ثلاث مراحل نظام امدادات الطاقة

أحد الخيارات لنظام تزويد الطاقة متعدد المراحل هو نظام التيار المتردد ثلاثي الطور. لديها ثلاثة emfs التوافقي من نفس التردد ، التي أنشأتها مصدر الجهد المشترك واحد. يتم تبديل بيانات EMF بالنسبة لبعضها البعض في الوقت المناسب (في الطور) بنفس زاوية الطور التي تساوي 120 درجة أو 2 * pi / 3 راديان.

كان المخترع الأول لنظام من ثلاث مراحل من ستة أسلاك نيكولا تسلاومع ذلك ، قدم الفيزيائي والمخترع الروسي ميخائيل أوسيبوفيتش دوليفو-دوبروفولسكي مساهمة مهمة في تطويره ، حيث اقترح استخدام ثلاثة أو أربعة أسلاك فقط ، مما أعطى مزايا كبيرة ، وقد تجلى بوضوح في التجارب التي أجريت على المحركات الحثية.

في نظام AC ثلاثي الطور ، يكون كل EMF الجيبية في مرحلته الخاصة ، ويشارك في عملية دورية مستمرة لكهربة الشبكة ، وبالتالي يشار إلى بيانات EMF في بعض الأحيان ببساطة بأنها "مراحل" ، مثلها مثل الموصلات التي تنقل بيانات EMF: المرحلة الأولى ، المرحلة الثانية ، المرحلة الثالثة. يتم إزاحة المراحل بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة ، وعادةً ما تتم الإشارة إلى الموصلات المقابلة بالأحرف اللاتينية L1 أو L2 أو L3 أو A أو B أو C.

مثل هذا النظام هو اقتصادي للغاية عندما يتعلق الأمر بنقل الطاقة الكهربائية عن طريق الأسلاك عبر مسافات طويلة. المحولات ثلاثية الطور تكون أقل كثافة للمواد.

تتطلب كبلات الطاقة أقل معدنًا موصلًا (يتم استخدام النحاس عادة) ، نظرًا لأن التيارات في موصلات الطور ، مقارنة بتيارات الطور الواحد ، لها قيم أقل فعالية عند مقارنتها بدوائر الطور الواحد ذات القدرة المرسلة المماثلة.

النظام ثلاثي المراحل متوازن للغاية ، ويمارس حملًا ميكانيكيًا موحدًا على تركيب توليد الطاقة (مولد محطة توليد الطاقة) ، وبالتالي إطالة عمر الخدمة.

بمساعدة التيارات ثلاثية الطور التي تمر عبر لفات مستهلكي الكهرباء - المنشآت والمحركات المختلفة ، من السهل الحصول على مجال مغناطيسي الدوامة الدوارة اللازمة لتشغيل المحركات والأجهزة الكهربائية الأخرى.

تحتوي محركات التيار المتردد المتزامنة وغير المتزامنة ثلاثية الطور على جهاز بسيط ، وهي أكثر اقتصادا من محركات التيار المستمر أحادية الطور والمرحلة ، وحتى أكثر من ذلك - محركات التيار المستمر الكلاسيكية.

من خلال شبكة ثلاثية الطور في تثبيت واحد ، يمكنك الحصول على جهازي تشغيل في وقت واحد - خطي ومرحلة ، والذي يتيح لك الحصول على مستويين من الطاقة اعتمادًا على مخطط اتصال متعرج - "مثلث" (النسخة الإنجليزية هي "دلتا") أو "نجمة".

بالنسبة لإمدادات الطاقة من أنظمة الإضاءة ، من خلال توصيل ثلاث مجموعات من المصابيح - لكل منها بمراحل مختلفة من الشبكة - يمكنك تقليل وميض الجهاز بشكل كبير والتخلص من التأثير الإشعاعي الضار.

تحدد هذه المزايا الاستخدام الواسع النطاق لنظام الإمداد بالطاقة ثلاثي المراحل في صناعة الطاقة الكهربائية العالمية الكبيرة اليوم.

