Nega 3-fazalik energiya? Nega emas 6, 12 yoki ko'proq fazalar elektr energiyasini uzatish uchun?

Bir qatorli va uch qatorli tizimlar elektr energiyasini uzatish, taqsimlash va iste'mol qilish uchun eng keng tarqalgan konfiguratsiyalardir. Ikkalasi ham asosiy elektr energiyasi ta'minot tuzilmalarini ifodalaydi, lekin uch qatorli tizimlar bir qatorlik shakllariga nisbatan xususiy afzalliklarga ega.

Ko'nikma, bir nechta qatorli tizimlar (masalan, 6 qatorli, 12 qatorli va hokazo) elektronika tizimlari, maxsus ravishda to'g'riyuvchi shemalar va o'zgaruvchan chastota egallash (VFD) tizimlari bo'lgan joylarda pulsuraydigan DC chiqimlarda garmonikani kamaytirishda samarali ishlaydi. Bir nechta qatorli tizimlarni (masalan, 6, 9 yoki 12 qatorli) yaratish tarixiy ravishda murakkab fazaviy siljish usullarini yoki motor-generator guruhlari talab qilgan, ammo bu yondashuvlar katta o'lchamli elektr energiyasini uzun masofada uzatish va taqsimlash uchun iqtisodiy jihatdan imkonsiz qoldi.

Nega uch qatorli tizim, bir qatorli tizim emas?

Uch qatorli tizimning bir qatorli yoki ikki qatorli tizimga nisbatan asosiy afzaliyati, biz ko'proq (doimiy va bir xil) quvvatni uzatishimiz mumkinligidir.

Bir qatorli tizimda quvvat

• P =  V . I  . CosФ

Uch qatorli tizimda quvvat

• P = √3 . V_L . I_L . CosФ … Yoki

• P = 3 x. V_PH . I_PH . CosФ

Bu yerda:

• P = Watt da quvvat

• V_L = Chiziqli voltaj

• I_L = Chiziqli oqim

• V_PH = Faza voltaji

• I_PH = Faza oqimi

• CosФ = Quvvat faktori

Uch qatorli tizimning quvvat kapasitati bir qatorli tizimga nisbatan 1.732 (√3) marta yuqoridir. Solishtirsak, ikki qatorli ta'minot bir qatorli tizimga nisbatan 1.141 marta ko'proq quvvatni uzatadi.

Uch qatorli tizimlarning asosiy afzaliyatlari orqali harakatlanadigan magnit maydon (RMF) shakllantiriladi, bu esa uch qatorli motorlarni o'z ichiga olib boshlashga imkon beradi va doimiy aniq va momentni ta'minlaydi. Aksincha, bir qatorli tizimlarda RMF yo'q va pulsuraydigan quvvat mavjud, bu esa motor tarkiblari uchun uning samaradorligini cheklaydi.

Uch qatorli tizimlarda ham quvvat yo'qotish va voltaj pasayishni kamaytirish bilan yuqori uzatish samaradorligi mavjud. Masalan, oddiy omliktagi shemada:

Bir qatorli tizim

• Chiziqli uzatish liniyasida quvvat yo'qotishi = 18I²r … (P = I²R)

• Chiziqli uzatish liniyasida voltaj pasayishi = I.6r … (V = IR)

Uch qatorli tizim

• Chiziqli uzatish liniyasida quvvat yo'qotishi = 9I²r … (P = I²R)

• Chiziqli uzatish liniyasida voltaj pasayishi = I.3r … (V = IR)

Uch qatorli tizimlarda voltaj pasayishi va quvvat yo'qotishi bir qatorli tizimlarga nisbatan 50% kamroqdir.

Ikki qatorli ta'minotlar, uch qatorli tizimlar kabi, doimiy quvvatni ta'minlash, harakatlanadigan magnit maydon (RMF) yaratish va doimiy momentni ta'minlash imkoniyatini beradi. Ammo, uch qatorli tizimlar ikki qatorli tizimlarga nisbatan ko'proq quvvatni uzatish imkoniyatiga ega, chunki ularda qo'shimcha faza mavjud. Bu savolni quyidagicha qo'yishimiz mumkin: Nega 6, 9, 12, 24, 48 va hokazo qatorlardan foydalanmaymiz? Biz bu savolni to'liq tahlil qilib, uch qatorli tizimning ikki qatorli tizimga nisbatan qanday ko'proq quvvatni uzatishini tushuntiramiz.

