Назначение и зачем нужен нулевой провод
Все знают, что электрический ток протекает по замкнутой цепи. Электросеть розетки является частью глобальной сети, поэтому для нее работают все те же законы и определения. Работа домашних приборов возможна при подведении в них нескольких проводников: фазы и нуля. Необходимо более подробно разобрать, для чего нужен нейтральный провод, как он работает и чем он опасен.
Что такое нулевой проводник
Нулевой провод, или нейтральный провод — это проводник, который предназначен для питания различных электроприборов и подключен к глухо заземленной нейтрали трансформатора. Отбросив специальные термины и говоря простыми словами, это проводник, соединенный с той частью трансформатора или генератора электроэнергии, которая заземлена.
Рабочий и защитный нулевой проводаЕсли брать в расчет однофазную электрическую сеть, используемую практически во всех частных домах и квартирах, то для функционирования электроприборов в обязательном порядке нужны провода фазы и нуля. Нейтральный кабель просто соединяется с заземлением и в идеале должен обладать нулевым потенциалом, а это означает полное отсутствие напряжения.
Важно! Напряжения на нуле не будет лишь в том случае, если он соединен с землей. Если связь была нарушена человеком или другими внешними факторами, то в процессе работы того ли иного прибора на него будет подаваться фазное напряжение однофазной сети (220 В).
Схемы и чертежи обозначают нулевой проводник латинский буквой «N», но в старых советских схемах и учебниках было принято подписывать его цифрой «0». Физически изоляция провода обязана быть синего цвета. Это четко отражено в п. 1.1.30 «Правил устройства электроустановок».
По ПУЭ изоляция нулевого рабочего проводника должна быть синего цветаПринцип работы нулевого проводника
Если рассматривать новостройки и квартирные строения старого типа, то передача электроэнергии и ее принципы будут существенно отличаться. Сети новых домов разрабатываются по типу TN-S:- электрический ток проходит от трансформатора или генератора со вторичной обмоткой, которая соединена типом звезда, когда все провода сходятся в одной нулевой точке;
- другие концы проводов отведены к трем клеммам, которые также подключены к нулевой точке и соединяются по контуру заземления с подстанцией;
- провод с высоковольтной характеристикой, если он обладает нулевым сопротивлением, разделяют на рабочий N (голубого цвета) и защитный PE (желто-зеленый).
Если говорить о старых домах, то в них используется система TN-C:
- заземленный ноль располагают в специальной распределительной коробке;
- фазу и ноль от генератора или трансформатора прокладывают к дому по подземным или надземным высоковольтным линиям;
- кабеля соединяют в щитке ввода, что и образует три фазы с напряжением в 220 В или 380 В;
- от щитка проводку разводят по квартирам и подъездам;
- конечный потребитель получает электричество от проводника;
- нагрузка устраняется с помощью подвода нуля (N).
Система заземления TN-SНазначение нулевого проводника
Некоторые ошибочно думают, что ноль является только заземлением. На самом деле он выполняет функцию соединения нейтралей электроприборов в трехфазной цепи.
Во время подачи разных нагрузок на все фазы происходит их смещение, а точнее смещение нейтрали. Это нарушает симметрию напряжений. Одному потребителю электричества подается слишком большая величина, а другому — слишком маленькая и недостаточная. В первом случае электроустановки могут перегружаться и сгорать, а во втором — работать некорректно, сбоить и т. д.
К сведению!
Основное предназначение нулевого проводника заключается в создании цепи для тока короткого замыкания. Она имеет слишком маленькое сопротивление, а значение тока должно быть таким, чтобы быстро реагировала защита, отключающая поврежденную электронику из сети.
Система заземления TN-CКак правильно подключать нулевой проводник
Для подключения PE провода к домашней розетке следует с помощью проводника создавать ответвления от основной магистрали нуля защиты через установочную коробку. Чтобы подключиться к ней, рекомендуется пользоваться специальными видами соединителей от компаний Wago, Went или Scotchlok.
Способ предполагает соединение розеток и нуля с помощью ответвлений, а фазы и нуля с помощью шлейфов. Его схема изображена на картинке ниже. Разрыв нуля и фазы на нем не изображен для удобства восприятия.
Чем опасен нулевой проводник
Нулевой проводник, если он подключен правильно, не имеет напряжения. Опасным он становится лишь при обрыве или повреждении. Провод может повредиться в результате короткого замыкания, механических воздействиях, а также из-за срока функционирования установки. В результате этого:
- проводник сгорает в распределительном щитке, а его напряжение увеличивается до 380 В;
- если обрыв происходит в доме, то остается только одна фаза, которая ничего не питает;
- приборы могут начать бить током, ломаться и перегорать.
Сгоревший нулевой проводникТаким образом, что роль нулевого проводника крайне важна. От правильности его установки и монтажа зависит не только корректность работы электрической техники, но и здоровье человека.
Кроме фазных контактов в трансформаторе существует ноль, выполняющий роль нейтрали и начала, служащего исходной точкой для измерения характеристик напряжения. Рассмотрим, откуда берётся ноль в трансформаторе и его функции.
Понятие нуля в трансформаторе
Вырабатываемая на электростанциях электроэнергия изначально подаётся на ближайшие распределительные подстанции по высоковольтным линиям. Для снижения величины напряжения до используемой в технике 380 В задействуются понижающие трансформаторы.
Для этого применяются трёхфазные трансформаторы, в которых ток направляется на первичные катушки, каждая из которых включает 3 фазные обмотки. Таким образом преобразователь состоит из 6 обмоток на входе и 12 – на выводе.
Фазные контакты в трёхфазном трансформаторе могут соединяться по схеме:
- звёзды;
- звёзды с нулевым контактом;
- треугольника.
Нулём в трансформаторе называют соединение фазных контактов. Ноль существует только у трёхфазных агрегатов.
Откуда берётся
Важно понимать, откуда берётся нулевой провод в данном агрегате. Его получают при соединении обмоток в одну точку. Таким способом формируется нейтраль, заземляемая для снижения напряжения в проводниках.
Чтобы обеспечить подвод нулевой фазы к потребителям, от указанного места контакта выполняется отвод, который подаётся на линию, наряду с фазными и заземляющими проводниками.
Различают следующие виды нулевого провода:
- Изолированный – который не соединяется с заземляющим контактом в распределительной коробке.
- Глухозаземленный – соединяемый с заземлением.
Для старых домов характерно выполнение заземления нулевого провода. Распределительный щиток зануляется, но не подсоединяется к земле. По новым стандартам заземление с нулём разделены. Напряжение подаётся по фазе, а ноль соединяется с нейтральным контактом на распределительной подстанции.
Щитки оборудуются отдельными шинами для подсоединения фазного, нулевого и заземляющего контактов.
Функции
В идеальной ситуации ноль должен выполнять функции проводника, обеспечивая замыкание электрической цепи. Но фактически нередко напряжение по фазам значительно отличается.
