Чем фазное напряжение отличается от линейного – Линейное и фазное напряжения — различия, соотношение и пояснения

Какое напряжение между фазами в двухфазной сети. Разбираемся в разнице между фазным и линейным напряжениями

Сущность явления
Причины возникновения
Последствия
Способы устранения перекоса фаз
Альтернативная технология.
Диапазон изменения фазных напряжений.
Практическое применение.

Сущность явления

Перекос фаз проявляется в трехфазных четырех- (пяти-) проводных сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

Как правило, низковольтная трехфазная электрическая сеть напряжением 400 В (0,4 кВ)
содержит источники электроэнергии, обмотки которых соединены в «звезду» с выведенным нулем.

Если трехфазная сеть четырехпроводная, то нулевой проводник выполняет две функции. Первая функция: нулевой рабочий проводник служит для подключения однофазных электроприемников. Вторая функция: нулевой рабочий проводник служит для работы защиты.
В пятипроводной сети, каждой из двух перечисленных функций соответствует свой провод.
В низковольтных сетях различают первичные и вторичные источники электроэнергии (источники питания) независимо от способа получения электрической энергии.

К первичным источникам относятся те, которые непосредственно вырабатывают электроэнергию, например электрические генераторы (в качестве привода в них могут быть использованы гидроагрегаты, паровые турбины, дизели, газовые двигатели).
К вторичным источникам относятся те, которые преобразуют электрическую энергию первичных источников, как правило, это трансформаторы, установленные в трансформаторных подстанциях (ТП).

Идеальную модель, отображающую взаимосвязь и взаиморасположение фазных и линейных напряжений можно изобразить в виде равностороннего треугольника с вершинами «А», «B», «С» и центром «0».
Векторы АВ, ВС и CA (лежащие на сторонах треугольника) — это линейные напряжения (380В).
Векторы, проведенные из центра треугольника к его вершинам — 0A, 0B и 0С — это фазные напряжения.
В идеале они равны между собой 0A=0B=0С и сдвинуты друг относительно друга на угол 120°, то есть└A0B=└B0C=└C0A=120°.

Данная модель является идеальной и перекос фазных напряжений в ней отсутствует.

Так как к трансформаторам ТП подключают множество потребителей, в том числе однофазных, то в каждый случайный момент времени можно ожидать, что нагрузки в различных фазах будут различны.
Причем если даже однофазные нагрузки по величине одинаковы, то их включение под нагрузку или отключение не может происходить синхронно. Возникает ситуация RA > RB > RC ≠ 0, где «R» – это сопротивление нагрузки, и, соответственно, «RA» — это спротивление нагрузки на фазе А, «RB» — это спротивление нагрузки на фазе B, «RC» — это спротивление нагрузки на фазе C.

Различие фазных нагрузок по величине и характеру создает условия для возниконовения перекоса фазных напряжений.

Если обратиться к описанному выше равностороннему треугольнику, то графически это будет выглядеть следущим образом: точка 0 в центре треугольника, из которой исходят векторы идеальных фазных напряжений величиной 220В 0A, 0B и 0С, — смещается относительно центра треугольника. Назовем ее 0′. Смещаются и сами векторы фазных напряжений на произвольный угол друг относительно друга. Смещенные векторы фазных напряжений 0’A, 0’B и 0’С не равны между собой, 0’A ≠ 0’B ≠ 0’С.

Напряжение на каждой из фаз меняется с величины в 220 В например на 190В, 240В и 230В соответственно.

Такая ситуация называется перекосом фазных напряжений.

Если бы сопротивления нагрузки были равны, то токи, через них протекающие так же были равны между собой.
Учитывая то, что угол сдвига между ними равен 120°, то их геометрическая сумма равнялась бы нулю.

Однако при их неравенстве в результате суммирования возникает ток I00′, который называется уравнительным. А, следовательно, напряжение U00′, которое называется напряжением смещения.

Перекос фаз (фазных напряжений), как правило, характеризуется неизменностью или одинаковостью линейных напряжений источника и значительным различием по величине фазных напряжений. То есть равносторонний треугольник, образуемый векторами линейных напряжений остается равносторонним треугольником, это означает, что значение трех линейных напряжений соответствует 380В, возможны незначительные отклонения значений, которые называются являются допустимыми.

Значительно смещаются векторы фазных напряжений внутри треугольника, которые соединяют точку внутри треугольника с его вершинами, меняется величина фазных напряжений и угол сдвига между ними.

Причины возникновения перекоса фаз

Условно причины возникновения перекоса фаз можно разделить на внешние и внутренние.

Внутренние причины связаны с потребителями электроэнергии, которые неравномерно загружают фазы сети без учета мощности
однофазных электроприемников, коэффициента одновременности их включения,
подключают мощные двухфазные электроприемники к бытовым розеткам.

В реальной жизни причиной перекоса фаз является неравномерность загрузки не только по величине, но и по характеру нагрузки.

Нагрузка может быть активной (резистивной) — (R) или реактивной: индуктивной (L) или емкостной (С).

Внешние причины возникновения перекоса фаз могут быть связаны с неисправностями
в распределительной сети (например, в высоковольтных линиях электропередач (ЛЭП)
при высокой влажности и дефектах в гирляндах изоляторов или разряднико

levevg.ru

Линейное и фазное напряжение — Основы

Под электрическим напряжением понимают энергетическую характеристику электрополя. Оно является равным отношению работы при перемещении частицы заряда q к величине собственно самого заряда данной частицы. Иногда такую величину еще называют разностью потенциалов. Величина напряжения измеряется в единицах вольта (B). Если говорят об установившемся значении величины напряжения, тогда его обозначают большой буквой «U», в случае же неустановившегося значения необходимо обозначать его маленькой (прописной) буквой «u». Как и ток, так и напряжение имеют постоянные и переменные виды. При этом постоянное напряжение меняет величину, но не сам знак. Переменное же напряжение изменяет величину и знак периодически.

