Линейное и фазное напряжение — отличие и соотношение

В этой краткой статье, не вдаваясь в историю сетей переменного тока, разберемся в соотношениях между фазными и линейными напряжениями. Ответим на вопросы о том, что такое фазное напряжение и что такое линейное напряжение, как они соотносятся между собой и почему эти соотношения именно таковы.

Ни для кого не секрет, что сегодня электроэнергия от генерирующих электростанций подается к потребителям по высоковольтным линиям электропередач с частотой 50 Гц. На трансформаторных подстанциях высокое синусоидальное напряжение понижается, и распределяется по потребителям на уровне 220 или 380 вольт. Где-то сеть однофазная, где-то трехфазная, однако давайте разбираться.

Действующее значение и амплитудное значение напряжения

Прежде всего отметим, что когда говорят 220 или 380 вольт, то имеют ввиду действующие значения напряжений, выражаясь математическим языком — среднеквадратичные значения напряжений . Что это значит?

Это значит, что на самом деле амплитуда Um (максимум) синусоидального напряжения, фазного Umф или линейного Umл, всегда больше этого действующего значения. Для синусоидального напряжения его амплитуда больше действующего значения в корень из 2 раз, то есть в 1,414 раза.

Так что для фазного напряжения в 220 вольт амплитуда равна 310 вольт, а для линейного напряжения в 380 вольт амплитуда окажется равной 537 вольт. А если учесть, что напряжение в сети никогда не бывает стабильным, то эти значения могут быть как ниже, так и выше. Данное обстоятельство всегда следует учитывать, например выбирая конденсаторы для трехфазного асинхронного электродвигателя.

Фазное сетевой напряжение

Обмотки генератора соединены по схеме «звезда», и объединены концами X, Y и Z в одной точке (в центре звезды), которая называется нейтралью или нулевой точкой генератора. Это четырехпроводная трехфазная схема. К выводам обмоток A, B и C присоединяются линейные провода L1, L2 и L3, а к нулевой точке — нейтральный провод N.

Напряжения между выводом A и нулевой точкой, B и нулевой точкой, С и нулевой точкой, — называются фазными напряжениями, их обозначают Ua, Ub и Uc, ну а поскольку сеть симметрична, то можно просто написать Uф — фазное напряжение.

В трехфазных сетях переменного тока большинства стран стандартное фазное напряжение равно приблизительно 220 вольт — напряжение между фазным проводом и нейтральной точкой, которая обычно заземляется, и ее потенциал принимается равным нулю, потому она и называется еще нулевой точкой .

Линейное напряжение трехфазной сети

Напряжения между выводом A и выводом B, между выводом B и выводом C, между выводом C и выводом A, — называются линейными напряжениями, то есть это напряжения между линейными проводниками трехфазной сети. Их обозначают Uab, Ubc, Uca, или можно просто написать Uл.

Стандартное линейное напряжение в большинстве стран равно приблизительно 380 вольт. Легко заметить в данном случае, что 380 больше 220 в 1,727 раза, и, пренебрегая потерями, ясно, что это квадратный корень из 3, то есть 1,732. Безусловно, напряжение в сети все время в ту или другую сторону колеблется в зависимости от текущей загруженности сети, но соотношение между линейными и фазными напряжениями именно таково.

Откуда взялся корень из 3

В электротехнике часто применяют векторный метод изображения синусоидально изменяющихся во времени величин напряжений и токов.

График зависимости величины проекции от времени есть синусоида. И если амплитуда напряжения — это длина вектора U, то проекция, которая меняется со временем — это текущее значение напряжения, а синусоида отражает динамику напряжения.

Так вот, если теперь изобразить векторную диаграмму трехфазных напряжений, то получится, что между векторами трех фаз одинаковые углы по 120°, и тогда если длины векторов — это действующие значения фазных напряжений Uф, то чтобы найти линейные напряжения Uл, необходимо вычислить РАЗНОСТЬ любой пары векторов двух фазных напряжений. Например Ua – Ub.