При возрастании мощности в одной из фаз происходит снижение силы тока и смещение нуля, с образованием напряжения смещения. Данная характеристика прямо пропорциональна разнице фазного напряжения. В результате отдельным потребителям подаётся напряжение с повышенным, а другим – с пониженным вольтажом.
Назначение нулевого провода состоит в выравнивании напряжения между фазами, чтобы потребителям подавался ток со стандартными характеристиками.
Если для одной фазы вольтаж возрастает, избыток через ноль на подстанции переходит на другую фазу, выравнивая показатели.
Системы подачи напряжения
Различают следующие системы подачи напряжения, предусматривающие наличие различных выводов:
- с глухозаземлённой нейтралью – когда подаются 3 фазных провода и один заземлённый нулевой, получаемый от их соединения и заземления на подстанции;
- с двумя нулевыми проводниками – в данной схеме, кроме рабочего нулевого, предусмотрено наличие нулевого защитного провода с разделёнными функциями.
Последняя из приведённых схем обязательна после изменения положений действующего ПУЭ. Таким способом обеспечивается безопасность при выполнении зануления корпусов электрооборудования (соединения их с нулевым проводом).
При первой из приведённых схем, через нулевой провод мог проходить ток. Поэтому подобная мера приводила к высокому риск поражения персонала электрическим током.
Если разделить функции рабочего и защитного нулевого проводов, как регламентируется современными стандартами, нагрузочный ток проходит только по первому из них. Второй предназначен для соединения контактов от корпусов оборудования на заземляющий контур. При подводе к каждому доку, такой проводник подключается к отдельному заземляющему контуру, что обеспечивает дополнительную безопасность.
Рядовому потребителю важно правильно понимать возникновение фазы и нуля при подаче напряжения. Особенно возрастает необходимость повышения начального уровня грамотности в вопросах электротехники, если рядовые потребители дополнительно устанавливают индивидуальные трансформаторы для выравнивания характеристик электрического тока, подаваемого к дому. Это требуется для правильного подключения оборудования и обеспечения безопасной его эксплуатации.
О фазе часто можно услышать в разговоре об электричестве. Но, конечно, слово имеет гораздо более широкое значение. Что такое фаза, ее циклы, как она связана с заземлением. Об этом и многом другом узнаем в следующей статье.
Что такое фаза
В физике под фазой понимают одно из состояний вещества (например, вода бывает в жидком, жидкокристаллическом, кристаллическом и газообразном агрегатном состоянии). Кроме того, под ней понимается стадия в цикле колебания (к примеру, в волновом движении).
В астрономии слово имеет несколько иной смысл. Что такое фаза в этой науке, можно понять из наблюдений с Земли за небесным телом (к примеру, Луной). То есть ее можно обозначить как видимую часть освещенной полусферы небесного объекта с Земли.
В теории экономики широко известно, что такое фазы цикла. Это когда в определенный промежуток времени (цикл) наблюдается закономерная активность.
Рассмотрим, что подразумевает этот термин в электричестве.
Фаза в электричестве
А вы знаете, на электростанциях? Везде принцип его возникновения один и тот же: вращение магнита внутри катушки приводит к тому, что в ней появляется Этот эффект получил название ЭДС, или электродвижущая сила индукции. Вращающийся магнит называют ротором, а прикрепленные вокруг него катушки — статором.
Переменное напряжение получают от постоянного, когда последнее изгибают по синусу, в результате чего достигается то положительное, то отрицательное его значение.
Итак, магнит приходит в движение, например, благодаря потоку воды. При вращении ротора все время меняется. Поэтому и создается переменное напряжение. При трех установленных катушках каждая из них имеет отдельную электрическую цепь, а внутри нее появляется одинаковое переменное значение, где фаза напряжения сдвинута по окружности на сто двадцать градусов, то есть на треть относительно той, что расположена рядом.
А может, запитывать дома как раньше?
Такая схема получила название трехфазной. Но можно спокойно запитать дом и с помощью одной такой катушки. При этом первый конец катушки просто заземляют, а второй — ведут в дом, где этот провод подсоединяют, к примеру, к вилке чайника. Второй штырек вилки при этом заземляют. Получится то же самое электричество.
Распространение трехфазного тока
Трехфазный ток поступает в дома через линии электропередач (где напряжение достигает тридцати пяти киловольт). Считается, что он является наиболее экономичным и со всех сторон более выгодным по сравнению с обычным током.
В промышленности питание идет именно трехфазным током, так как вращающуюся конструкцию на нем соорудить легче, и вообще он более мобилен и имеет большую мощность.
Провода
Разберемся, что такое фаза, земля и нулевой провод, более подробно.
Легко представить себе с соединением по схеме «звезда». Точку фазного соединения называют нейтралью.
Обычно ее заземляют для увеличения безопасности, так как если прибор выйдет из строя, то при отсутствии заземления, создастся опасность для человека. При прикосновении к прибору его просто ударит током. Но при наличии заземления произойдет утечка лишнего тока и никакого риска не образуется.
Итак, все вместе — нулевой провод, земля и фаза провода необходимы для обеспечения безопасности людей. В новых строящихся домах предусмотрена именно такая система, в то время как в старых она отсутствует.
Определение фазы
Иногда бывает необходимо определить, где находится провод фазы. Для обычной розетки, это, может быть, и не нужно. А вот при подключении, например, люстры, фаза должна подаваться непосредственно на выключатель, а ноль — прямо к лампам. Тогда, если свет будет выключен, при замене лампы человека не ударит током. И даже при включенном приборе, если он случайно коснется лампы, хоть и будет горячо, зато удара не случится.
Есть очень простой и удобный прибор для определения фаз. По виду он напоминает обычную отвертку. Но внутри устройство имеет лампочку, которая при прикосновении к фазе загорится. При этом палец должен касаться в это время металлического пятачка прибора.
Некоторые смельчаки фазу решаются определять совершенно небезопасными методами. К таковым относится так называемая «контролька», когда провод подставляют под струю воды, касаются их неоновой лампочкой или приводят в контакт с батареей.
Стоит ли говорить, что лучше не прибегать к способам, которые становятся опасными не только для экспериментатора, но и для окружающих. Тем более в настоящее время стоит совсем недорого.
При правильном монтаже электрокабелей по помещениям провод синего цвета будет означать ноль, желто-зеленый — землю, а черным или любым другим цветом будет обозначена фаза. Но работа электриков, к сожалению, не всегда бывает добросовестной и квалифицированной. Поэтому цвета могут не совпадать с назначением.
Современные отвертки-индикаторы избавят от головной боли человека, пытающегося осмыслить, как определить фазу, ноль, землю. Замечены некоторые сложности, расскажем ниже. Для тестирования применяется сигнал, генерируемый отверткой. Понятно, внутри стоят батарейки. Старая советская отвертка-индикатор на базе одной газоразрядной лампочки негодна. Позволит безошибочно определить фазу. Следовательно, другая цепь будет ноль или земля.