Электрическое напряжение трехфазных сетей

Тип трехфазных электросетей является основой современной энергосистемы. В этой сети выделают два вида электронапряжения. Это  линейное и фазное напряжение. Собственно напряжение между двумя проводами (линейными) трехфазной сети и является линейным напряжением. Соответственно, фазным напряжением принято считать напряжение между началом и окончанием одной (из трех) фаз в электросети. Можно определить фазное напряжение(Uф)  как напряжение между нулевым (нейтральным) проводом и линейным проводом.

Когда нагрузка потребителей соединена в «треугольную» схему, тогда линейное напряжение будет равно самому фазному напряжению электросети. Когда происходит соединений по схеме «звезды», то в таком случае линейное напряжение получается больше фазного в корень от трех.

Понятия линейного и фазного напряжения часто применяют в теоретических расчетах электротехнического раздела науки и при практических расчетах электросетей для промышленных и бытовых потребителей электроэнергии.

Обозначение фазного и линейного напряжения

Общепринято в трехфазной электросети напряжение выражать в виде дроби. В ней числителем является значение фазного, а знаменателем – значение линейного напряжений. Например: 380/660В, 220/380В, 127/220В. Имеется общепринятый ряд номинальных (стандартных) числовых значений напряжения. В случае серьезного превышения этих показателей происходит так называемое «перенапряжение» электросети.

Иногда линейное напряжение(Uл)   называют межфазным или междуфазным. Между нулевым проводом и проводом фазы напряжение составляет обычно около 58%. Таким образом, линейные напряжения в нормальных условиях  эксплуатации трехфазных сетей одинаковы, и в 1,73 раза превышают фазные напряжения.

Обычное напряжение 3-х фазных сетей оценивают по значению линейного напряжения в них. При обозначении же номинальных величин напряжения четырехпроводных сетей, как правило, указывают в виде дроби обе величины: 380/220В. Такая запись указывает, что к сети возможно подключение как трехфазных электроприемников (на номинальное напряжение в 380В), так и однофазных в расчете на 220В.

Наиболее распространенна сегодня трехфазная электросистема  380/220В с заземлением. Бывают и трехфазные системы с линейным напряжением 220В при незаземленной (изолированной) нейтрали.

Маркировка проводников фаз

Разнофазовые проводники имеют маркировку различного цвета в целях безопасности. Нейтральные и защитные проводники также имеют свою особую цветовую маркировку. Это способствует более высокой степени защиты от возможного поражения током. Помогает такая маркировка при монтаже и обслуживании электроустановок. Многие страны имеют общие цвета маркировки, согласно стандарту МЭК 60445:2010.

Бытовые потребители 3-фазного тока

К бытовым потребителям трехфазного тока относятся мощные домашние электроприборы с 3-фазным электродвигателем. Это электроплиты, мощные электрокотлы, конвекторы, бойлеры больших объемов.  

solo-project.com

Что такое линейное и фазное напряжение

Трехфазные цепи являются самыми распространенными в современной энергетике, они дают возможность получать на одной установке два эксплуатационных напряжения — линейное и фазное. Линейным называют напряжение между двумя фазными проводами, иногда его упоминают как межфазное или междуфазное. Фазным считается напряжение между нулевым проводом и одним из фазных. В нормальных условиях эксплуатации линейные напряжения одинаковы и превосходят фазные в 1,73 раза. Эксплуатационные напряжения трехфазной цепи Трехфазные цепи обладают рядом преимуществ по сравнению с многофазными и однофазными, с их помощью можно легко получить вращательное круговое магнитное поле, которое обеспечивает работу асинхронных двигателей. Напряжение трехфазной цепи оценивают по ее линейному напряжению, для отходящих от подстанций линий его устанавливают 380 В, что соответствует фазному напряжению в 220 В. Для обозначения номинального напряжения трехфазной четырехпроводной сети используют обе величины — 380/220 В, подчеркивая этим, что к ней могут подключаться не только трехфазные устройства, рассчитанные на номинальное напряжение 380 В, но и однофазные — на 220 В.Фазой называют часть многофазной системы, имеющую одинаковую характеристику тока. Вне зависимости от способа соединения фаз существуют три одинаковых по действующему значению напряжения трехфазной цепи. Они сдвинуты относительно друг друга по фазе на угол, составляющий 2π/3. У четырехпроводной цепи, помимо трех линейных напряжений, есть также три фазные. Номинальные напряжения Самыми распространенными номинальными напряжениями приемников переменного тока являются 220, 127 и 380 В. Напряжения 220 и 380 В чаще всего используются для питания промышленных устройств, а 127 и 220 В — для бытовых. Все они (127, 220 и 380 В) считаются номинальными напряжениями трехфазной сети. Их наличие в четырехпроводной сети дает возможность подключать однофазные приемники, которые рассчитаны на 220 и 127 В или 380 и 220 В. Различия систем распределения электроэнергии Наибольшее распространение получила трехфазная система 380/220 В с заземленной нейтралью, однако встречаются другие способы распределения электроэнергии. Например, в ряде населенных пунктов можно найти трехфазную систему с незаземленной изолированной нейтралью и линейным напряжением 220 В. В данном случае нулевой провод не требуется, а вероятность поражения электрическим током при нарушении изоляции снижается за счет незаземленной нейтрали. Трехфазные приемники подключаются к трем фазным проводам, а однофазные — на линейное напряжение между любой парой фазных проводов.

completerepair.ru