Выполнив построение методом параллелограмма, увидим, что вектор Uл = Uа + (-Ub), и в результате Uл = 1,732Uф. Отсюда и получается, что если стандартные фазные напряжения равны 220 вольт, то соответствующие линейные будут равны 380 вольт.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Напряжение ЛЭП есть 110 кВ, 500 кВ 750 кВ а есть ли 1500 кВ переменного тока?

А это линейное напряжение или фазное. . и как рассчитывается передаваемая мощность?

Напряжение линейное. О 1500 КВ не слышал, а 1150 КВ есть, основной недостаток — огромные потери при коронных разрядах. Линия электропередачи Экибастуз-Кокчетав — участок уникальной высоковольтной линии электропередачи «Сибирь-Центр» проектного напряжения 1150 кВ. Ни одна другая линия в мире не способна работать под столь высоким напряжением. В настоящий момент работает под напряжением 500 кВ. Протяжённость участка — 432 километра, установлена на электрических опорах со средней высотой 45 метров. Вес проводников приблизительно 50 тыс. тонн.

Линия «Итат-Барнаул-Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск» построена в основном в 1980—1988 годах. Трасса линии проходит большей частью по территории Казахстана, протяженность — около 2350 км (длина казахстанского участка составляет 1421 км) . По мере развития энергоисточников (мощных ГЭС и ТЭС) , увеличения расстояний между энергоисточниками и потребителями, дальности передач электроэнергии и масштабов перетоков мощности возникла задача усиления протяженных связей между районами восточной зоны ЕЭС России. Она решена путём наложения на сети 500 кВ электропередачи 1150 кВ от ТЭС КаТЭКа до Урала, то есть создания широтной передачи. Создание электропередачи СВН 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал позволяет наряду с транспортными функциями использовать часовые, месячные и годовые отклонения в балансах мощности по зонам, то есть обеспечивать реализацию системного эффекта.

В рамках решения этой задачи в 1988 году была введена ВЛ 1150 кВ Барнаул-Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск с ПС 1150 кВ в Экибастузе, АТ 2х (3х667) МВА в Кокчетаве, АТ (3х667) МВА в Кустанае. Данная ЛЭП является единственной в мире линией электропередачи такого класса напряжения, пропускная способность которой достигает 5500 МВт. Она была построена в качестве сверхмощного энергомоста для передачи электроэнергии от Экибастузского энергоузла и электростанций Сибири на промышленно развитый Урал России.

В 1998 году в качестве заключительного этапа создания межсистемного транзита 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал введена в строй ВЛ 1150 кВ Итат-Барнаул (Алтай) длиной 444,5 км. Сооружение ВЛ 1150 кВ Итат-Барнаул увеличивает возможность передачи избыточной электроэнергии и мощности из Восточной Сибири в дефицитную Западную. При этом пропускная способность увеличивается на 800—1000 МВт. [1]

В 2012 Олег Дерипаска заявил о намерении En+ возродить проект строительства энергомоста Сибирь — Казахстан — Урал на основе сверхвысоковольтной ЛЭП [2].
Координаты подстанций

1500 кВ переменного тока есть только на бумаге как один из классов ультра высокого напряжения (1150 кВ и 1500 кВ) свыше 750 кВ. В реальности есть только 1150 кВ, вернее есть линия которая может работать при этом напряжении, а еще есть 400 кВ, 330 кВ, 220 кВ ну и ниже. Линейное напряжение=разность потенциалов между двумя любыми фазными проводниками, фазное напряжение=разность потенциалов между любой фазой и нейтральным проводом (нулем), как правило при передаче энергии напряжением свыше 1000 В, ноль при передаче не используют, поэтому и напряжение указывают только линейное, а не в формате 0,4/0,23 кВ или 0,69/0,4 кВ например.
А формула мощности Р=UI, из которой следует что чем выше напряжение, тем меньше потери в линии.

от 110 и выше нет переменного тока все на постоянном передают

Источник

Чем отличается фазное напряжение или ток, от линейного.

Всем привет мои дорогие друзья, подписчики, и все кто читает эту статью. Сегодня я хочу ответить на часто задаваемый вопрос новичков и студентов: «Чем отличается фазные напряжения и токи от линейных». Я отвечу по простому, чтобы этот материал мог понять каждый, поэтому не надо говорить, что я где-то использовал не правильную терминологию.