Правильно определить фазу
Провода трехжильные
Начнем терминами. Слова ноль русский язык лишен. Зато употреблялось обиходом за счет легкого произноше
Заземление – это принудительное соединение любых токопроводящих элементов с землей. Так как основной характеристикой заземления является переходное сопротивление между электродом и грунтом, то на практике данный показатель стараются уменьшить всеми возможными способами. В идеале переходное сопротивление должно стремиться к нулю, но согласно требований ПУЭ может быть не более 4 – 10 Ом, в зависимости от напряжения сети. В зависимости от конкретной ситуации все заземления условно подразделяются на защитные и рабочие.
В первом типе заземления с землей соединяются токопроводящие элементы, которые при нормальной работе электрооборудования ни в коем разе не должны попадать под какой-либо потенциал. На практике это корпус приборов, несущие и конструктивные элементы зданий, опор, закладных деталей и т.д. Задача защитного заземления – обеспечить перетекание электрического потенциала с корпуса электрических приборов в землю, в случае повреждения изоляции.
На рисунке выше приведена принципиальная электрическая схема, которая демонстрирует работу защитного заземления. В первом варианте представлен случай пробоя изоляции, когда корпус электрооборудования не соединен с землей, как видите, для человека складывается крайне опасная ситуация, в которой он может погибнуть даже от бытового напряжения в 220В (приблизительный ток 0,22А, в то время, как смертельным считается 0,1А). Во втором случае корпус электрооборудования соединен с землей и в случае пробоя изоляции человек, прикоснувшийся к такому корпусу, попадет под значительно меньший потенциал, который не только не опасен, но и должен отключиться при помощи защиты еще на этапе возникновения аварии.
Рабочее заземление используется как неотъемлемый элемент схемы, в бытовых условиях вы можете встретить его при подключении трансформатора в подстанции или КТП – нулевой вывод которого с низкой стороны соединяется с заземлением.
Сломанный (свободный) нейтральный
Если нейтральный проводник разомкнут, оборван или утерян со стороны источника (распределительный трансформатор, генератор или со стороны нагрузки — распределительная панель потребителя), то нейтральный проводник распределительной системы будет « плавать » или потеряет свою контрольную точку заземления. ,
Плавающие нейтральные воздействия в распределении энергии (фото Mardix Limited; Fickr)Плавающее нейтральное состояние может привести к тому, что напряжения будут плавать до максимума его среднеквадратичного значения фазных напряжений относительно земли, в зависимости от состояния дисбаланса нагрузки.Плавающие Нейтральные условия в сети электропитания оказывают различное влияние в зависимости от типа источника питания, типа установки и распределения нагрузки в распределении.
Broken Neutral или Loose Neutral повредит подключенную нагрузку или создаст опасное Touch Voltage на корпусе оборудования.
Здесь Мы пытаемся понять Плавающее Нейтральное Условие в Системе распределения T-T.
Что такое плавающий нейтраль?
Если точка звезды несбалансированной нагрузки не присоединена к точке звезды ее источника питания (распределительного трансформатора или генератора), то фазовое напряжение не остается одинаковым для каждой фазы, а изменяется в зависимости от несбалансированной нагрузки.
Потенциал такой изолированной Звездной Точки или Нейтральной Точки всегда изменяется и не фиксируется, поэтому он называется Плавающей Нейтральной .
Нормальное состояние питания и плавающее нейтральное состояние
Нормальное состояние питания
В трехфазных системах существует тенденция к тому, чтобы точка звезды и Фазы захотели « уравновесить » на основе отношения утечки на каждой Фазе к Земле. Звездная точка будет оставаться близкой к 0 В в зависимости от распределения нагрузки и последующей утечки (более высокая нагрузка на фазу обычно означает более высокую утечку).
Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, в то же время поддерживая однофазные приборы низкого напряжения. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не требуется иметь нейтральный провод, поскольку нагрузки могут быть просто подключены между фазами (фаза-фаза).
Схема системы здорового питания3-х фазная 3-х проводная система
Три фазы обладают свойствами, которые делают очень желательным в электроэнергетических системах.
Во-первых, фазные токи имеют тенденцию взаимно компенсировать друг друга (суммирование до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки). Это позволяет устранить нейтральный проводник на некоторых линиях. Во-вторых, передача мощности в линейную сбалансированную нагрузку постоянна.
3-фазная 4-проводная система для смешанной нагрузки
Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо не поступает в дома, либо распределяется по главному распределительному щиту.
Текущий закон Кирхгофа гласит, что подписанная сумма токов, входящих в узел, равна , а не .Если нейтральная точка является узлом, то в сбалансированной системе одна фаза соответствует двум другим фазам, в результате чего ток через нейтраль отсутствует. Любой дисбаланс нагрузки приведет к току на нейтрали, так что сумма нуля сохраняется.
Например, в сбалансированной системе ток, поступающий в нейтральный узел с одной стороны фазы, считается положительным, а ток, поступающий (фактически выходящий) из нейтрального узла с другой стороны, считается отрицательным.
Это становится более сложным в трехфазной мощности, потому что теперь мы должны учитывать фазовый угол, но концепция точно такая же.Если мы подключены в соединении «звезда» с нейтралью, то на проводнике нейтрали будет нулевой ток, только если три фазы имеют одинаковый ток на каждой. Если мы проведем векторный анализ, сложив sin (x) , sin (x + 120) и sin (x + 240) , мы получим ноль .
То же самое происходит, когда мы соединены треугольником, без нейтрали, но затем возникает дисбаланс в распределительной системе, за пределами сервисных трансформаторов, потому что распределительная система, как правило, соединена звездой.
Нейтраль никогда не должна подключаться к заземлению, кроме как в точке обслуживания, где нейтраль изначально заземлена (в распределительном трансформаторе). Это может настроить землю как путь для тока, чтобы вернуться к сервису. Любой разрыв в пути заземления может привести к появлению потенциала напряжения.
Заземление нейтрали в трехфазной системе помогает стабилизировать фазные напряжения. Незаземленная нейтраль иногда называется «плавающей нейтралью » и имеет несколько ограниченных применений.
Плавающее Нейтральное Состояние
Электроэнергия поступает в помещения клиентов и выходит из них из распределительной сети, входя через фазу и уходя через нейтраль. Если в нейтральном обратном канале есть разрыв, электричество может двигаться другим путем. Поток мощности, поступающий в одну фазу, возвращается через оставшиеся две фазы. Нейтральная точка не на уровне земли, но она плавает до линейного напряжения.
Эта ситуация может быть очень опасной, и клиенты могут подвергнуться серьезным поражениям электрическим током, если они коснутся чего-то, где присутствует электричество.
Плавающее нейтральное состояниеСломанные нейтралы могут быть трудно обнаружить, а в некоторых случаях их нелегко идентифицировать. Иногда на сломанные нейтралы могут указывать мерцающие огни или покалывание.
Если у вас дома мерцающие огни или покалывание, вы можете получить серьезную травму или даже смерть.
