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
Если линейное напряжение 660 то фазное
660/380 используется для питания мощных трёхфазных электродвигателей, нулевой провод им не нужен. Поэтому чаще используется «лёгкий» пуск по системе звезда-треугольник, то есть электродвигатель выпускается для подключения «на звезду» под напряжением 660 вольт, но работает в сети 380 вольт. После первоначального разгона обмотки переключаются на «треугольник», и двигатель работает в номинальном режиме.
Только для коммутации двигателей в этих случаях выпускают контакторы с катушкой на 380 вольт (чтобы не тянуть нулевой провод для получения напряжения 220 вольт). Но они включаются на линейное напряжение (т.е. на две фазы).
Никому не нужно питать другую маломощную нагрузку напряжением 380 вольт, поэтому нулевой рабочий провод при таких напряжениях (линейное 660/фазное 380) не проводят.
Сварочные аппараты — мощные потребители. Их подключают на две фазы (380 вольт), а с нулевым проводом соединяют только корпус в целях безопасности (нулевой защитный проводник).
Случаи подачи в бытовую сеть линейного напряжения 220 вольт (220/127) — от нищеты.
Либо не нашлось трансформатора при переходе жилого фонда со 127 вольт на 220, либо пришлось запитать дом от трансформатора собственных нужд ближайшей высоковольтной подстанции (тоже проявление нищеты или жадности).
Подача на оба контакта розетки опасного для жизни напряжения (127 вольт относительно земли) повышает вдвое вероятность несчастного случая!
Электрические лампы и другие стационарные потребители в этом случае обязательно должны коммутироваться двухполюсным выключателем, чтобы размыкать оба фазных провода.
Линии до 1000В практически всегда строятся с глухо заземленной нейтралью.
В соответствии с ПТЭ и ПУЭ к трехфазному потребителю потводятся 4-е жилы (провода), 3-и фазы и ноль, хотя некоторые потребители (электродвигатели) не имеют соединения рабочих обмоток с «0» у них (электродвигателей)»0″ соединяется с корпусом.
Дело в том, что в электроустановках до 1000В «0» используется не только для питания и выравнивания напряжения, но и для защиты от поражения электрическим током, так называемое «защитное зануление», преднамеренное соединение частей электроустановки не находящихся под напряжением с нулем.
Редактировано 1 раз(а). Последний раз 01.12.10 11:49 пользователем Геофизик.
Разве что шестёрки. У тридцатьпяток и выше нейтраль почти всегда заземлена, иначе были бы невозможны наводнившие интернет ролики с закидыванием проволоки на фазу ЛЭП и эффектной молнией. И то, даже шестёрки порой строятся с заземлённой нейтралью, только не глухо, а через сопротивление — для ограничения тока КЗ
Имеющие выпрямитель на выходе, как и инверторы, подкючаются на 3 фазы.
Наоборот, ибо относительно земли получается не 220, а куда более безопасные 127 (при глухозаземленной нейтрали) или 0 (за исключением емкостного тока, для изолированной нейтрали). Ну а использовать рабочий нуль в качестве защитного в любом случае категорически запрещено, равно как и совать палец в нулевое гнездо розетки 220 в сети 220/380, держась второй рукой за бетарею, так что разницы нет, 0 во втором гнезде розетки, или 127.
Зато сколько было несчастных случаев в 220/380, связанных с подачей по той или иной причине 380 вместо 220. Тихо-мирно вышедшие из строя бытовые приборы — еще самый мягкий вариант из возможных в таком случае.
Ниже 1-го однофазная нагрузка — обычное дело, и для гарантированного (приблизительного) равенства напряжений по фазам в случае обрыва нулевого провода нейтраль заземляют возле трансформатора и в конце линии повторно.
До 35 включительно звезда без нейтрали имеет возможность восстанавливать симметрию при небольших расхождениях в нагрузке по фазам.
Свыше 35 заземление нейтрали позволяет выводить ЛЭП в ремонт пофазно.
А 127 в розетке ничуть не безопаснее 220-ти. И того, и другого хватит за глаза.