Начну по порядку. Существует в основном две схемы подключения трехфазных источников питания и их потребителей, это звезда и треугольник. Есть еще зигзаг, но его я рассматривать не буду. И мы будем ориентироваться по схеме соединения источника.

Первый вариант это звезда. Как вы видите на схеме, концы или начала обмоток соединяют между собой и существует центральная четвертая точка, так называемая нулевая точка трансформатора или генератора, которую обычно с сетях электроснабжения заземляют. Такие сети называют — с глухозаземленной нейтралью.

Если мы говорим про фазное напряжение, то это напряжение на одной обмотке, или как в нашем случае, это между фазой и нейтралью источника. Линейное напряжение — это напряжение между линиями, то есть между двух фаз. В этой схеме линейное напряжение больше фазного в квадратный корень из 3 раз. То есть получается линейное напряжение равно квадратный корень из трех умноженное на фазное напряжение.

Про ток — тоже самое. Фазный ток — это ток в одной обмотке фазы. А линейный ток — это ток в линии одной фазы. Получается, что ток протекающий в обмотке источника и по одной фазе линии равны. И мы можем записать формулу, что линейный ток равен фазному.

Рассмотрим второй вариант, это схема соединения треугольником. Здесь нет нейтрали, и конец одной обмотки подключен к началу другой. Здесь картина полностью противоположенная.

Фазное напряжение — это напряжение на одной обмотке. А линейное, между двумя фазами. Получается, что на обмотке и между ее двумя фазами напряжение одно и тоже, поэтому мы можем записать это в формулу, что линейное напряжение равно фазному.

Теперь рассмотрим как протекает ток. Фазный ток, это ток протекающий по одной обмотке. А линейный по одной фазе, и как вы заметили, что ток в этой системе будет отличаться. Линейный ток равен квадратному корню из трех умноженное на фазный ток.

Если Вам понравилась эта статья, то поставьте ей лайк, а также не забудьте подписаться на наш канал. Всего Вам доброго, до новых встреч

Источник

Напряжение ЛЭП есть 110 кВ, 500 кВ 750 кВ а есть ли 1500 кВ переменного тока?

Напряжение линейное. О 1500 КВ не слышал, а 1150 КВ есть, основной недостаток — огромные потери при коронных разрядах. Линия электропередачи Экибастуз-Кокчетав — участок уникальной высоковольтной линии электропередачи «Сибирь-Центр» проектного напряжения 1150 кВ. Ни одна другая линия в мире не способна работать под столь высоким напряжением. В настоящий момент работает под напряжением 500 кВ. Протяжённость участка — 432 километра, установлена на электрических опорах со средней высотой 45 метров. Вес проводников приблизительно 50 тыс. тонн.

Линия «Итат-Барнаул-Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск» построена в основном в 1980—1988 годах. Трасса линии проходит большей частью по территории Казахстана, протяженность — около 2350 км (длина казахстанского участка составляет 1421 км) . По мере развития энергоисточников (мощных ГЭС и ТЭС) , увеличения расстояний между энергоисточниками и потребителями, дальности передач электроэнергии и масштабов перетоков мощности возникла задача усиления протяженных связей между районами восточной зоны ЕЭС России. Она решена путём наложения на сети 500 кВ электропередачи 1150 кВ от ТЭС КаТЭКа до Урала, то есть создания широтной передачи. Создание электропередачи СВН 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал позволяет наряду с транспортными функциями использовать часовые, месячные и годовые отклонения в балансах мощности по зонам, то есть обеспечивать реализацию системного эффекта.

В рамках решения этой задачи в 1988 году была введена ВЛ 1150 кВ Барнаул-Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск с ПС 1150 кВ в Экибастузе, АТ 2х (3х667) МВА в Кокчетаве, АТ (3х667) МВА в Кустанае. Данная ЛЭП является единственной в мире линией электропередачи такого класса напряжения, пропускная способность которой достигает 5500 МВт. Она была построена в качестве сверхмощного энергомоста для передачи электроэнергии от Экибастузского энергоузла и электростанций Сибири на промышленно развитый Урал России.