Измерение напряжения между нейтралью и землей
Эмпирическое правило , используемое многими в отрасли, заключается в том, что напряжение нейтрали к земле на розетке 2 В или менее в порядке, в то время как несколько вольт или более указывают на перегрузку; 5V рассматривается как верхний предел.
Низкое Чтение
Если напряжение нейтрали к земле на розетке низкое, чем система исправна, если оно высокое, вам все равно нужно определить, является ли проблема главным образом на уровне ответвленной цепи или в основном на уровне панели.
Напряжение между нейтралью и землей существует из-за перепада тока в ИК-диапазоне, проходящего через нейтраль обратно к соединению нейтрали с землей. Если система правильно подключена, не должно быть связи между нейтралью и землей, кроме как в исходном трансформаторе (в том, что NEC называет источником отдельно получаемой системы, или SDS, который обычно является трансформатором).
В этой ситуации заземляющий провод не должен иметь практически никакого тока, и поэтому на нем не должно быть ИК-капель . По сути, провод заземления доступен в виде длинного измерительного провода обратно к нейтральному соединению с землей.
Высокая Чтение
Высокое значение может указывать на совместно используемой нейтрали ответвления , то есть нейтраль, совместно используемую более чем одной цепью ответвления. Эта общая нейтраль просто увеличивает возможности перегрузки, а также влияния одной цепи на другую.
Нулевое Чтение
Определенное количество напряжения нейтрали к земле является нормальным в нагруженной цепи. Если показание стабильно на уровне около 0 В. Есть подозрение на незаконное соединение нейтрали с землей в розетке (часто из-за потери нитей нейтрали, касающейся некоторой точки заземления) или на подпанели.
Любые нейтральные к заземлению соединения, кроме тех, которые находятся на источнике трансформатора (и / или главной панели), должны быть удалены, чтобы предотвратить возвратные токи, протекающие через заземляющие проводники.
Различные факторы, которые вызывают нейтральное плавание
Есть несколько факторов, которые определяют как причину нейтрального плавания. Воздействие плавающего нейтрального зависит от положения, где нейтральный сломан:
1) На трехфазном распределительном трансформаторе
Отказ нейтрали на трансформаторе — это, в основном, отказ нейтрального ввода.
Использование линейного отвода на вводе трансформатора является основной причиной отказа нейтрального провода на вводе трансформатора.Отвод гайки на линии со временем ослабевает из-за вибрации и разницы температур, что приводит к горячему соединению. Проводник начал плавиться и в результате оборвался нейтрал.
Плохое качество сборки и технического персонала также является одной из причин нейтрального отказа.
Неисправный нейтраль на трехфазном трансформаторе вызовет всплеск напряжения до линейного напряжения в зависимости от балансировки нагрузки системы. Этот тип нейтрального плавания может повредить оборудование клиента, подключенное к источнику питания.
При нормальных условиях ток течет от фазы к нагрузке к нагрузке и обратно к источнику (распределительный трансформатор). Когда нейтраль прервана, ток из красной фазы вернется к синей или желтой фазе, что приведет к межфазному напряжению между нагрузками.
Некоторые клиенты испытывают перенапряжение, а некоторые испытывают низкое напряжение.
2) Сломанный воздушный нейтральный проводник в линии низкого напряжения
Влияние обрыва нейтрального проводника в верхнем положении при распределении НН будет таким же, как в случае обрыва на трансформаторе .Напряжение питания доходит до линейного напряжения вместо фазного напряжения. Этот тип неисправности может повредить оборудование клиента, подключенное к источнику питания.
3) Неисправен нейтральный проводник
Сломанный нейтраль сервисного провода приведет только к потере электропитания у потребителя. Никаких повреждений оборудования клиентов.
4) Высокое сопротивление заземления нейтрали на распределительном трансформаторе:
Сопротивление заземления заземления Яма нейтрали обеспечивает путь низкого сопротивления для нейтрального тока , который стекает в землю.Высокое сопротивление заземления может обеспечить высокое сопротивление пути для заземления нейтрали в распределительном трансформаторе.
Предельное сопротивление заземления достаточно низкое, чтобы обеспечить достаточный ток короткого замыкания для срабатывания защитных устройств во времени и уменьшить смещение нейтрали.
5) Перегрузка и дисбаланс нагрузки
Перегрузка распределительной сетив сочетании с плохим распределением нагрузки является одной из основных причин нейтрального отказа. Нейтраль должна быть правильно спроектирована так, чтобы минимальный ток протекал в нейтральный проводник.Теоретически ток в нейтрали должен быть нулевым из-за подавления из-за 120-фазного смещения фазы фазового тока.
IN = IR <0 + IY <120 + IB <-120
В перегруженной несбалансированной сети большое количество тока будет течь в нейтральном положении, которое разрушает нейтральное в самой слабой точке.
6) Общие нейтралы
Некоторые здания подключены так, что две или три фазы имеют общую нейтраль. Первоначально предполагалось дублировать на уровне ответвленной цепи четырехпроводную (три фазы и нейтраль) проводку панелей.Теоретически, только несбалансированный ток вернется на нейтраль. Это позволяет одному нейтральному выполнять работу в три этапа. Это сокращение проводки быстро зашло в тупик с ростом однофазных нелинейных нагрузок. Проблема в том, что ток нулевой последовательности
От нелинейных нагрузок, прежде всего третьей гармоники, сложится арифметически и вернется на нейтраль. В дополнение к потенциальной проблеме безопасности из-за перегрева недооцененной нейтрали, дополнительный ток нейтрали создает более высокое напряжение нейтрали к земле.
Это напряжение между нейтралью и землей вычитается из напряжения линии в нейтраль, доступного для нагрузки. Если вы начинаете чувствовать, что общие нейтралы являются одной из худших идей, которые когда-либо были переведены на медь.
7) Плохое качество изготовления и техническое обслуживание
Обычно сеть низкого напряжения в основном не получает внимания от обслуживающего персонала. Ослабленная или недостаточная затяжка Нейтрального проводника повлияет на непрерывность Нейтрального, что может вызвать всплывание Нейтрального.
Как обнаружить плавающее нейтральное состояние на панели?
Давайте возьмем один пример, чтобы понять Нейтральное Плавающее Условие . У нас есть Трансформатор, который Вторичный соединен звездой, Фаза в нейтраль = 240 В и Фаза в фазу = 440 В .
Условие (1) — Нейтраль не плавает
Независимо от того, заземлен ли нейтраль, напряжения остаются неизменными: 240 В между фазами и нейтралью и 440 В между фазами. Нейтральный не плавает.
Условие (2) — Нейтральное плавающее
Все устройства подключены: Если нейтральный провод для цепи отключается от главной панели электропитания домашнего хозяйства, в то время как фазовый провод для цепи все еще остается подключенным к панели, а в цепи есть устройства, подключенные к розеткам. В этой ситуации, если вы поместите тестер напряжения с неоновой лампой на нейтральный провод, он будет светиться так же, как если бы он был под напряжением, потому что на него подается очень маленький ток, поступающий от источника фазы через подключенное устройство ( с) к нейтральному проводу.
