Trīs fāzes sistēma

Trīs fāžu sistēmas definīcija un īpašības

Trīs fāžu sistēma ir definēta kā elektroenerģijas sistēma, kas sastāv no trīs fāžiem. Šajā ierīkojumā strāva plūst caur trim atsevišķiem vadiem, savukārt neitrālais vads nodrošina drošu defektstrāvas izplūdi uz zemi. Alternatīvi, to var aprakstīt kā sistēmu, kas izmanto trīs vados elektroenerģijas ražošanai, pārvadāšanai un piegādei. Papildus tam, trīs fāžu sistēma var darboties kā viens fāzes sistēma, izņemot vienu no tās fāzēm kopā ar neitrālo vadu. Savdabīgā trīs fāžu sistēmā līnijas strāvas summa ir precīzi nulle, un fāzes ir atdalītas ar 120º leņķa novietojumu.

Parastā trīs fāžu sistēma izmanto četrus vados: trīs strāvas nesēju vados un vienu neitrālo vadu. Jāatzīmē, ka neitrālā vadu šķērsgriezuma platums parasti ir pusē no dzīvā vada. Strāva neitrālajā vadā ir vienāda ar vektoriskā summa trīs fāžu līnijas strāvām. Matemātiski tas ir ekvivalenti √3 reizes nulles fāzes sekvences komponente no strāvas.

Trīs fāžu sistēmas piedāvā daudzas nozīmīgas priekšrocības. Salīdzinājumā ar viens fāzes sistēmām, tām ir nepieciešami mazāk vadošos, samazinot infrastruktūras izmaksas. Tās arī nodrošina nepārtrauktu enerģijas piegādi uz slodzes, palielinot elektroenerģijas servisa uzticamību. Turklāt trīs fāžu sistēmas ir pazīstamas ar augstāku efektivitāti un minimizētām enerģijas zaudējumiem pārnesanas un darbības laikā.

Trīs fāžu spriegumi tiek ģenerēti džeņerātorā, radot trīs sinusoidālus spriegumus ar vienādu lielumu un frekvenci, bet fāzēts atdalīts par 120º viens no otra. Šis konfigurācija nodrošina nepārtrauktu enerģijas piegādi. Ja viena sistēmas fāze saskaras ar traucējumu, atlikušās divas fāzes var turpināt piegādāt enerģiju, uzturējot būtiskas elektroenerģijas pakalpojumus. Svarīgi atzīmēt, ka savdabīgā trīs fāžu sistēmā jebkuras fāzes strāvas lielums ir vienāds ar citu divu fāžu strāvu vektorisko summu, atbilstot elektrosistēmu teorijas principiem.

Trīs fāžu starpība 120º starp trim fāzēm ir būtiska pareizai un uzticamai trīs fāžu sistēmas darbībai. Bez šīs precīzās fāzes attiecības sistēma ir ļoti neaizsargāta pret bojājumiem, kas var novest pie enerģijas piegādes pārtraukumiem, iekārtu bojājumiem un potenciālām drošības riskiem.

Trīs fāžu sistēmas savienojumu veidi

Trīs fāžu sistēmas var konfigurēt divos galvenajos veidos: zvaigznē veidā un delta veidā. Katrs no šiem savienojuma metodiem ir atsevišķas īpašības un pielietojumi, kas detalizēti aprakstīti zemāk.

Zvaigznes savienojums

Zvaigznes savienojums, arī zināms kā Y-savienojums, izmanto četrus vados: trīs fāzes vados un vienu neitrālo vadu. Šis savienojuma tips ir īpaši piemērots ilgstošai elektroenerģijas pārnesei. Neitrālā punkta klātbūtne ir galvenā priekšrocība. Tas nodrošina ceļu nesavdabīgām strāvām, ļaujot tām droši plūst uz zemi. Efektīvi apstrādājot šīs nesavdabīgās strāvas, zvaigznes savienojums palīdz uzturēt elektriskās sistēmas vispārējo līdzsvaru, samazinot pārmērīgas slodzes risku un nodrošinot stabila enerģijas piegādi garākos attālumos.

Zvaigznē savienotā trīs fāžu sistēmā ir pieejami divi atsevišķi sprieguma līmeņi: 230 V un 440 V. Konkrēti, spriegums, kas mērīts starp vienu fāzes vadi un neitrālo, ir 230 V, savukārt spriegums starp jebkuriem diviem fāzes vadiem ir 440 V. Šis divsprieguma raksturs padara zvaigznes savienojumu universālu dažādiem elektroenerģijas pielietojumiem, nodrošinot gan zema sprieguma mājsaimniecību, gan augsta sprieguma rūpniecisku prasības.

Delta savienojums

Savdā, delta savienojums izmanto tikai trīs vados un nav neitrālā punkta, kā attēlots zemāk redzamajā attēlā. Viens no delta savienojuma raksturojošajiem īpašumiem ir, ka līnijas spriegums ir identisks fāzes spriegumam. Šī konfigurācija vienkāršo elektrisko ierīkojumu noteiktās situācijās, īpaši, ja neitrālā vada absencija ir pieņemama un sistēmas dizains iegūst labumu no tiesiskā un fāzes sprieguma tiešās vienādības.

Slodžu savienojums trīs fāžu sistēmās

Trīs fāžu elektrosistēmā slodzes var savienot gan zvaigznē (Y), gan delta (Δ) konfigurācijā. Šie divi savienojuma metodi ir atšķirīgas elektroīpašības un pielietojumi. Zemāk redzamie diagrammas parāda, kā trīs fāžu slodzes tiek savienotas gan delta, gan zvaigznē, sniedzot skaidru vizuālo attēlu par to strukturālajām atšķirībām un elektriskajām īpašībām.

Trīs fāžu elektrosistēmā slodze var tikt kategorizēta kā vai nu savdabīga, vai nesavdabīga. Trīs fāžu slodze tiek uzskatīta par savdabīgu, ja trīs atsevišķās slodzes (attēlotas impedancēm) Z1, Z2 un Z3 parāda gan vienādus lielumus, gan fāzes leņķus. Savdabīgās nosacījumos ne tikai visas fāzes spriegumi saglabā vienādus lielumus, bet arī līnijas spriegumi dalās ar šo lielumu vienādību. Šī simetrija sprieguma un impedancēs rezultē stabilākā un efektīvākā elektrooperācijā, samazinot enerģijas zaudējumus un nodrošinot vienmērīgu elektroenerģijas sadalījumu sistēmā.