Nega ikki qatorli tizim emas?

Ikki qatorli va uch qatorli tizimlar harakatlanadigan magnit maydon (RMF) yaratish, doimiy quvvat va momentni ta'minlash imkoniyatini beradi, lekin uch qatorli tizimlarda asosiy afzaliyat mavjud: yuqori quvvat kapasitati. Uch qatorli tizimlarda ikki qatorli tizimlarga nisbatan 1.732 marta ko'proq quvvatni uzatish imkoniyati mavjud.

Ikki qatorli tizimlar odatda shemalarni to'ldirish uchun to'rtta qator (ikki faza oqim va ikki neutral) talab qiladi. Umumiy neutraldan foydalanib uch qatorli tizim yaratish mumkin, lekin neutral ikki fazadan olingan qaytariladigan oqimlarni ta'minlashi kerak - bu esa issiqlikdan himoya uchun kengroq o'tkazgichlarni (masalan, mosht) talab qiladi. Aksincha, uch qatorli tizimlar tengsiz yuklarni (delta konfiguratsiyasi) yoki tengsiz yuklarni (yulduz konfiguratsiyasi) uchta yoki torta qator bilan ta'minlaydi, shuning uchun quvvat taqsimotini va o'tkazgich samaradorligini optimallashtiradi.

Nega 6 qatorli, 9 qatorli yoki 12 qatorli tizim emas?

Yuqori faza tizimlari uzatish yo'qotishini kamaytirish mumkin, lekin ular praktik cheklashishlar sababli keng tarqalgan emas:

• O'tkazgich samaradorligi: Uch qatorli tizimlar tengsiz quvvatni uzatish uchun eng kam o'tkazgichlarni (3) ishlatadi, 12 qatorli tizim uchun 12 o'tkazgich talab qilinadi - bu material va o'rnatish narxini to'rt marta oshiradi.

• Garmonikni bekor qilish: Uch qatorli tizimlarda 120° faza burchagi o'ninchi garmonik oqimlarni avtomatik ravishda bekor qiladi, bu esa yuqori faza tizimlarida murakkab filtrlar talab qilinmaydi.

• Tizim murakkabligi: Yuqori faza tizimlari qayta ishlab chiqarilgan komponentlarni (transformatorlar, shuntlar, vositalar) va kattaroq podstantsiyalar talab qiladi, bu esa dizayn murakkabligini va xavfsizlik xarajatlarini oshiradi.

• Amaliy cheklashishlar: Ko'proq fazaga ega motorlar va generatorlar juda og'ir va sovutish uchun qiyin, shuning uchun uzatish turli ko'proq o'tkazgichlarni joylashtirish uchun katta balandlik talab qiladi.

Uch qatorli tizimning afzaliyati

Uch qatorli tizimlar optimal tasirni beradi:

• Ular bir xil o'tkazgichlarni ishlatgan holda bir qatorli tizimga nisbatan 50% ko'proq quvvatni uzatishlari mumkin, bu yo'qotishlarni minimallashtiradi.

• 120° faza konfiguratsiyasi yuklarni tengsiz ta'minlaydi va garmoniklarni bekor qiladi, bu esa qo'shimcha murakkablik talab qilinmaydi.

• Ular delta (tengsiz yuklarni) va yulduz (tengsiz yuklarni) konfiguratsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi, bu esa turli quvvat talablarni ta'minlaydi.

Yuqori faza tizimlari marginal afzalliklarni taqdim etadi, har bir qo'shimcha faza narxlarni eksponensial ravishda oshiradi. Shuning uchun, uch qatorli texnologiya jahon miqdoridagi elektr energiyasini uzatishning global standarti hisoblanadi, bu esa samaradorlik, oddiylik va iqtisodiy samaradorlikni muvozanatda saqlaydi.