Это означает, что напряжение относительно земли на рабочем ноле в однофазных и трехфазных системах нулевое (безопасное для людей и оборудования).

Схематическое отображение энергоснабжения жилого дома по системе заземления TN-C-S

Аварийное отключение рабочего ноля

Электрики знают, что и на нуле небольшой потенциал все же есть, и он зависит от величины протекающего тока (I) и удаленности от точки заземления. Чтобы понять данный процесс, нужно вспомнить задачу из школьного курса физики о расчете напряжений (делитель U1, U2 ) в точке соединения двух последовательно включенных сопротивлений (R1, R2). В нашем случае это будут сопротивления кабеля фазы и подключенной нагрузки (R1,) и R2 участка нулевого провода до точки заземления.

Делитель напряжения, образующий ноль в розетке

Если сопротивление нагрузки (R1) многократно превышает аналогичный параметр (R2) участка рабочего ноля, то потенциал на контакте ноля в розетке будет ничтожно малым. При большой протяженности рабочего нуля до точки заземления, напряжение U2 гипотетически рассчитываем по школьной формуле из рисунка выше.  Но, если происходит обрыв нулевого провода, то при включенном в домашнюю сеть электрооборудовании на любом контакте ноля каждой розетки будет фазное напряжение U1.

При обрыве ноля индикатор будет показывать две фазы в розетке

Казалось бы, при современных системах заземления, исключающим зануление, пропажа нуля, не несет никакой опасности, ведь корпусы оборудования надежно заземлены, а сами электроприборы перестанут работать из-за прекращения тока. В однофазной домашней электрической сети будет именно так, если ноль оторвался сразу при вводе в дом.


Влияние обрыва ноля на потребителей

Но, если случается обрыв нуля где-то на трехфазной линии, то на оставшейся цепи, от разрыва до дома формируется напряжение подключенной нагрузкой от других фаз соседних потребителей электроэнергии. Если бы ток нагрузки всех трех фаз был идентичен, то сформировавшийся потенциал на нулевом проводнике был бы близким к нолю.

В реальности, при аварийных ситуациях нагрузка на фазах неравномерная, что означает смещение напряжения на нулевом проводнике в сторону большего фазного тока. Соответственно, разница потенциалов между образовавшимся нулем и двумя другими фазами окажется значительно большей, чем обычное напряжение сети электропитания.



Поэтому обрыв нулевого провода для бытовых электроприборов означает провал напряжения при попадании на фазу с наибольшим количеством подключенных потребителей, или превышение потенциалов выше допустимых параметров электропитания, если не повезет оказаться на двух других фазах.

Способы защиты от обрыва ноля

Для уменьшения потенциала на нулевом проводнике и соответственно, ради увеличения эффективной разницы между штатным фазным напряжением сети и нулем применяют многократное повторное заземление совмещенного ноля. Эта мера также предназначена для уменьшения негативных последствий для потребителей вследствие обрыва нулевого проводника в сети электроснабжения.

Стрелкой указано повторное заземление ноля (PEN) на опоре воздушной линии

К сожалению, во многих провинциальных регионах, особенно в сельской местности, сопротивление повторного заземления оказывается недостаточным для надежной защиты от превышения напряжения, возникающего при обрыве нулевого провода. К тому же, на воздушных линиях сети энергоснабжения, преобладающих в сельской местности, обрыв нуля происходит гораздо чаще, чем в городских подземных или скрытых (защищенных) линиях электросети.

Обычный потребитель может влиять на качество электропитания на вводе лишь при помощи юридических инструментов – жалоб, петиций, судовых исков, и т д. Но в домашней сети, сохранить приемлемый уровень качества электроэнергии можно при помощи стабилизаторов, а обезопаситься при аварийных ситуациях получиться, применив  реле напряжения или  обладающие дополнительными функциями дифавтоматы.



Вопросы по основам (Страница 3) — Спрашивайте

Molot333 писал(а): ↑

2020-02-19 09:04:34

Для исключения путаницы вводятся понятия прямых и обратных проводов роль которых при сборке ИП и нагрузки в звезду без нулевого провода непрерывно меняется.

Вы имеете в виду сеть первичную или вторичные цепи ТТ? Это важно, т.к. ТТ близки по своим “свойствам” к идеальному источнику тока, т.е. имеют бесконечно большое (или просто очень большое, как вам больше нравится) внутреннее сопротивление. Давайте опираться на какую-то схему из всем известных, например, на справочник под ред. Мусаэляна, изд. 1989 г. Там на с. 40-41 схема полной звезды и возможные неисправности в ней. Обсуждаемый нами вариант – обрыв нулевого провода – второй, сразу после исправной схемы. Понятно, что при проверке одним током по Z-образной схеме  (рис. 1.25а) ток во вторичной обмотке и вторичной цепи каждого ТТ будет равен нулю – нет пути для равных по величине токов Ia, Ib, Ic, нет иного пути, кроме как через (см. выше) очень большое сопротивление вторичных обмоток других ТТ.  Что до нагрузочного режима или проверки от трёхфазного источника – токи в обмотках ТТ и вторичных цепях будут равны, при том что в нулевом проводе (обрыв, нет цепи) тока нет, конечно. Но! Это будет так, если (как говорят , самое главное – это то, что после слова “if”) … если  нагрузка симметрична или подаваемые в первичную цепь токи от трёхфазного источника равны и симметричны. А если нет, то … что? Сумма токов в узле не равна нулю, но куда же “деваться” этому суммарному току, ведь нулевой провод оборван, разомкнут? Этот вариант в справочнике отсутствует, но подобная ситуация рассмотрена ниже, на с.42, для схемы неполной звезды. Отличие, конечно, в том, что в схеме  неполной звезды два ТТ (ТА), а не три, как в полной. В остальном же всё справедливо: токи малы, векторная диаграмма не определена (уж что получится). Где-то выше я назвал это “соревнованием вторичных ЭДС” (трансформатор тока, хоть и очень особенный, но всё-таки трансформатор, и на его вторичной обмотке тоже наводится э.д.с., и это под её действием и протекает ток в обмотке, замкнутой накоротко или на относительно небольшое сопротивление нагрузки вторичной цепи ТТ).
Наверное, нужно почитать вам книжку Королёва и Либерзона про ТТ. Прилагаю на всякий случай.

Post’s attachments

Dopustim-nagruzki-TT.djvu 9.45 Мб, 4 скачиваний с 2020-02-19 

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

Важность нейтрального провода в трехфазных системах

Каждый промышленный электрик или инженер знает о трехфазном питании и соответствующей проводке. Возможно, они знают об этом, подключив трехфазный двигатель или изучив входы и выходы набора клемм контактора.