В 1998 году в качестве заключительного этапа создания межсистемного транзита 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал введена в строй ВЛ 1150 кВ Итат-Барнаул (Алтай) длиной 444,5 км. Сооружение ВЛ 1150 кВ Итат-Барнаул увеличивает возможность передачи избыточной электроэнергии и мощности из Восточной Сибири в дефицитную Западную. При этом пропускная способность увеличивается на 800—1000 МВт. [1]

В 2012 Олег Дерипаска заявил о намерении En+ возродить проект строительства энергомоста Сибирь — Казахстан — Урал на основе сверхвысоковольтной ЛЭП [2].
Координаты подстанций

Источник

Фазное и линейное напряжение: определения, отличия и расчёты

С трёхфазными линиями электропередач сталкивались многие. И если в многоквартирных домах в основном используется напряжение 220 В, то в частном секторе в большинстве своём владельцы подключают 380 В. Такие трёхфазные линии позволяют использовать электродвигатели для станков и иное оборудование, которое в квартире не установить. Подавляющее большинство не знает, чем отличается фазное напряжение от линейного, а значит необходимо исправить это упущение. Именно об этом и пойдёт речь в сегодняшней статье.

Что такое фазное и линейное напряжение

Для некоторых людей, далёких от электротехники, определяющим словом здесь является «напряжение», однако на самом деле всё не так. Рассмотрим основные определения этих терминов.

Фазным называется напряжение между любым из трёх токоведущих проводников и нулём. Оно равно 220 В.

Линейным называют напряжение между двумя фазными проводниками. Оно равно 380 В, т.е. в 1.73 раза выше фазного. Что касается обозначений, то линейное напряжение можно определить по двум литерам (по наименованию фазы) после U (напряжение). Например UAB, UBC, или UCA, либо просто Uл.

Использование трёхфазных линий в многоквартирных домах

Не все знают, что в многоквартирные дома также подведено 380 В. Именно это позволяет работать магазинам и различным мастерским на первых или цокольных этажах. В подъездных щитах трёхфазная цепь распределяется поквартирно, в результате чего на каждую из них приходится одна фаза и ноль. Именно они и обеспечивают фазное напряжение 220 В.

ФОТО: prezentacii.info Так трёхфазная сеть разбивается на три однофазных

При необходимости подключения в квартире оборудования, требующего напряжения 380 В, владелец может обратиться с заявлением в управляющую компанию. Специалист определит возможность подобного подключения, после чего можно будет провести в квартиру трёхфазную линию, предварительно заменив прибор учёта электроэнергии на соответствующий.

ФОТО: vseinstrumenti.ru Трёхфазный прибор учёта электроэнергии значительно крупнее однофазного

Вычисление соотношения между фазным и линейным напряжением

Для расчёта соотношения следует знать линейные параметры. Все вычисления производятся по формуле: 1\2U_AB=U_A cos 30˚, либо U_AB=2√3/2×U_A=√3×U_A. Таким образом, делаем вывод, что окончательная формула выглядит следующим образом – U_л=√3×U_Ф.

На первый взгляд может показаться, что формулы слишком сложны, однако это не так. С другой стороны, домашнему мастеру практически нет смысла заниматься подобными расчётами. Достаточно обычной проверки напряжения на каждой из фаз обычным мультиметром.

ФОТО: stanok.guru Мультиметр незаменим при электромонтажных работах

Для чего требуется проверка напряжения фаз перед включением

При подключении оборудования, требующего напряжения 380 в (к примеру, асинхронного электродвигателя) следует проверить напряжение на каждой из трёх фаз и сравнить показатели. Особенно это касается частных секторов, где напряжение нестабильно или электромонтёры имеют недостаточную квалификацию. Дело в том, что в деревнях часто не обращают внимания на распределение нагрузки. В результате подобных действий одна из фаз может быть перегружена при минимальной нагрузке на остальные. Вкупе с устаревшими трансформаторами это приводит к перекосу фаз. Получается, что на одной из фаз напряжение значительно снижается. Это приводит к перегреву трёхфазных двигателей или иного оборудования и выходу его из строя.