Все устройства отключены: Если вы отключите все устройства, источники света и все остальное, что может быть подключено к цепи, нейтраль больше не будет работать, потому что больше нет пути от него к источнику фазы.
- Межфазное напряжение: Счетчик показывает 440 В переменного тока. (Не влияет на 3-фазную нагрузку)
- Напряжение между фазами и нейтралью: Измеритель показывает напряжение от 110 В до 330 В.
- Нейтрально-заземление Напряжение: Измеритель показывает 110В.
- Междуфазное напряжение: Измеритель показывает 120 В.
Это связано с тем, что нейтраль «плавает» над потенциалом земли (110 В + 120 В = 230 В переменного тока) . В результате выход изолирован от заземления системы, а полный выход 230 В находится между линией и нейтралью без заземления.
Если внезапно отключить нейтраль от нейтрального трансформатора, но оставить цепи нагрузки такими, как они есть, то нейтраль со стороны нагрузки станет плавающим, поскольку оборудование, подключенное между фазой и нейтралью, станет между фазой (фаза Y, Y, B) и, поскольку они не имеют одинаковые номиналы, результирующий нейтральный будет плавающим, так что напряжения, присутствующие на разных устройствах, больше не будет 240 В, а где-то между 0 (не точно) и 440 В (также не совсем) ,
Это означает, что на одной линии фаза-фаза у некоторых будет напряжение менее 240 В, а у некоторых — до 415. Все зависит от импеданса каждого подключенного элемента.
В системе с дисбалансом, если нейтраль отсоединена от источника, нейтраль становится плавающей нейтралью и смещается в положение, так что она ближе к фазе с более высокими нагрузками и от фазы с меньшей нагрузкой. Предположим, что дисбалансная трехфазная система имеет нагрузку 3 кВт в R-фазе, 2 кВт в Y-фазе и 1 кВт в B-фазе.Если нейтраль этой системы отключена от главной, плавающая нейтраль будет ближе к R-фазе и удалена от B-фазы.
Итак, нагрузки с B-фазой будут испытывать большее напряжение, чем обычно, в то время как нагрузки с R-фазой будут испытывать меньшее напряжение. Нагрузки в Y-фазе будут испытывать почти одинаковое напряжение. Отключение нейтрали для несбалансированной системы опасно для нагрузок. Из-за более высокого или более низкого напряжения оборудование, скорее всего, будет повреждено.
Здесь мы видим, что нейтральное плавающее состояние не влияет на 3-фазную нагрузку, но влияет только на 1-фазную нагрузку
Как устранить нейтральное плавание?
Есть некоторые моменты, которые необходимо учитывать, чтобы предотвратить нейтральное плавание.
a) Используйте 4-полюсный выключатель / ELCB / RCBO в распределительной панели
Плавающая нейтраль может быть серьезной проблемой. Предположим, что у нас есть панель прерывателя с 3-полюсным прерывателем для трехфазного и шина для нейтрали для 3-фазных входов и нейтрали (здесь мы не использовали 4-полюсный выключатель). Напряжение между каждой фазой равно 440, а напряжение между каждой фазой и нейтралью равно 230. У нас есть отдельные выключатели, питающие нагрузки, требующие 230 вольт. Эти нагрузки 230 В имеют одну линию, питаемую выключателем, и нейтраль.
Теперь предположим, что нейтраль ослабла, окислилась или каким-то образом отсоединилась на панели или, возможно, даже от источника питания. Нагрузка 440 Вольт не пострадает, однако нагрузки 230 В могут иметь серьезные проблемы. С этим плавающим нейтральным условием вы обнаружите, что одна из двух линий снизится с 230 В до 340 или 350, а другая снизится до 110 или 120 Вольт. Половина вашего оборудования 230 В будет подниматься из-за перенапряжения, а другая половина не будет работать из-за низкого напряжения.Так что будьте осторожны с плавающими нейтралами.
Просто используйте ELCB, RCBO или 4-полюсный автоматический выключатель в качестве дохода в 3-фазной системе питания, поскольку, если нейтраль размыкается, она отключит весь источник питания, не повредив систему.
б) Использование стабилизатора напряжения
Каждый раз, когда нейтраль выходит из строя в трехфазной системе, подключенные нагрузки соединяются между фазами из-за плавающей нейтрали. Следовательно, в зависимости от сопротивления нагрузки на этих фазах, напряжение продолжает варьироваться от 230 В до 400 В.
Подходящий сервостабилизатор с широким диапазоном входного напряжения с высоким и низким отключением может помочь в защите оборудования.
в) Хорошее качество изготовления и техническое обслуживание
Отдайте больший приоритет обслуживанию сети низкого напряжения. Затяните или приложите соответствующий крутящий момент для затягивания нейтрального проводника в системе низкого напряжения
Заключение
Состояние неисправности с плавающим нейтральным (отключенное нейтральное) — ОЧЕНЬ НЕ БЕЗОПАСНО , потому что если устройство не работает и кто-то, кто не знает о нейтральном плавающем устройстве, может легко дотронуться до нейтрального провода, чтобы выяснить, почему устройства не работают, когда они подключены к сети. цепь и получить сильный шок.Однофазные устройства рассчитаны на работу с нормальным фазным напряжением, когда они получают линейное напряжение. Устройства могут повредить.
Отключено Нейтральная неисправность является очень небезопасным состоянием и должна быть исправлена в кратчайшие возможные сроки путем поиска неисправностей точных проводов, которые необходимо проверить, а затем правильно подключить.
Опубликовано в электрические заметки и статьи
,Трехфазные преобразования напряжения
Трехфазные преобразования напряжения могут быть выполнены с использованием трехфазных трансформаторов, которые представляют собой отдельные устройства со всеми обмотками, построенными на одном железном сердечнике. Они также могут быть выполнены с помощью трех однофазных трансформаторов, которые подключены снаружи, чтобы сформировать трехфазный блок.
Простое понимание подключений трехфазных трансформаторов — Delta – Delta, Wye – Wye, Delta – Wye и Wye – Delta (на фото: трансформатор Jefferson Electric)Хотя трехфазные устройства обычно являются более экономичным вариантом, однофазный вариант обеспечивает большую гибкость и может быть привлекательным с точки зрения надежности и обслуживания .Если в одном месте требуется несколько одинаковых трансформаторов, однофазный вариант может включать покупку запасного блока для сокращения времени простоя в случае сбоя.
Эта практика часто наблюдается с критическими банками автотрансформаторов и повышающими трансформаторами генератора, потому что потеря трансформатора в течение длительного периода имеет очень существенные последствия.
Соединения, обсуждаемые в этой статье , будут реализованы с использованием однофазных блоков .
При подключении однофазных трансформаторов для формирования трехфазного блока необходимо тщательно соблюдать полярность обмоток. Полярность указывается с использованием точечного соглашения. Ток, возникающий в точке на первичной обмотке, будет индуцировать ток, выходящий из точки на соответствующей вторичной обмотке.В зависимости от того, как обмотки подключены к втулкам, полярности могут быть аддитивными или вычитающими.