В любом случае существует интригующий контраст между однофазной и трехфазной проводкой. В 1 фазе всегда будет присутствовать нейтральный провод (часто белый или синий). Но в трехфазной системе иногда нулевой провод есть, а иногда нет.Даже если он существует, нагрузочные устройства не включают соединение для нейтрали. Почему?

 

Нейтраль в 3-фазной системе

В системе переменного тока нейтральный провод представляет собой провод без напряжения, по которому течет ток. Он не находится под напряжением, потому что не подключен к какому-либо активному источнику энергии от основной входной сети. Это работа «линейного» проводника. Он отводит ток обратно к обратке главного сервисного щита, который должен иметь прямое соединение с заземлением.

 

Технический специалист по электромонтажу в системе переменного тока.

 

Из-за соединения с землей нейтральный провод не будет подавать энергию, если он коснется заземленного объекта – искры не возникнет, и ток не пойдет. Разница между нейтралью и землей рассматривается в других статьях, но остается интересное замечание.

При исследовании трехфазной системы питания некоторые источники питания включают в себя трехфазные линии, нейтраль и землю.Другие могут опустить нейтраль, оставив только три линии плюс заземление. Если нейтраль необходима для передачи тока, почему некоторые системы могут оставлять этот провод вне соединений?

 

1-фазная структура

Когда одна отдельная фазовая линия используется для подачи энергии на нагрузочное устройство, должен быть обратный путь для замыкания цепи. Нейтральный и заземляющий провода обеспечивают этот обратный путь и резервный обратный путь в случае неисправности.

В этом смысле вы можете использовать 3-фазную систему питания, затем получить доступ к одной линии плюс нейтраль, и вы получите 1-фазное питание.Именно так в большинстве случаев распределение электроэнергии подает однофазное питание в дом или магазин. Это началось как 3-фазное питание, но его можно легко превратить в три отдельных 1-фазных источника, каждый из которых будет направлен на небольшие населенные пункты.

Так как имеется только одна питающая линия, второй провод должен обеспечивать обратный путь. Это нейтральный провод. Если бы вам нужно было подключить однофазный двигатель или любой обычный свет или бытовой прибор, вы бы подключили как линейный вход, так и нейтраль. Голая земля обеспечивает только запасной обратный путь в случае возникновения проблем.

Из-за структуры однофазного питания, как в обычных розетках и цепях освещения, в линейном и нейтральном проводах всегда будет одинаковый ток.

Дополнительное примечание: однофазное питание 240 В состоит из 2 линейных проводников. Если они используются, нейтраль не нужна по той же причине, что и 3-фазная, описанная далее.

 

3-фазные нагрузки

В 3-х фазной системе питания все по-другому. Поскольку все линии чередуются с одинаковой частотой, с задержкой только на ⅓ оборота для каждой линии, всегда будет по крайней мере один провод с прямым током и один с обратным током по отношению к нагрузке. Никакие два провода никогда не будут иметь одинаковый ток.

 

Инженер, измеряющий как однофазную, так и трехфазную мощность. Изображение предоставлено Fluke
 

В любой момент, если вы суммируете ток во всех трех фазных проводах, общая сумма токов, подаваемых на нагрузку или от нее, составляет 0 ампер. Это не значит, что тока нет. Это просто означает, что между общей токовой нагрузкой всех трех линий нет дополнительного тока, поступающего на нагрузку или от нагрузки.Даже если бы к нагрузке был подключен нейтральный провод, он бы никогда не использовался.

Вот почему трехфазные устройства нагрузки имеют только три линейных входа. Провод заземления по-прежнему должен быть подключен для обеспечения резервного защитного соединения в случае отказа. Если линия касается внешнего корпуса, между тремя линейными входами больше нет общей нулевой суммы тока, поэтому заземление должно существовать, чтобы избыточный ток мог безопасно отключить устройство максимального тока.

 

3-фазные источники

Теперь может быть понятнее, почему устройства нагрузки используют только линейные входы, но возникает другой вопрос с 3-фазными источниками.Иногда они имеют нейтральный провод. В другое время они этого не делают.

Если 3-фазная силовая панель обеспечивает нейтральный провод в дополнение к трем линиям и земле, то это указывает либо на 4-проводную конфигурацию Y, либо на 4-проводную конфигурацию Wild-Leg Delta. Это скорее всего система Y, если это современная сервисная панель.

 

A Модульный трехфазный выключатель, реле контроля фаз с регулировкой, реле контроля уровня, два промежуточных реле в шкафу управления.

 

Назначение нулевого провода состоит в том, что он позволяет подключать обе трехфазные нагрузки, как обычно, но также позволяет электрику использовать любую из трех линий плюс нейтраль для формирования однофазного источника питания. Может быть три одинаковых однофазных источника питания. Это нормальное питание для цепей промышленного освещения и розеток для главных офисов и однофазного оборудования.

Модель Wild-Leg Delta немного менее распространена, но допускает 3-фазные нагрузки и несколько 1-фазных напряжений, все с одним источником питания и без дополнительных трансформаторов.Это полезно в некоторых случаях, но трудно правильно сбалансировать три линии и не идеально подходит для долговечности оборудования.

 

Резюме

Нейтральные провода всегда необходимы для завершения 120-вольтовых цепей, например, в жилой или розетке/цепи освещения. В случае 240-вольтовых цепей и 3-фазных цепей нейтральный проводник не нужен, если сумма токов на линиях под напряжением составляет 0 ампер.

Трехфазные конфигурации «звезда» и «треугольник» | Многофазные цепи переменного тока

Трехфазное соединение звездой (Y)

Первоначально мы исследовали идею трехфазных энергосистем путем соединения трех источников напряжения вместе в так называемой конфигурации «Y» (или «звезда»).

Эта конфигурация источников напряжения характеризуется общей точкой подключения, соединяющей одну сторону каждого источника. (Рисунок ниже)

 

Трехфазное соединение «звезда» имеет три источника напряжения, подключенных к общей точке.

 

Если мы нарисуем схему, показывающую, что каждый источник напряжения представляет собой катушку с проводом (обмотка генератора переменного тока или трансформатора), и немного изменим расположение, конфигурация «Y» станет более очевидной на рисунке ниже.

 

Трехфазное четырехпроводное соединение «звезда» использует «общий» четвертый провод.

 

Три проводника, ведущие от источников напряжения (обмоток) к нагрузке, обычно называются линиями , а сами обмотки обычно называются фазами .

