Τάση γραμμής και φάσης — Διαφορά και λόγος
Σε αυτό το σύντομο άρθρο, χωρίς να μπούμε στην ιστορία των δικτύων εναλλασσόμενου ρεύματος, θα κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ φάσης και τάσης γραμμής. Θα απαντήσουμε στις ερωτήσεις τι είναι τάση φάσης και τι τάση γραμμής, πώς σχετίζονται μεταξύ τους και γιατί αυτές οι σχέσεις είναι ακριβώς οι ίδιες.
Δεν είναι μυστικό ότι σήμερα η ηλεκτρική ενέργεια από τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παραδίδεται στους καταναλωτές μέσω γραμμών υψηλής τάσης με συχνότητα 50 Hz. Στους υποσταθμούς μετασχηματιστών, η υψηλή ημιτονοειδής τάση μειώνεται και κατανέμεται στους καταναλωτές στα 220 ή 380 βολτ. Κάπου το δίκτυο είναι μονοφασικό, κάπου τριφασικό, αλλά ας το καταλάβουμε.
RMS και τάση αιχμής
Καταρχήν σημειώνουμε ότι όταν λένε 220 ή 380 βολτ εννοούν τις ενεργές τιμές των τάσεων, από μαθηματική άποψη - rms voltages... Τι σημαίνει;
Αυτό σημαίνει ότι στην πραγματικότητα το πλάτος Um (μέγιστο) της ημιτονοειδούς τάσης, της φάσης Umph ή του γραμμικού Uml, είναι πάντα μεγαλύτερο από αυτήν την πραγματική τιμή.Για μια ημιτονοειδή τάση, το πλάτος της είναι μεγαλύτερο από την πραγματική τιμή με τη ρίζα 2 φορές, δηλαδή 1,414 φορές.
Έτσι, για μια τάση φάσης 220 βολτ, το πλάτος είναι 310 βολτ, και για μια τάση γραμμής 380 βολτ, το πλάτος θα είναι 537 βολτ. Και αν λάβουμε υπόψη ότι η τάση στο δίκτυο δεν είναι ποτέ σταθερή, τότε αυτές οι τιμές μπορεί να είναι είτε χαμηλότερες είτε υψηλότερες. Αυτή η περίσταση πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη, για παράδειγμα, κατά την επιλογή πυκνωτών για τριφασικό ασύγχρονο κινητήρα.
Τάση γραμμής φάσης
Οι περιελίξεις της γεννήτριας συνδέονται και συνδέονται με τα άκρα Χ, Υ και Ζ σε ένα σημείο (στο κέντρο του αστέρα) που ονομάζεται ουδέτερο ή μηδενικό σημείο της γεννήτριας. Αυτό είναι ένα κύκλωμα τεσσάρων καλωδίων, τριφασικό. Οι αγωγοί γραμμής L1, L2 και L3 συνδέονται στους ακροδέκτες των πηνίων A, B και C και ο ουδέτερος αγωγός N συνδέεται στο ουδέτερο σημείο.
Οι τάσεις μεταξύ του ακροδέκτη Α και του μηδενικού σημείου, του Β και του μηδενικού σημείου, του C και του μηδενικού σημείου, ονομάζονται τάσεις φάσης, συμβολίζονται με Ua, Ub και Uc, αλλά επειδή το δίκτυο είναι συμμετρικό, μπορείτε απλά να γράψετε Uph — τάση φάσης .
Στα τριφασικά δίκτυα εναλλασσόμενου ρεύματος στις περισσότερες χώρες, η τυπική τάση φάσης είναι περίπου 220 βολτ - η τάση μεταξύ του αγωγού φάσης και του ουδέτερου σημείου, το οποίο συνήθως είναι γειωμένο, και το δυναμικό του θεωρείται ότι είναι μηδέν, γι' αυτό και είναι ονομάζεται επίσης ουδέτερο σημείο.
Τάση γραμμής τριφασικού δικτύου
Οι τάσεις μεταξύ του ακροδέκτη Α και του ακροδέκτη Β, μεταξύ του ακροδέκτη Β και του ακροδέκτη Γ, μεταξύ του ακροδέκτη Γ και του ακροδέκτη Α ονομάζονται τάσεις γραμμής, δηλαδή είναι οι τάσεις μεταξύ των αγωγών γραμμής ενός τριφασικού δικτύου. Επισημαίνονται ως Uab, Ubc, Uca ή μπορείτε απλά να γράψετε Ul.
Η τυπική τάση δικτύου στις περισσότερες χώρες είναι περίπου 380 βολτ.Σε αυτήν την περίπτωση, είναι εύκολο να δούμε ότι το 380 είναι 1,727 φορές μεγαλύτερο από το 220 και, αγνοώντας τις απώλειες, είναι σαφές ότι αυτή είναι η τετραγωνική ρίζα του 3, δηλαδή 1,732. Φυσικά, η τάση του δικτύου διαρκώς προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση κυμαίνεται ανάλογα με το τρέχον φορτίο του δικτύου, αλλά η σχέση μεταξύ των τάσεων γραμμής και φάσης είναι ακριβώς η ίδια.
Από πού προήλθε η ρίζα του 3;
Η μέθοδος διανυσματικής εικόνας χρησιμοποιείται συχνά στην ηλεκτρική μηχανική. ημιτονοειδώς μεταβαλλόμενες χρονικά τάσεις και ρεύματα.
Η γραφική παράσταση της εξάρτησης του μεγέθους της προβολής από το χρόνο είναι ημιτονοειδής. Και αν το πλάτος της τάσης είναι το μήκος του διανύσματος U, τότε η προβολή που αλλάζει με το χρόνο είναι η τρέχουσα τιμή της τάσης και το ημιτονοειδές αντανακλά τη δυναμική της τάσης.
Έτσι, εάν τώρα σχεδιάσουμε ένα διανυσματικό διάγραμμα τριφασικών τάσεων, αποδεικνύεται ότι υπάρχουν ίσες γωνίες 120 ° μεταξύ των διανυσμάτων των τριών φάσεων και, στη συνέχεια, εάν τα μήκη του διανύσματος είναι οι πραγματικές τιμές Από τις τάσεις φάσης Uph, στη συνέχεια, για να βρείτε τις τάσεις γραμμής Ul, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε τη ΔΙΑΦΟΡΑ κάθε ζεύγους διανυσμάτων με δύο τάσεις φάσης. Για παράδειγμα, Ua — Ub.
Έχοντας ολοκληρώσει την κατασκευή με τη μέθοδο του παραλληλογράμμου, θα δούμε ότι το διάνυσμα Ul = Ua + (-Ub) και ως αποτέλεσμα Ul = 1,732Uf. Από εδώ προκύπτει ότι εάν οι τυπικές τάσεις φάσης είναι 220 βολτ, οι αντίστοιχες γραμμικές θα είναι ίσες με 380 βολτ.