Двумя наиболее часто используемыми конфигурациями трехфазной обмотки являются дельта и вай , названные в честь греческой и английской буквы, каждая из которых похожа. В треугольной конфигурации три обмотки соединены друг с другом, образуя замкнутый путь.Фаза связана с каждым углом дельты.
Хотя обмотки дельты часто эксплуатируются незаземленными, ножка дельты может быть повернута по центру и заземлена, или угол дельты может быть заземлен. В конфигурации Wye один конец каждой из трех обмоток соединен для образования нейтрали. Фаза соединена с другим концом трех обмоток. Нейтраль обычно заземлена.
В следующих параграфах описываются трехфазные трансформаторы, в которых используются треугольные и треугольные соединения.
- Дельта-Дельта
- Уай-Уай
- Delta-Wye
- Wye-Delta
В следующей части этой статьи будут обсуждаться трехфазные трансформаторы, использующие разомкнутые и разомкнутые соединения, где один из однофазных трансформаторов, составляющих трехфазный блок, опущен. Нога трансформатора с отсутствующим трансформатором называется фантомной ногой.
1. Дельта – Дельта
Дельта-дельта-трансформаторы, как показано на рисунке 1, часто используются для питания нагрузок, которые в основном трехфазные, но могут иметь небольшой однофазный компонент .
Рисунок 1 — Delta-Delta TransformerТрехфазная нагрузка, как правило, является нагрузкой двигателя, тогда как однофазный компонент часто освещается и питается при низком напряжении. Однофазная нагрузка может питаться путем заземления центрального ответвления на одной из ветвей вторичной обмотки, а затем подключения однофазной нагрузки между одной из фаз на заземленной ветке и этой заземленной нейтралью.
На рисунке 2 показано соединение треугольник-треугольник.
Рисунок 2 — Соединения Delta – Delta Transformer (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Диаграмма подключения слева показывает, как можно выполнить соединение треугольник, с тремя однофазными трансформаторами или с одним трехфазным трансформатором .
Пунктирные линии показывают контуры трансформатора. Реализация трех однофазного трансформатора может быть замечена, игнорируя внешнюю пунктирную схему и метки проходных изоляторов, показанные в той схеме, и концентрируясь на трех меньших (однофазный трансформатор) схемах.
Втулки однофазных трансформаторов соединены внешними перемычками, как показано, чтобы выполнить соединение треугольник-треугольник. В случае реализации одного трехфазного трансформатора три внутренних контура не учитываются, и перемычки между обмотками выполнены внутри бака трансформатора.Шесть вводов на схеме трехфазного трансформатора доступны для подключения.
Схематическую диаграмму в верхнем правом углу, возможно, легче проанализировать, поскольку отчетливо видны дельта-соединения.
На векторной диаграмме в нижнем правом углу показаны геометрические соотношения между цепью высокого напряжения и токами цепи низкого напряжения, а уравнения внизу в центре показывают эти соотношения математически.
По мере того как нагрузка на дельта-дельта-трансформатор становится несбалансированной, в обмотках треугольника могут циркулировать большие токи, что приводит к дисбалансу напряжения.Сбалансированная нагрузка требует выбора трех трансформаторов с одинаковыми коэффициентами напряжения и одинаковыми импедансами .
Кроме того, величина однофазной нагрузки должна поддерживаться на низком уровне, поскольку трансформатор с центральным ответвлением должен обеспечивать большую часть однофазной нагрузки. По мере увеличения однофазной нагрузки трансформатор с центральным ответвлением будет увеличивать свою нагрузку больше, чем два других трансформатора, и в конечном итоге будет перегружен.
Если один из однофазных трансформаторов в дельта-дельта-банке выходит из строя, банк может работать только с двумя трансформаторами, образующими конфигурацию открытого треугольника.Номинальное значение кВА банка снижается, но трехфазное питание все еще подается на нагрузку.
Вернуться к содержанию ↑
2. Уай – Уай
Токовые трансформаторы, как показано на рисунке 3, могут обслуживать как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Однофазная нагрузка должна быть как можно более равномерно распределена между каждой из трех фаз и нейтралью.
Рисунок 3 — Уай-Уай-трансформаторНа рисунке 4 показано соединение типа «звезда-звезда» в виде трех однофазных трансформаторов или в виде одного трехфазного блока.Обе метки втулки и точки полярности показаны.
Рисунок 4 — Схема подключений Уай-Уай-трансформатора (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Одной из проблем, присущих токовым трансформаторам, является распространение токов третьей гармоники и напряжений . Эти гармоники могут вызывать помехи в соседних цепях связи, а также другие проблемы качества электроэнергии.
Другая проблема состоит в том, что существует вероятность возникновения резонанса между шунтирующей емкостью цепей, подключенных к трансформатору, и намагничивающим сопротивлением трансформатора, особенно если цепи включают в себя изолированный кабель.Из-за этих проблем вай-вай-трансформаторы должны быть определены и внедрены тщательно.
Добавление третьей (третичной) обмотки, соединенной в треугольнике, устраняет многие из упомянутых проблем.
Вернуться к содержанию ↑
3. Дельта – Уай
Соединение треугольник-треугольник является наиболее часто используемым соединением трехфазного трансформатора . Вторичный соединитель позволяет распределять однофазную нагрузку между тремя фазами на нейтраль, вместо того чтобы размещать все на одной обмотке, как в четырехпроводной треугольной вторичной обмотке.
Это помогает поддерживать сбалансированную фазную нагрузку на трансформаторе и особенно важно , когда величина однофазной нагрузки становится большой . Устойчивая нейтральная точка также обеспечивает хорошее заземление, позволяющее критическое демпфирование системы для предотвращения колебаний напряжения.
Если один из однофазных трансформаторов в дельта-вай-банке выходит из строя, весь банк перестает работать.
Кроме того, поскольку дельта-звёздный трансформатор вводит фазовый сдвиг на 30 ° от первичного к вторичному, как это видно по фазирующим символам на рисунке 5, он не может быть параллелен с дельта-дельта- и вай-вай-трансформаторами, которые не дают фазового сдвига.
Рисунок 5 — Delta – Wye TransformerНа рисунке 6 показано соединение треугольник-треугольник в виде трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного блока. Обе метки втулки и точки полярности показаны.
Рисунок 6 — Соединения Delta – Wye TransformerАнализ дельта-звёздного трансформатора иллюстрирует множество важных концепций, касающихся работы многофазных трансформаторов. Анализ может быть выполнен на основе напряжения или тока. Поскольку напряжение (разность потенциалов или вычитание двух векторных величин) является довольно абстрактным и его трудно визуализировать, ток (или поток заряда) будет использоваться в качестве основы для анализа, поскольку ток легко понять.
Токи, возникающие в обмотках дельта-звёздного трансформатора, показаны на рисунке 7. Обратите внимание, что стрелки указывают мгновенные направления переменного тока и согласуются с условным обозначением точки.