ФОТО: piccy.info Такой перекос явно не пойдёт на пользу оборудованию, работающему от трёх фаз

Схемы подключения трёхфазных двигателей

Существует два способа подключения к трёхфазной сети, причём это касается не только электродвигателей. Нагревательные элементы также можно подключить «звездой» или «треугольником». Попробуем понять, в чём заключается различие между ними.

ФОТО: siemens-com.ru Электродвигатель можно подключить двумя способами

«Звезда» и её особенности

Соединение «звезда» представляет собой следующее: к началу каждой обмотки подключается фазный провод, а все концы соединяются между собой. При этом в месте соединения образуется «технический ноль». Он крайне нестабилен, а потому не используется в электрической цепи.

Подобное соединение не позволяет двигателю выйти на полную мощность, однако это способствует увеличению срока службы оборудования. Также, в защиту подобного соединения можно сказать, что пуск двигателя будет очень плавным, оборудование сможет переносить кратковременные перегрузки и меньше нагреваться. Поэтому, если максимальная мощность электромотора не требуется, лучше всего выбрать именно способ подключения «звездой».

ФОТО: rusenergetics.ru Соединение «звезда» поможет увеличить срок службы электромотора

«Треугольник»: плюсы и минусы способа подключения

Здесь обмотки соединяются последовательно. Начало одной из них коммутируется с концом другой. Такой вариант имеет определённые недостатки, такие, как высокие пусковые токи и перегрев при длительной работе. Однако есть здесь и значительные преимущества перед соединением «звезда». Оборудование, при подобном подключении, выдаёт максимальную мощность, что зачастую становится решающим критерием при выборе способа монтажа. Электродвигатели, подключённые «треугольником» развивают максимальный крутящий момент. Чаще всего соединение «треугольник» используют для подключения агрегатов с большой мощностью, например, станков в промышленных цехах.

ФОТО: infourok.ru Соединение «треугольник» позволяет использовать максимальную мощность оборудования

Комбинированный вариант соединения

В некоторых случаях используется комбинированный вариант «звезда-треугольник». Электродвигатель мягко запускается на соединении «звезда», а после того, как набирает необходимые обороты, реле переключает его на «треугольник». Однако не все двигатели можно подключить подобным образом. К примеру, существуют электромоторы, имеющие всего 3 вывода в контактной группе. Они изначально изготовлены под соединение «звезда» и подключить их «треугольником» невозможно.

ФОТО: meganorm.ru Комбинированное соединение подойдёт не для всех типов двигателей

Если объединить распространённые типы включения в трёхфазную сеть, можно увидеть следующую картину.

ФОТО: birmaga.ru Наиболее распространённые типы включения в трёхфазную сеть

Подведём итог

Из всего изложенного можно сделать вывод, что фазное напряжение в сети 0.4 кВ всегда равно 220 В, в то время как линейное 380 В. Однако не стоит считать, что если значения фазного напряжения ниже, оно становится менее опасным. Редакция Homius со всей ответственностью заявляет, что поражение электрическим током может привести к летальному исходу независимо от того, линейное напряжение в цепи или фазное. Ведь поражение тканям и органам наносит не само напряжение, а сила тока. К примеру, 220 В трансформированные в 36 В становятся даже опаснее. Ведь человек практически не чувствует столь низкого напряжения, а в это время ток поражает органы. Поэтому при электромонтажных работах не следует забывать о технике безопасности.

ФОТО: metodist.site Памятка начинающему электрику

Надеемся, что изложенная информация будет полезна начинающим электромонтажникам и домашним мастерам. При возникновении вопросов можете смело излагать их в обсуждениях ниже. Редакция Homius с удовольствием ответит на них как можно более развёрнуто и быстро. Там же Вы можете изложить своё мнение о статье, оставить комментарий или поделиться личным опытом в подключении трёхфазного оборудования. Если понравилась статья, не забываем её оценивать. А мы напоследок предлагаем Вашему вниманию короткий видеоролик, который позволит более полно раскрыть сегодняшнюю тему.

Источник