В системе с Y-образным соединением может быть или не быть (рисунок ниже) нейтральный провод, прикрепленный к точке соединения посередине, хотя это, безусловно, помогает смягчить потенциальные проблемы, если один элемент трехфазной нагрузки выйдет из строя, поскольку обсуждалось ранее.

 

Трехфазное трехпроводное соединение «звезда» не использует нейтральный провод.

 

Значения напряжения и тока в трехфазных системах

Когда мы измеряем напряжение и ток в трехфазных системах, нам нужно указать , где мы измеряем .

Линейное напряжение относится к величине напряжения, измеренного между любыми двумя линейными проводниками в сбалансированной трехфазной системе. С приведенной выше схемой напряжение сети составляет примерно 208 вольт.

Фазное напряжение относится к напряжению, измеренному на любом одном компоненте (обмотка источника или полное сопротивление нагрузки) в сбалансированном трехфазном источнике или нагрузке.

Для показанной выше схемы фазное напряжение составляет 120 вольт. Термины линейный ток и фазный ток следуют одной и той же логике: первый относится к току через любой один линейный провод, а последний к току через любой компонент.

Источники и нагрузки, соединенные звездой, всегда имеют линейные напряжения выше фазных, а линейные токи равны фазным токам.Если Y-образный источник или нагрузка сбалансированы, линейное напряжение будет равно фазному напряжению, умноженному на квадратный корень из 3:

 

 

Однако конфигурация «Y» не является единственно допустимой для соединения вместе трехфазного источника напряжения или элементов нагрузки.

Трехфазная конфигурация треугольника (Δ)

Другая конфигурация известна как «Дельта» из-за ее геометрического сходства с одноименной греческой буквой (Δ). Обратите внимание на полярность каждой обмотки на рисунке ниже.

 

Трехфазное трехпроводное соединение треугольником без общего.

 

На первый взгляд кажется, что три источника напряжения, подобные этому, создадут короткое замыкание, электроны будут течь по треугольнику, сдерживая их только внутренним сопротивлением обмоток.

Однако из-за фазовых углов этих трех источников напряжения это не так.

Закон напряжения Кирхгофа в соединениях треугольником

Для быстрой проверки этого можно использовать закон Кирхгофа о напряжении, чтобы увидеть, равны ли в сумме три напряжения вокруг контура нулю.Если они это сделают, то не будет доступного напряжения для проталкивания тока по этой петле и, следовательно, не будет циркулирующего тока.

Начиная с верхней обмотки и продвигаясь против часовой стрелки, наше выражение KVL выглядит примерно так:

 

 

Действительно, если мы сложим вместе эти три векторные величины, они дадут в сумме ноль. Другой способ проверить тот факт, что эти три источника напряжения могут быть соединены вместе в петлю без возникновения циркулирующих токов, состоит в том, чтобы разомкнуть петлю в одной точке соединения и рассчитать напряжение на разрыве: (рисунок ниже)

 

Напряжение на открытом ∆ должно быть равно нулю.

 

Начиная с правой обмотки (120 В ∠ 120°) и двигаясь против часовой стрелки, наше уравнение KVL выглядит следующим образом:

 

 

Конечно же, на разрыве будет нулевое напряжение, что говорит нам о том, что ток не будет циркулировать в треугольной петле обмоток, когда это соединение будет завершено.

Установив, что трехфазный источник напряжения, соединенный Δ, не сгорит дотла из-за блуждающих токов, обратимся к его практическому использованию в качестве источника мощности в трехфазных цепях.

Поскольку каждая пара линейных проводников подключена непосредственно к одной обмотке в схеме треугольника, линейное напряжение будет равно фазному напряжению.

И наоборот, поскольку каждый линейный проводник присоединяется к узлу между двумя обмотками, линейный ток будет векторной суммой токов двух соединяющих фаз.

Неудивительно, что итоговые уравнения для Δ-конфигурации выглядят следующим образом:

 

 

Анализ схемы примера соединения треугольником

Давайте посмотрим, как это работает на примере схемы: (Рисунок ниже)

 

Нагрузка на источник Δ подключена в Δ.

 

При каждом нагрузочном сопротивлении, получающем 120 вольт от соответствующей фазной обмотки в источнике, ток в каждой фазе этой цепи будет 83,33 ампер:

 

 

Преимущества трехфазной системы Delta

Таким образом, каждый линейный ток в этой трехфазной энергосистеме равен 144,34 ампер, что значительно больше, чем линейный ток в Y-системе, которую мы рассматривали ранее.

Можно задаться вопросом, не потеряли ли мы здесь все преимущества трехфазного питания, учитывая тот факт, что у нас такие большие токи в проводниках, что требует более толстых и дорогих проводов.

Нет. Хотя для этой цепи потребуются три медных проводника калибра номер 1 (на расстоянии 1000 футов между источником и нагрузкой это соответствует чуть более 750 фунтам меди для всей системы), это все же меньше, чем 1000+ фунтов меди, необходимых для однофазная система, обеспечивающая ту же мощность (30 кВт) при том же напряжении (120 вольт между проводниками).

Одним из явных преимуществ системы с Δ-соединением является отсутствие нулевого провода. В системе с Y-образным соединением нейтральный провод был необходим на случай, если одна из фазных нагрузок выйдет из строя (или будет отключена), чтобы предотвратить изменение фазных напряжений на нагрузке.

В этом нет необходимости (и даже невозможно!) в схеме с Δ-связью.

При непосредственном подключении каждого элемента фазы нагрузки к соответствующей обмотке фазы источника фазное напряжение будет постоянным независимо от обрывов в элементах нагрузки.

Пожалуй, самым большим преимуществом Δ-подключенного источника является его отказоустойчивость.

Одна из обмоток в трехфазном источнике, соединенном по схеме треугольника, может разомкнуться (рисунок ниже), не влияя на напряжение или ток нагрузки!

 

Даже при выходе из строя обмотки источника линейное напряжение по-прежнему составляет 120 В, а напряжение фазы нагрузки по-прежнему составляет 120 В. Единственным отличием является дополнительный ток в остальных исправных обмотках источника.

 

Единственным последствием размыкания обмотки источника для Δ-соединенного источника является увеличение фазного тока в остальных обмотках. Сравните эту отказоустойчивость с системой с Y-образным соединением, имеющей обмотку с открытым истоком на рисунке ниже.

 

Обмотка с разомкнутым истоком «Y» вдвое уменьшает напряжение на двух нагрузках, соединенных по схеме Δ.

 

При нагрузке, подключенной по схеме Δ, на двух сопротивлениях снижается напряжение, а на одном остается исходное линейное напряжение, 208.Нагрузка, подключенная по схеме Y, постигнет еще худшая участь (рисунок ниже) с таким же отказом обмотки в источнике, подключенном по схеме Y.