Запрещается использовать нулевой рабочий проводник в качестве нулевого защитного в однофазных цепях и цепях постоянного тока. И то, есть исключение: однофазная воздушная ЛЭП с повторным заземлением нулевого провода.
За установку выключателей в нулевой, а не в фазный провод надо драть нещадно того, кто это сделал и кто это допустил.
В нормальной бытовой аппаратуре (не в допотопных настольных лампах) сетевые выключатели — двухполюсные.
Кроме сования пальца в розетку возможно касание рукой сетевого шнура с повреждённой изоляцией. Когда я учился в школе, так погибла девочка из младшего класса (дома). Подошла к окну, опёрлась ркуами на батарею, а по батарее был пропущен повреждённый шнур от чего-то. УЗО в те годы ещё не существовало. По крайней мере — в СССР.
Если бы вилка шнура была включена по-другому.
Условно или фактически (я не замерял) можно считать что между фазой и условным нулём там и есть 380В. А что касаемо «звезды-треугольника» в сетях 0,6кВ, а разве не сгорит, если его в треугольник включить? Да и с такой схемой пуска то, постепенно прощаются. Есть УПП и ЧРП.
Честно сказать, я не видел контакторов с катушкой на линейное напряжение в сетях 0,6кВ, хотя не исключаю что такие существуют
Тут-то вопросов нет. Непонятно было про 110 и выше.
И замыкание фазного провода на землю не фатально. Хотя режим в любом случае аварийный, конечно.
Разве допускается неполнофазный режим работы потребителей?
А 127 в розетке ничуть не безопаснее 220-ти. И того, и другого хватит за глаза.
Бытовая сеть — однофазная, соответственно, тот самый случай и есть. Защитное заземление через нулевое гнездо розетки недопустимо.
Разве? При 127 В и той же мощности сила тока больше в 1,73 раза, а «убойная сила» определяется в первую очередь током, а не напряжением.
Редактировано 1 раз(а). Последний раз 01.12.10 18:12 пользователем svh.
Источник
Номинальные напряжения распределительных сетей
Согласно ГОСТ 21128-83, номинальные линейные напряжения трехфазной сети переменного тока до 1000 В составляют 40, 220, 380 и 660 В. Соответственно фазные напряжения равны 23, 127, 220 и 380 В. Линейные напряжения сети выше 1000 В в соответствии с ГОСТ 721-77 равны 3, 6, 10 и 20 кВ.
Номинальные напряжения первичных обмоток трансформаторов равны номинальным напряжениям сети или номинальным напряжениям генераторов, к шинам которых они подключаются. Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов ТП на 5% выше номинального напряжения сети.
Выбор номинального напряжения систем электроснабжения основывается на технико-экономическом сравнении вариантов схем электроснабжения, при составлении которых стремятся максимально сокращать число трансформаций энергии.
Распределительные сети напряжением до 1000 В в настоящее время выполняются, как правило, трехфазными с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В.
Напряжение 660 В применяется в промышленных сетях при протяженных и разветвленных линиях (угольная, нефтяная и химическая промышленность), наличии электродвигателей приемников на данное напряжение, при необходимости снижения токов короткого замыкания на стороне вторичного напряжения мощных подстанций (1000 кВА и более).
Напряжение 6 кВ применяется в основном в городских и промышленных сетях. Использование его в промышленных сетях обусловлено наличием на предприятии электроприемников или электростанций с генераторным напряжением 6 кВ. Применение напряжения 6 кВ в городских сетях (до 60% всех сетей) сложилось исторически в связи с тем, что распределительные линии подключались к шинам соответствующего генераторного напряжения городских электростанций.
В настоящее время существующие городские сети напряжением 6 кВ при реконструкции переводят на 10 кВ, а новые проектируются исключительно на 10 кВ. Номинальное напряжение 10 кВ широко применяется в городских, сельских и промышленных сетях (для внутризаводского распределения энергии).
Напряжение 20 кВ находит применение преимущественно в сельских электрических сетях, а в промышленных сетях — для электроснабжения отдельных удаленных объектов (карьеров, рудников и т. п.).
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
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