Рисунок 7 — Дельта-обмоткиАнализ должен начинаться в одной из двух электрических цепей, либо в цепи высокого напряжения с треугольным соединением, либо в цепи низкого напряжения с соединительным штырем.
Так как в качестве основы для анализа используется ток, в качестве начальной точки выбрана соединительная цепь, так как в цепной соединитель, токи линии (выход из трансформатора) и фазные токи (в обмотках трансформатора) ) равны.Эта связь между линейными и фазными токами упрощает анализ.
Анализ начинается с маркировки всех линейных и фазных токов. Это показано на рисунке 8.
Рисунок 8 — Дельта – Уай трансформатор с маркированными токамиОбратите внимание, что нижние индексы указывают линейные токи в цепи низкого напряжения, а верхние нижние индексы указывают линейные токи в цепи высокого напряжения. В цепи низкого напряжения фазные токи идентичны соответствующим линейным токам, поэтому они также обозначены I a , I b и I c .Когда обмотки трансформатора выполнены, конкретная обмотка высокого напряжения соответствует обмотке низкого напряжения, проведенной параллельно ей.
Другими словами, обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения, которые проходят параллельно друг другу, составляют однофазного трансформатора или две обмотки на одной ветви магнитного сердечника трехфазного трансформатора .
Ток фазы высокого напряжения, соответствующий I a , обозначен как I a ′ .Направление I a ′ относительно направления I a должно соответствовать пунктирному соглашению. Величина I a ′ относительно I a является обратной величиной отношения витков трансформатора «n» или
При анализе трансформатора на единицу, n = 1 , поэтому получается:
I а ‘ = I а
Итак,
I a ‘ = I a (на единицу)
I b’ = I b (на единицу)
I с ‘ = I с (на единицу блок)
(уравнения1)
Далее, текущий закон Кирхгофа может быть применен к каждому узлу дельты:
I A = I a ‘ — I b’ = I a — I b
I B = I b ‘ — I c’ = I 901 b — I c
I C = I c ′ — I a ′ = I c — I a
(формулы 2) 94501 902 9009
Вышеприведенные уравнения выражают токи линии цепи высокого напряжения через токи линии тока цепи низкого напряжения .В этот момент числовые значения могут быть заменены на I a , I b и I c . Учитывая, что I a , I b и I c представляют сбалансированный набор векторов , произвольные значения на единицу измерения выбраны так, чтобы представлять a-b-c упорядочение фаз :
формул. 3 Должно использоваться положительное чередование фаз (a-b-c) , поскольку стандарты IEEE для силовых трансформаторов (серия IEEE C57) основаны на положительном чередовании фаз.
Подставляя уравнения. 3 в уравнения 2:
формул. 4 Сравнение I a с I A , с разницей в √3 и угловой разницей в 30 ° очевидно .
IEEE Std. C57.12.00 определяет направление, в котором углы фазора должны изменяться от одной электрической цепи к другой. В стандартном трансформаторе дельта-звезда (или звезда-треугольник) токи и напряжения прямой последовательности со стороны высокого напряжения опережают токи и напряжения прямой последовательности со стороны низкого напряжения на 30 °.
Если вектор высокого напряжения отстает от вектора низкого напряжения, соединение считается нестандартным. Иногда требуются нестандартные соединения для соответствия фазировок в двух разных системах, которые должны быть электрически связаны, но обычно указываются стандартные соединения.
Обратите внимание, что конвенция для определения стандартного соединения требует, чтобы векторы высокого напряжения опережали векторы низкого напряжения на 30 ° . Не делается никаких ссылок на первичные или вторичные.Первичные обмотки трансформатора — это те обмотки, на которые подается напряжение. Вторичные обмотки имеют наведенное напряжение на них.
Обычно первичные обмотки — это обмотки высокого напряжения, но это не всегда так. Хорошим примером исключения является повышающий трансформатор генератора.
Вернуться к содержанию ↑
4. Уай – Дельта
Уай-дельта-трансформатор, показанный на рисунке 9, иногда используется для обеспечения нейтрали в трехпроводной системе, но также может обслуживать нагрузку от своего вторичного .
Рисунок 9 — Уай-дельта-трансформаторПервичные витые обмотки обычно заземлены. Если вторичная обмотка представляет собой четырехпроводную дельту, четвертый провод, идущий от центрального ответвления на одном из плеч дельты, заземляется.
На рисунке 10 показано соединение «звезда-треугольник», либо в виде трех однофазных трансформаторов, либо в виде одного трехфазного блока. Обе метки и точки полярности показаны .
Рис. 10 — Соединения трансформатора Уай-Дельта (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Вернуться к содержанию ↑
Будет продолжение…
Ссылка // Промышленное распределение электроэнергии Ральф Э.Fehr
,Распределение мощности переменного тока
Передача электроэнергии переменного тока всегда осуществляется под высоким напряжением и в основном с помощью 3-фазной системы . Использование однофазной системы ограничено однофазными электрическими железными дорогами. Однофазная передача энергии используется только на короткие расстояния и при относительно низких напряжениях.
Фазы и провода в распределении мощности переменного токаКстати, знаете ли вы, что для 3-фазной передачи энергии требуется меньше меди , чем для однофазной или 2-фазной передачи энергии.
Система распределения начинается либо на силовой подстанции, где энергия подается по воздушным линиям электропередачи и отключается от трансформаторов, либо в некоторых случаях на самой генерирующей станции. Там, где задействована большая площадь, могут использоваться первичные и вторичные распределения.
Что касается фаз , для распределения мощности переменного тока доступны шесть следующих систем:
- Однофазная двухпроводная система
- Однофазная 3-х проводная система
- Двухфазная 3-х проводная система
- Двухфазная 4-х проводная система
- Трехфазная 3-х проводная система
- Трехфазная 4-х проводная система
I.Однофазная, 2-х проводная система
Это показано на рис. 1 (а) и (б). На рисунке 1 (а) один из двух проводов заземлен, тогда как на рисунке 1 (б) средняя точка фазовой обмотки заземлена .
Рисунок 1 — Однофазная двухпроводная системаВернуться к распределительным системам ↑
II. Однофазная 3-х проводная система
1-фазная 3-проводная система в принципе идентична 3-проводной системе постоянного тока . Как показано на рисунке 2, третий провод или нейтраль подключены к центру вторичной обмотки трансформатора и заземлены для защиты персонала от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора или провода высокого напряжения вторичного основного контакта.
Рисунок 2 — Однофазная 3-проводная системаВернуться к распределительным системам ↑
III. Двухфазная 3-х проводная система
Эта система все еще используется в некоторых местах. Третий провод взят из соединения двухфазных обмоток I и II, напряжения которых находятся в квадратуре друг с другом, как показано на рисунке 3.
Если напряжение между третьим или нейтральным проводом и любым из двух проводов равно V, то напряжение между внешними проводами равно V, как показано.По сравнению с 2-фазной, 4-проводной системой, 3-проводная система имеет дефект, состоящий в том, что создает дисбаланс напряжения из-за несимметричного падения напряжения в нейтрали.