 

Обмотка с открытым исходным кодом системы «Y-Y» снижает вдвое напряжение на двух нагрузках и полностью теряет одну нагрузку.

 

В этом случае два сопротивления нагрузки испытывают пониженное напряжение, а третье полностью теряет напряжение питания! По этой причине для надежности предпочтительнее источники с Δ-подключением.

Однако, если требуется двойное напряжение (например,грамм. 120/208) или предпочтительнее для меньших линейных токов, системы с Y-образным соединением являются предпочтительной конфигурацией.

 

ОБЗОР:

  • Проводники, подключенные к трем точкам трехфазного источника или нагрузки, называются линиями .
  • Три компонента, составляющие трехфазный источник или нагрузку, называются фазами .
  • Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
  • Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на одном компоненте трехфазного источника или нагрузки.
  • Линейный ток — это ток в любой одной линии между трехфазным источником и нагрузкой.
  • Фазный ток — это ток через любой компонент, состоящий из трехфазного источника или нагрузки.
  • В сбалансированных Y-образных цепях линейное напряжение равно фазному напряжению, умноженному на квадратный корень из 3, а линейный ток равен фазному току.

  • В симметричных Δ-цепях линейное напряжение равно фазному напряжению, а линейный ток равен фазному току, умноженному на квадратный корень из 3.

  • Трехфазные источники напряжения, соединенные треугольником, обеспечивают большую надежность в случае повреждения обмотки, чем источники, соединенные звездой. Однако источники с Y-образным соединением могут отдавать такое же количество энергии при меньшем линейном токе, чем источники с Δ-соединением.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

ECE 494 – Лабораторная работа 1: Измерение трехфазной мощности

Эксперимент 1: Измерение трехфазной мощности

целей

  • Для демонстрации линейных и фазовых соотношений в трехфазных симметричных сетях.
  • Изучить и продемонстрировать двухваттметровый метод измерения мощности в трехфазных сетях.

Оборудование

  • Два цифровых мультиметра со склада.
  • Один комплект кабелей типа «банан» и измеритель качества электроэнергии Fluke 43B со склада.
  • Тележка для загрузки резисторов HMRL-3.
  • Один трехфазный вариатор.
  • Один маленький ваттметр черного ящика (измеритель мощности переменного тока Murata)
  • Одна распределительная коробка из шкафа или однофазного выключателя.

Каталожные номера

  • Ричард Дорф, Введение в электрические цепи, гл. 11, 9-е издание, John Wiley & Sons, Inc., 2013 г.
  • Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Дж. Хилберн, Анализ электрических цепей, гл. 9, 10, 3-е издание, Prentice Hall, NJ, 1997.
  • Туран Генен, Электрические машины с MATLAB, стр. 17-41, 2-е издание, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2012 г.

Фон

Трехфазные симметричные сети применяются в электроэнергетике из соображений экономии и представление. Трехфазные генераторы и двигатели работают ровно, без пульсаций крутящего момента, в отличие от однофазных машин. Кроме того, уравновешенные трехфазные системы могут работать как трехпроводные или четырехпроводные системы с гораздо меньшим количеством меди, необходимой для подачи питания, как по сравнению с тремя однофазными системами.

На электростанции обмотки трехфазной машины устроены так, чтобы обеспечить три напряжения, каждое на 120 ° друг от друга во времени, и в общей сбалансированной системе , обычно все одного размера.Эти три источника напряжения могут быть соединены звездой. (Y) или дельта (∆) конфигурации. Трехфазные нагрузки также могут быть соединены звездой или звездой. дельта соединения. Соединение звездой имеет центральный узел, к которому может быть подключен нейтральный провод. быть соединены, но соединение треугольником представляет собой трехпроводную систему без узла для нейтрали. или заземление).

Для измерения мощности в 3-х фазной системе, казалось бы, необходимо использовать три ваттметра, каждый подключен к нейтрали для общего терминала, и каждый отвечает на линию к нейтрали напряжение и линейный ток. Затем можно было бы сложить мощности, указанные на каждом ваттметре. Анализ такой схемы показывает, что один ваттметр избыточен, поэтому двухваттметр Метод измерения трехфазной мощности был разработан для трехпроводных систем. Этот метод удовлетворительно, даже если нагрузки не сбалансированы. Необходимо подключить ваттметры с учетом полярности их катушек. Когда ток входит в отмеченную клемму катушки тока и положительное напряжение подключается к отмеченной клемме катушка напряжения, показание представляет собой потребляемую мощность.В этом случае алгебраическая сумма ваттметров определяет общую мощность нагрузки. В реактивных цепях может понадобиться перевернуть катушку тока одного ваттметра, чтобы получить высококлассное отклонение. Это показание считается отрицательным, когда общая мощность определяется алгебраически.

Если трехфазная система имеет четыре провода, необходимо использовать три ваттметра, если только Известно, что система уравновешена, и поэтому ток в нейтрали не течет. провод.Для любой сбалансированной проводной системы N необходимо использовать N − 1 ваттметры для измерения полной мощности.


Prelab

  1. Предположим, что фазное напряжение 120 В (линейное напряжение 208 В) на рис. 1.1 и что три резистора имеют значения 800 Ом. Рассчитать ожидаемые значения I 1 = I 2 = I 3 для полностью балансной схемы.
  2. Ознакомьтесь с методом двух измерителей мощности для измерения трехфазной мощности.Определите, как включить счетчики в цепи рисунков 1.1 и 1.2 для измерения мощности обеспечивается вариатором. Измерители мощности, которые мы используем, также будут считывать напряжение и ток. они измеряют, но вам нужно будет подключить DMV для измерения оставшейся фазы напряжения и линейного тока, а также для измерения дополнительных напряжений и токов просят в описании лаборатории. (Линейные напряжения: V AB , V BC , V CA . Фазные напряжения: V AN , V BN , V CN .Мощность: Вт 1 , Вт 2 . Линейные токи: I 1 , I 2 , I 3 . Фазные токи: I P1 , I P2 , I P3 . Ток нейтрали: I N ) Распечатайте эти схемы и укажите на них, где ваши ваттметры и DVM будут подключаться.
  3. При каких условиях один из ваттметров при измерении двумя ваттметрами считывать отрицательные мощности со сбалансированным источником, питающим сбалансированную нагрузку?

Измерения мощности в 3-φ системах

  1. Установите переключатели Load Rack так, чтобы все 3 сопротивления были номинально одинаковыми.Мера номиналы резисторов до эксперимента; их значения должны быть точно согласованы.
  2. Подключите трехфазную цепь звездой, как показано на рис. 1.1. Подключиться к власти счетчики и цифровые вольтметры, позволяющие измерять мощность, поступающую в нагрузку, линейные напряжения (В АВ , В ВС , и V CA ), фазные напряжения через резисторы (В , АН и др. ), ток нейтрали (I N ) и линейные токи.

    Примечание. Важно контролировать ток через измерители мощности. чтобы он не превышал номинальный ток. Может наблюдаться низкая мощность когда есть большие напряжения и большие токи, если есть низкий коэффициент мощности. Обратите внимание, что все измерения в этом эксперименте относятся к переменному току. Оценить все инструменты показания для фазного напряжения источника 120В (линейное напряжение 208В между фазами). Соответственно выберите шкалы измерителя.


  3. Щит распределения напряжения расположен сбоку от скамейки.Используйте вольтметр чтобы убедиться, что напряжение между линиями составляет 208 вольт. Подключите трехфазный вариатор к щиту распределения напряжения.
  4. Тщательно отрегулируйте выходное напряжение вариатора до фазного напряжения 120 В (линейное напряжение 208 В).
  5. Не подключая выключатель нейтрали в разомкнутом положении, измерьте и запишите все токи, напряжения (линия и фаза) и питайте его различными сбалансированными нагрузками тележки нагрузки резистора. Запишите результаты в таблицу 1.1. Выключите вариак и выключите питание.

    Примечание: Измерение мощности требует измерения напряжения, тока и фазы между ними. Измеритель Fluke имеет токоизмерительные клещи, представляющие собой индуктивный датчик, который преобразует ток в напряжение для измерения прибором. Зажим имеет две шкалы настройки, и важно убедиться, что счетчик настроен на ту же шкалу, что и текущий зажим. Маленькие измерители черного ящика должны иметь свои текущие «катушки» соединения в серия со схемой.Для большинства измерений (всех в этой лабораторной работе) вам потребуется закоротить подключение входного тока к одному из подключений «катушки» напряжения. Эти счетчики включаются, когда напряжение превышает примерно 65 Вольт. Они не читают отрицательную силу (поток мощности от нагрузки к источнику). Если счетчик показывает ток и напряжение но нет мощности, то направление тока через устройство должно быть изменено на противоположное. ватт тогда показания счетчика следует считать отрицательными.

    И ток, и напряжение могут быть очень высокими, хотя рассеиваемая мощность практически отсутствует в цепи, когда они не совпадают по фазе (низкий коэффициент мощности).Следовательно, важно всегда контролируйте напряжение, ток и мощность, чтобы убедиться, что ни один из них не превышает номиналы электросчетчиков.

  6. Переведите переключатель в замкнутое положение, чтобы подключить амперметр от нейтрали цепи резистора к нейтрали трехфазного переменного тока и наблюдайте за текущим потоком. Ток должен считываться на 300 мА. (или ниже) масштаб.
  7. Измерьте все токи, напряжения и показания мощности при одинаковых настройках нагрузки тележки для нагрузки резисторов, начиная с шага 5.Запишите все измерения в таблицу 1.1. Выключите вариак и выключите питание.
  8. Подключите трехфазную цепь, как показано на рис. 1.2. Поднимите напряжение в сети до 120 В. Вольт (фазное напряжение 69,3В). Измерьте и запишите все показания тока, напряжения и мощности при одинаковых настройках сбалансированной нагрузки тележки резисторной нагрузки, начиная с шага 5.

    Примечание: Амперметров не хватит для измерения всех фаз токи и фазные напряжения одновременно. Сначала измерьте фазные токи, затем повторно подключите для измерения фазных напряжений.


Отчет

  1. Почему мы используем 208 В для линейного напряжения по схеме «звезда», а только 120 В для линейного напряжения на нагрузке “треугольник”?
  2. Рассчитайте общую мощность нагрузки в конфигурации «звезда» (ү) и «треугольник» (Δ) при каждой уравновешивающей нагрузке из эксперимента, используя данные по току и напряжению двумя разными методами.
  3. Сведите в таблицу общую мощность нагрузки, полученную на основе расчетов из предыдущего вопроса и измерений с помощью двух ваттметров. метод.Обсудите любые различия.
  4. Проверьте соотношение между фазой и линейным напряжением/током в схемах конфигурации звезда (ү) и треугольник (Δ).

Вопросы для обсуждения

  1. Обсудите любые различия или сходства данных, полученных для связи Y с или без нейтрального соединения.

  2. Таблица 1.1: Спецификация подключенной нагрузки Y и Δ.

     

    Y
    без нейтрали
    Y
    с нейтралью
    Δ
    соединение
    Напряжение сети      В ab
    в вольтах              В bc
    V ca

     

     

     

    Фазное напряжение   В AN
    в вольтах В БН
    V CN
    Мощность            Вт 1
    в ваттах           Вт 2

     

     



    Линия/фаза I 1 /I p1
    Токи I 2 /I p2
    в амперах I 3 /I p3
    Я Н

     

     


     

     

     


    Резистор R A
    в омах Р Б
    Р С

     

     

     


  3. Повлияло бы на результаты, если бы ваттметр 2 был помещен для измерения сетевого тока В-В’ и обе потенциальные катушки ваттметра были выведены на линию С, а не на линию В.
  4. Покажите схему использования только одного ваттметра для измерения мощности в одной фазе электросети. сбалансированная трехфазная нагрузка.

Как подключить HS200 к электросети?

Прежде чем мы начнем, обратите внимание, что ваша розетка применима:

Как я могу установить HS200, если моя розетка Powerline содержит только 3 линии?

Для HS200

Давайте сначала узнаем о линии электропередач. Как известно, передача электроэнергии обычно осуществляется по трехфазной четырехпроводной схеме.

Линия под напряжением/нагрузкой: Генерируется напряжение (100 ~ 240 В) между линиями A/B/C и линией N, мы называем линии A, B и C под напряжением/нагрузкой.

Нейтральная линия: Из-за трехфазного равновесия (линии A, B и C соединены вместе на линии N), через линию N не протекает ток, мы называем ее нейтральной линией.

Линия заземления: Поскольку земля является хорошим проводником, мы используем линию для соединения корпуса устройства/электроприбора с землей, чтобы избежать опасности поражения электрическим током , мы называем линию линией заземления.

Как правило, электрическая линия обеспечивает две линии под напряжением, одну нейтральную линию и одну линию заземления для установки розетки или выключателя.

Теперь давайте установим интеллектуальный коммутатор TP-Link на вашу электрическую линию.

Примечание: Если вы не знакомы с основными работами с электрооборудованием, не устанавливайте выключатель самостоятельно, а обратитесь за помощью к профессиональному электрику .