Рисунок 3 — Двухфазная 3-проводная системаВернуться к распределительным системам ↑
IV. Двухфазная 4-х проводная система
Как показано на рисунке 4, четыре провода взяты с концов двухфазных обмоток, а средние точки обмоток соединены вместе.
Как и раньше, напряжение двух обмоток находится в квадратуре друг с другом, и точка соединения может быть или не заземлена. Если напряжение между двумя проводами фазной обмотки равно V, то напряжение между одним проводом фазы I и одним проводом фазы II составляет 0,707 В .
Рисунок 4 — Двухфазная 4-проводная системаВернуться к распределительным системам ↑
В. Трехфазная 3-х проводная система
Трехфазные системы широко используются.Трехпроводная система может быть соединена треугольником или звездой, у которой точка звезды обычно заземлена .
Напряжение между линиями составляет В, в соединении треугольником и √3 В, в случае соединения со звездой, где V — напряжение каждой фазы, как показано на Рисунках 5 (a) и (b) соответственно.
Рисунок 5 — Трехфазная 3-проводная системаВернуться к распределительным системам ↑
VI. Трехфазная, 4-х проводная система
4-й или нейтральный провод взят из точки звезды соединения звезды, как показано на рисунке 6, и имеет половину поперечного сечения внешних или линейных проводников.Если V — это напряжение каждой обмотки, то линейное напряжение равно 3 В . Обычно, фазовое напряжение, то есть напряжение между любым внешним и нейтральным для симметричной системы, составляет 230 В, , так что напряжение между любыми двумя линиями или выходами составляет 3 × 230 = 400 В .
Рисунок 6 — Трехфазная 4-проводная системаОднофазные жилые осветительные нагрузки или однофазные двигатели, которые работают на 230 В , подключены между нейтралью и любым из проводов линии.Эти нагрузки подключены симметрично, так что линейные провода нагружены одинаково. Следовательно, результирующий ток в нейтральном проводе равен нулю или, по крайней мере, минимум .
Трехфазные асинхронные двигатели, требующие более высоких напряжений 400 В или около того, подключаются непосредственно к линиям.
Вернуться к распределительным системам ↑
Трехфазное учебное пособие — Токи в дельте //
Справочник // Учебник по электротехнике — Б.L. Theraja (Покупка у Амазонки)
,При трехфазных неисправностях…
В трехфазной системе электропитания типы неисправностей, которые могут возникнуть, классифицируются по комбинации проводников или шин, которые неисправны вместе. Кроме того, неисправности могут быть классифицированы как неисправности с болтовым соединением или неисправности, которые возникают через некоторое сопротивление , такое как дуга. Каждый из основных типов неисправностей будет описан и показан на рис. 1.
Что является наихудшим типом трехфазных неисправностей и почему это происходит (фоторепортаж: everreadyelectric.ком)Следует отметить, что в большинстве случаев для расчета токов короткого замыкания и выдерживания тока, необходимого для выбора возможностей оборудования по сопротивлению и сопротивлению току, используется трехфазное болтовое замыкание с нулевым сопротивлением .
Рассмотрим каждую из четырех трехфазных неисправностей //
- Трехфазные болтовые неисправности
- межплоскостных болтовых соединений
- Отказы от линии к линии на землю
- Сбои в линии заземления
Рисунок 1 — Обозначение категорий короткого замыкания1.Трехфазные болтовые неисправности
Трехфазная болтовая неисправность описывает состояние, при котором три провода физически удерживаются вместе с нулевым сопротивлением между ними, как если бы они были соединены болтами. Для симметричной симметричной системы величина тока повреждения одинаково сбалансирована в пределах трех фаз.
Несмотря на то, что этот тип неисправности встречается не часто, его результаты используются для выбора защитного устройства, поскольку этот тип неисправности обычно дает максимальные значения тока короткого замыкания .
На рисунке 1 (а) представлено графическое представление трехфазной неисправности с болтовым соединением .
Рисунок 1a — Трехфазное короткое замыканиеВернитесь к трехфазным неисправностям ↑
2. Неисправности между линиями болтовых соединений
Межфазные замыкания на болтах, рис. 1 (b), более распространены, чем трехфазные неисправности, и имеют токи неисправности, которые составляют приблизительно на 87% от трехфазного тока замыкания на болтах.
Этот тип повреждения не сбалансирован в трех фазах, и его ток повреждения редко рассчитывается для номинальных характеристик оборудования, поскольку он не обеспечивает максимальную величину тока повреждения.Ток между линиями можно рассчитать путем умножения значения трехфазного сигнала на 0,866 , когда полное сопротивление Z1 = Z2 .
Для этого условия не требуются специальные методы вычисления симметричных компонентов .
Рисунок 1b — Болтовые соединения между линиямиВернитесь к трехфазным неисправностям ↑
3. Неисправности между линиями и землей
Отказы между линиями и заземлением, рис. 1 (с), как правило, представляют собой отказы от линии к земле, которые обострились и включают в себя проводник второй фазы.Это несбалансированная ошибка. Величины двойных токов замыкания на землю, как правило, больше, чем при линейных замыканиях, , но меньше, чем при трехфазных замыканиях .
Расчет токов двойного замыкания на линию требует заземления с использованием анализа симметричных компонентов . Полное сопротивление пути заземления повлияет на результат и должно быть получено, если это возможно.
Рисунок 1c — Отказы от линии к землеВернитесь к трехфазным неисправностям ↑
4.Сбои в линии заземления
Отказы линии-заземления, рис. 1 (d), являются наиболее распространенным типом неисправностей и, как правило, являются наименьшими нарушениями для системы. Ток в поврежденной фазе может находиться в диапазоне от нуля до значения, немного превышающего трехфазный ток замыкания с болтовым соединением.
Величина тока замыкания на линию-земля определяется методом заземления системы и полным сопротивлением пути возврата заземления по току замыкания.
Расчет точных значений тока короткого замыкания между линиями и землей требует специальных методов расчета симметричных составляющих .
Рисунок 1d — Отказы линии от землиТем не менее, можно получить близкие приближения, зная используемый метод заземления системы. В незаземленных распределительных системах токи короткого замыкания линия-земля близки к нулю.
Величины тока короткого замыкания между линиями и землей в распределительных системах с заземленными нейтралями системы могут быть оценены как путем деления системного напряжения линии на нейтраль на общее значение сопротивления системы от земли до нейтрали .
Величины тока короткого замыкания на землю в распределительных системах с заземленной системой будут приблизительно равны амплитудам трехфазного тока короткого замыкания. Определение токов замыкания на линию на землю на длинных кабельных трассах или линиях электропередачи потребует подробных данных об импедансе пути заземления и подробных методов расчета.
Вернитесь к трехфазным неисправностям ↑
Справочник // Рекомендуемая практика IEEE для расчета токов короткого замыкания в промышленных и коммерческих энергосистемах
,