Шаг 1 Пожалуйста, подтвердите, соответствует ли ваша электрическая линия следующим электрическим требованиям:

  1. Нейтральная линия .(Если в настенной коробке нет нейтральной линии, ПРЕКРАТИТЕ установку выключателя и проконсультируйтесь с профессиональным электриком ).
  2. Однополюсный переключатель A (умный переключатель TP-Link не является трехпозиционным переключателем).

 

 3. Поскольку интеллектуальный коммутатор TP-Link необходимо настраивать через Wi-Fi, его можно устанавливать только на неметаллических лицевых панелях и в сухих помещениях.

Если вы выполнили электрические требования, следуйте приведенным ниже инструкциям по электромонтажу.

Шаг 2: Отключите питание на автоматическом выключателе, который управляет выключателем освещения. Используйте тестер напряжения, чтобы убедиться в отсутствии напряжения.

Шаг 3 Снимите лицевую панель и выключатель освещения, затем определите линии Фаза/Нагрузка , Нейтраль и Заземление .

Шаг 4 Подсоедините проводку интеллектуального коммутатора к прилагаемым разъемам следующим образом.

Подсоедините каждый из двух черных проводов от коммутатора к доступным линиям под напряжением с помощью зажима для провода и оберните изолентой зажим для провода, чтобы убедиться, что медный проводник
полностью скрыт. Зеленый провод на выключателе (линия заземления) к Линия заземления , Белый провод на выключателе (нейтральная линия) к Нейтральная линия .

Примечание: Следующие сценарии подключения могут быть опасными или незаконными.

  1. Если Нейтральная линия недоступна. Не устанавливать!
  2. Никогда не подключайте нейтральную линию к любым линиям коммутатора .

Шаг 5 Установите Smart Switch на настенную коробку с помощью двух прилагаемых винтов и защелкните прилагаемую настенную пластину или прикрепите существующую.

Примечание: Входящая в комплект настенная пластина предназначена только для установки в одинарной коробке.

Шаг 6 Восстановите питание интеллектуального переключателя на автоматическом выключателе и наслаждайтесь.

Чтобы узнать больше о каждой функции и конфигурации, перейдите в Центр загрузки , чтобы загрузить руководство по вашему продукту.

Полезен ли этот FAQ?

Ваш отзыв помогает улучшить этот сайт.

да Нет

Что вас беспокоит в этой статье?

  • Неудовлетворен продуктом
  • Слишком сложно
  • Запутанное название
  • ко мне не относится
  • Слишком расплывчато
  • Другое

Мы будем рады вашим отзывам. Пожалуйста, сообщите нам, как мы можем улучшить этот контент.

Представлять на рассмотрение

Спасибо

Мы ценим ваши отзывы.
Нажмите здесь, чтобы связаться со службой технической поддержки TP-Link.

Разница между треугольником и звездой

В наши дни электричество необходимо для освещения зданий и домов, для работы кондиционеров и для питания поездов.На самом деле электричество питает почти все, включая компьютеры, радиоприемники, телевизоры, медицинские устройства и постоянно растущее разнообразие устройств, которые продолжают улучшать качество жизни миллионов людей во всем мире. В основе всей этой электроэнергетической системы лежит трехфазная электроэнергия. Трехфазное соединение является основой распределения электроэнергии, и мощность генерируется в трех отдельных фазах, каждая из которых имеет одинаковую частоту и напряжение, но со смещением напряжения на 120 градусов между любыми двумя фазами.

Трехфазная система является наиболее популярной системой распределения, используемой повсеместно на практике. Существует ряд уникальных соображений, касающихся трехфазных цепей, которых нет в однофазных цепях. Трехфазные цепи могут быть сконфигурированы по схеме «треугольник» или «звезда». Конфигурация дельты названа так из-за сходства с греческим символом «Δ». Они популярны в промышленных энергосистемах. Конфигурация звезда (Y), как следует из названия, также называется схемой «Y», а иногда и схемой «звезда».Схема «треугольник» представляет собой трехпроводную схему, а схема «звезда» может быть как трехпроводной, так и четырехпроводной. Они отличаются тем, как они связаны между собой определенным образом.

 

Что такое Delta Connection?

Соединение треугольником представляет собой трехпроводную схему, используемую в трехфазной электрической системе, в которой три элемента напоминают треугольное расположение электрических трехфазных обмоток. Соединение треугольником, также известное как соединение Mesh, названо так из-за его сходства с греческим символом «Δ», и оно образуется путем соединения одного конца обмотки с начальным концом другого, и соединение продолжается, образуя замкнутый контур.

Клемма питания выведена из трех точек соединения. Короче говоря, все три катушки соединены последовательно, образуя замкнутую цепь или сетку, напоминающую треугольник. У них нет нейтрального кабеля.

 

Что такое соединение звездой?

Соединение звездой (Y), также известное как соединение «звезда», представляет собой трехфазную цепь, в которой все три нагрузки подключены к одной нейтральной точке. В отличие от соединения треугольником, в системах, соединенных звездой, имеется четвертый нейтральный проводник, часто заземленный, но иногда оставляемый незаземленным (незаземленная система звездой).

В конфигурации «звезда» нагрузки несимметричны в конфигурации «звезда», и нейтральный кабель подключается в месте, где три фазы встречаются в центре. Эта центральная точка образует электрическую нейтральную точку, которая обозначается буквой «N» и может быть заземлена. В отличие от соединения треугольником, это трехфазная четырехпроводная система (3-Phase, 4-Wires), что означает, что это может быть как трехпроводная, так и четырехпроводная схема.

 

Разница между соединением треугольником и звездой

  1. Конфигурация Delta Vs.Уай

– Трехфазные цепи могут быть сконфигурированы по схеме «треугольник» или «звезда». Соединение треугольником также известно как соединение сетки и названо так из-за сходства с греческим символом «Δ». В конфигурации «треугольник» вся однофазная нагрузка сосредоточена на одной фазе, тогда как в конфигурации «звезда» вся однофазная нагрузка распределяется на каждую из трех фаз. В конфигурации «треугольник» используются только трехфазные проводники, тогда как в системах, соединенных звездой, имеется четвертый нейтральный проводник, который часто заземлен, но иногда остается незаземленным. В отличие от соединения треугольником, при соединении звездой все три нагрузки подключаются к одной нейтральной точке.

  1. Соединение Delta Vs. Уай

 – Соединение звездой представляет собой трехфазную четырехпроводную цепь, используемую в трехфазной электрической системе, которая образована путем соединения конечных или клеммных концов всех трех обмоток вместе. Эта общая точка называется нейтральной точкой, которая обозначается буквой «N». Нейтральный кабель подключается там, где три фазы встречаются в центре.Соединение треугольником, с другой стороны, представляет собой трехфазную цепь, образованную путем соединения одного конца обмотки с прямым концом другого, и соединения продолжаются, образуя замкнутый контур, напоминающий треугольник.

  1. Стоимость

— Треугольная конфигурация менее дорогая, если учесть мощность перемещения, поскольку для нее требуется только три проводника, а не четыре, что снижает стоимость оборудования и строительства. Хотя падение напряжения и потери эквивалентны, по крайней мере, если поток мощности сбалансирован.Однако линии, соединенные звездой, приводят к менее дорогой системе распределения, поскольку трансформаторы, реклоузеры и разрядники для систем, соединенных звездой, стоят меньше по сравнению с их эквивалентами в системах, соединенных треугольником. Для однофазного рабочего трансформатора требуется только один высоковольтный ввод для систем «звезда», тогда как для систем «треугольник» требуется два.

  1. Приложение 

— конфигурация «треугольник» в основном используется в распределительных сетях, тогда как конфигурация «звезда» используется как в передающих, так и в распределительных сетях.Системы треугольника в основном используются в приложениях, требующих высокого пускового момента, тогда как соединения звездой идеально подходят для приложений, требующих меньшего пускового тока. Соединение треугольником используется для более коротких расстояний, тогда как соединение звездой используется для сетей передачи электроэнергии на большие расстояния. Дельта в основном использовалась на небольших промышленных объектах, которые имели относительно большую (240 В переменного тока) нагрузку двигателя, но лишь небольшую потребность в удобных розетках и освещении.

Дельта против.Соединение звездой: сравнительная таблица

 

Краткое изложение Delta Vs. Уай

Для конфигурации «треугольник» требуется всего три проводника, поэтому оборудование и конструкция становятся ниже. Однако системы, соединенные звездой, представляют собой менее дорогую систему распределения, поскольку трансформаторы, реклоузеры и грозозащитные разрядники в системах «звезда» стоят дешевле по сравнению с их эквивалентами в системах «треугольник». Схема «треугольник» — это трехпроводная схема, тогда как схема «звезда» может быть как трехпроводной, так и четырехпроводной.В конфигурации «звезда» нагрузки не сбалансированы в конфигурации «Y».

 

Сагар Хиллар — плодовитый автор контента/статей/блогов, работающий старшим разработчиком контента/писателем в известной фирме по обслуживанию клиентов, базирующейся в Индии. У него есть стремление исследовать разносторонние темы и разрабатывать высококачественный контент, чтобы сделать его лучше всего читаемым. Благодаря своей страсти к писательству, он имеет более 7 лет профессионального опыта в написании и редактировании текстов на самых разных печатных и электронных платформах.

Вне своей профессиональной деятельности Сагар любит общаться с людьми из разных культур и происхождения. Можно сказать, что он любопытен по натуре. Он считает, что каждый — это опыт обучения, и это приносит определенное волнение, своего рода любопытство, чтобы продолжать идти. Поначалу это может показаться глупым, но через какое-то время это расслабит вас и вам будет легче начать разговор с совершенно незнакомыми людьми — вот что он сказал». : Если вам понравилась эта статья или наш сайт.Пожалуйста, распространите информацию. Поделитесь им с друзьями/семьей.

См.
APA 7
Хиллар, С. (2019, 24 июня). Разница между треугольником и звездой. Разница между похожими терминами и объектами. http://www.differencebetween.net/science/difference-between-delta-and-wye/.
MLA 8
Хиллар, Сагар. «Разница между Дельтой и Уай». Разница между похожими терминами и объектами, , 24 июня 2019 г., http://www.разницамежду.net/science/difference-between-delta-and-wye/.

Почему нейтральный провод не используется в линии передачи?


В этой статье мы узнаем, почему нейтральный провод или нейтральный проводник не используется в линии передачи. Будет лучше, если мы скажем, что нейтральный провод не используется в ЛЭП высокого напряжения. Обычно используется нейтральный провод. для распределения и передачи низкого напряжения. В самом деле, использование нейтральный провод в ЛЭП низкого напряжения также встречается очень редко.То первый самый важный момент, чтобы снизить стоимость. На самом деле, это основная причина. Да, для удешевления линии передачи нулевой провод не используется. В вся электрическая сеть передачи и распределения, первая трансформатор – трансформатор генерации, который установлен в генераторе завод, а последний трансформатор является распределительным трансформатором.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Так как как вы видите на рисунке выше, трансформатор генерации имеет схему звезда-треугольник. конфигурации, а распределительный трансформатор имеет конфигурацию треугольника-звезды.Теперь вы можете понять, что нет необходимости в нейтральном проводе, потому что в треугольнике нейтральная точка соединения не существует. Так электрическая мощность, передаваемая в конфигурации треугольника, чтобы уменьшить стоимость линии передачи, где нейтральный провод не требуется. Давайте найти ответ с точки зрения нагрузки. Первый из всего, давайте подумаем, зачем нужен нулевой провод? Ответ: когда мы используем однофазная нагрузка. Взяв любой однофазный провод от трех фаз и нейтральный провод подводим к однофазной нагрузке.Можно подключить однофазную нагрузку только при наличии источника питания низкого напряжения. Итак, ясно, что нагрузки подключаются к концу распределительной сети. в линия передачи, нагрузка не может быть подключена, поэтому нет необходимости в нейтральный провод.
В распределительной сети, поскольку различные нагрузки подключаются в три фазы, поэтому здесь требуется нейтраль, и она должна быть заземлена, чтобы сбалансировать общую трехфазную систему. Но в линии передачи не подключена нагрузка и все три фазы сбалансированы, поэтому нулевой провод здесь не требуется.
Эти являются причинами, по которым нейтральный провод не используется в линии передачи.
Спасибо вам за посещение веб-сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Анализ несбалансированной трехфазной цепи

Анализ несимметричной трехфазной цепи:

Типы несбалансированных нагрузок — В цепи существует дисбаланс, когда полное сопротивление одной или нескольких фаз отличается от полного сопротивления других фаз. В таком случае линейные или фазные токи различны и смещены друг относительно друга на неравные углы.До сих пор мы рассматривали сбалансированные нагрузки, подключенные к сбалансированным системам. Достаточно решать задачи, рассматривая одну фазу только на сбалансированных нагрузках; условия на двух других фазах аналогичны. Задачи анализа несбалансированных трехфазных цепей трудно решить, потому что условия в трех фазах различны. Однако предполагается, что напряжения источника сбалансированы. Если система представляет собой трехпроводную систему, токи, протекающие к нагрузке в трех линиях, должны в сумме равняться нулю в любой данный момент.Если система является четырехпроводной, сумма трех исходящих линейных токов равна обратному току в нейтральном проводе. Теперь мы рассмотрим различные методы работы с несбалансированными нагрузками, соединенными звездой и треугольником. На практике мы можем встретить следующие несбалансированные нагрузки:

  • Несимметричная нагрузка, соединенная треугольником
  • Несимметричная трехпроводная нагрузка, соединенная звездой, и
  • Несимметричная четырехпроводная нагрузка, соединенная звездой.

(a) Несимметричная нагрузка, соединенная треугольником:

На рис. 9.33 показана несбалансированная нагрузка треугольником, подключенная к сбалансированному трехфазному источнику питания.

Несимметричная нагрузка, соединенная треугольником, питаемая от сбалансированной трехфазной сети, не создает новых проблем, поскольку напряжение на фазе нагрузки является фиксированным. Оно не зависит от характера нагрузки и равно линейному напряжению источника питания. Ток в каждой фазе нагрузки равен линейному напряжению, деленному на импеданс этой фазы.Линейный ток будет представлять собой разность векторов соответствующих фазных токов, принимая V RY в качестве эталонного вектора.

Предполагая последовательность фаз RYB, мы имеем

Фазные токи равны

Три линейных тока равны

.

(b) Несимметричная четырехпроводная нагрузка, соединенная звездой:

На рис. 9.35 показана несбалансированная нагрузка по схеме «звезда», подключенная к сбалансированному 3-фазному 4-проводному источнику питания.

Звезда N L нагрузки соединена с нейтралью N S источника питания.Это самый простой случай анализа несимметричной трехфазной цепи из-за наличия нейтрального провода; точки звезды питания N S (генератор) и нагрузки N L имеют одинаковый потенциал. Это означает, что напряжение на каждом импедансе нагрузки равно фазному напряжению источника питания (генератора), т. е. напряжения на трех импедансах нагрузки равны, даже если импедансы нагрузки не равны. Однако ток в каждой фазе (или линии) будет разным.Очевидно, что векторная сумма токов в трех линиях не равна нулю, а равна току нейтрали. Фазные токи можно рассчитать аналогично тому, как это делается для несимметричной нагрузки, соединенной треугольником.

Взяв фазное напряжение V RN  = V∠0° V в качестве эталона и предполагая последовательность фаз RYB, мы имеем следующие три фазных напряжения

Фазные токи равны

Между прочим, I R , I Y и I B также являются линейными токами; ток в нейтральном проводе представляет собой векторную сумму трех линейных токов.

(c) Несимметричная трехпроводная нагрузка, соединенная звездой:

В трехфазной четырехпроводной системе разрыв соединения между нейтралью питания и нейтралью нагрузки приведет к несбалансированной трехпроводной нагрузке по схеме «звезда». Этот тип нагрузки редко встречается на практике, потому что все трехпроволочные звездообразные нагрузки уравновешены. Такая система показана на рис. 9.37. Обратите внимание, что нейтраль питания (N S ) изолирована от точки нейтрали нагрузки (N L ).

Потенциал точки звезды нагрузки отличается от потенциала точки звезды питания.В результате фазные напряжения нагрузки не равны фазным напряжениям питания; и они не только неравны по величине, но и образуют друг с другом углы, отличные от 120°. Величина напряжения каждой фазы зависит от индивидуальных фазных нагрузок. Потенциал нейтрали нагрузки изменяется в соответствии с изменениями импедансов фаз, поэтому иногда нейтраль нагрузки также называют плавающей нейтралью. Все несбалансированные нагрузки, соединенные звездой, питаемые от многофазных систем без нулевого провода, имеют плавающую нейтральную точку.Сумма векторов трех несбалансированных линейных токов равна нулю. Фазное напряжение нагрузки не равно 1/√3 линейного напряжения. С несбалансированной трехпроводной звездообразной нагрузкой трудно справиться. Это связано с тем, что фазные напряжения нагрузки не могут быть определены непосредственно из заданных напряжений питающей сети. Существует множество методов решения таких несбалансированных Y-образных нагрузок. Здесь представлены два часто используемых метода. Их

  • Метод преобразования звезда-треугольник и
  • Применение теоремы Миллмана
Метод звезды-треугольника для устранения несбалансированной нагрузки:

Рисунок 9.38(a) показана несбалансированная нагрузка, соединенная звездой. В разделе 9.6 уже было показано, что трехфазная нагрузка, соединенная звездой, может быть заменена эквивалентной нагрузкой, соединенной треугольником. Таким образом, нагрузка по схеме «звезда» на рис. 9.38(а) может быть заменена эквивалентной треугольной нагрузкой, как показано на рис. 9.38(б), где полное сопротивление в каждой фазе равно

.

Затем проблема решается как несбалансированная система с соединением треугольником. Рассчитанные таким образом линейные токи равны по величине и фазе тем, которые принимает исходная несбалансированная нагрузка, подключенная звездой (Y).

Метод Миллмана для решения неуравновешенной нагрузки:

Один из методов устранения несимметричной трехпроводной нагрузки, соединенной по схеме звезда-треугольник, описан в разделе 9.10.5. Но этот метод трудоемок и требует длительных вычислений. Используя теорему Миллмана, мы можем решить этот тип задач гораздо проще. Рассмотрим несбалансированную нагрузку по схеме «звезда» (Y), подключенную к сбалансированному трехфазному источнику питания, как показано на рис. 9.40 (а). V RO , V YO и V BO — фазные напряжения питания. Они равны по величине, но смещены друг от друга на 120°. V RO’ , V YO’ и V BO’ — фазные напряжения нагрузки; они неравны по величине, а также отличаются по фазе на неравные углы. Z R , Z Y  и Z B — импедансы ветвей несимметричной нагрузки, соединенной звездой (Y). На рис. 9.40(b) показана треугольная векторная диаграмма всей системы. Расстояния RY, YB и BR представляют линейные напряжения питания и нагрузки.Они равны по величине, но смещены на 120°. Здесь О — точка звезды подачи, расположенная в центре равностороннего треугольника RYB. O’ — точка звезды нагрузки. Точка звезды источника питания с нулевым потенциалом отличается от точки звезды на нагрузке из-за несбалансированности нагрузки. O’ имеет некоторый потенциал по отношению к O и смещен от центра треугольника. Расстояние O’O представляет собой напряжение точки звезды нагрузки по отношению к точке звезды источника питания Vo’o.

V o′o вычисляется по теореме Миллмана.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.