نجمة

يتضمن الاتصال وفقًا لمخطط "النجمة" توصيل نهايات لفائف الطور الخاصة بالمولد بنقطة "محايدة" شائعة (محايدة - ن) ، وكذلك نهايات مخرجات الطور للمستهلك.

تسمى الأسلاك التي تربط مراحل المستهلك مع المراحل المقابلة من المولد الأسلاك الخطية في شبكة ثلاثية الطور. والأسلاك التي تربط محايد المولد والمستهلك مع بعضها البعض عبارة عن سلك محايد (يحمل علامة "N").

في وجود محايد ، اتضح أن شبكة ثلاثية الطور تكون من أربع أسلاك ، وإذا لم يكن هناك محايد - ثلاثة أسلاك. في ظل الظروف التي تكون فيها المقاومة في المراحل الثلاث للمستهلك مساوية لبعضها البعض ، أي بشرط أن يكون Za = Zb = Zc ، سيكون الحمل متماثلًا. هذا هو وضع التشغيل المثالي لشبكة ثلاثية الطور.

إذا كان هناك جهد محايد ، فإن جهد الطور يسمى الجهد بين أي سلك طور وسلك محايد. وتسمى الفولتية بين أي أسلاك المرحلة اثنين الفولتية الخطية.

إذا كانت الشبكة لديها اتصال نجمة ، ثم تحت تحميل متماثل العلاقة بين المرحلة والتيارات الخطية والفولتية يمكن وصفها بالعلاقات التالية:

يمكن ملاحظة أن الفولتية الخطية يتم إزاحتها بالنسبة إلى الفولتية ذات الطور المقابل بزاوية 30 درجة (pi / 6 راديان):

يمكن تحديد القدرة على اتصال "النجم" في حمولة متناظرة ، مع مراعاة الفولتية الطور المعروفة ، بواسطة الصيغة:

على أهمية الخلل المحايد والمرحلة

على الرغم من وجود حمولة متناظرة تمامًا ، فإن تزويد الطاقة للمستهلكين ممكن من خلال ثلاثة أسلاك ذات جهد خطي حتى في حالة عدم وجود محايد ، ومع ذلك ، إذا كانت الأحمال على المراحل غير متماثلة تمامًا ، فلا بد من محايد دائمًا.

إذا حدث خلل في السلك المحايد ، أو زاد مقاومته لسبب ما ، في حالة حدوث حمل غير متماثل ، وبعد ذلك يمكن أن تكون الأحمال على المراحل الثلاث تحت فولتات مختلفة - من صفر إلى خطي - اعتمادًا على توزيع مقاومات الحمل مراحل في وقت كسر محايد.

لكن الأحمال صممت بشكل أساسي لفولتية الطور ، مما يعني أن شيئًا ما قد يفشل. يعد خلل الطور خطيرًا بشكل خاص على الأجهزة المنزلية والإلكترونيات ، نظرًا لهذا ، لا يمكن أن يحترق بعض الأجهزة فحسب ، بل يمكن أن يحدث حريق أيضًا.

مشكلة التوافقيات المتعددة للثالثة

في معظم الأحيان ، تم تجهيز الأجهزة المنزلية والأجهزة الأخرى اليوم بتبديل إمدادات الطاقة ، وبدون دائرة تصحيح عامل الطاقة المتكاملة. هذا يعني أن لحظات الاستهلاك محدودة بواسطة قمم التيار النبضي الرقيقة بالقرب من الجزء العلوي من الجيوب الأنفية ، عندما يتم إعادة شحن مكثف مرشح الخرج بعد المقوم بسرعة وبسرعة.

عندما يكون هناك العديد من المستهلكين المتصلين بالشبكة ، يحدث تيار عالٍ من التوافقي الثالث للتردد الرئيسي لجهد الإمداد. يتم تلخيص هذه التيارات التوافقية (مضاعفات الثلث) في الموصل المحايد وتكون قادرة على زيادة التحميل ، على الرغم من أن استهلاك الطاقة في كل مرحلة لا يتجاوز المرحلة المسموح بها.

المشكلة ذات أهمية خاصة في مباني المكاتب ، حيث توجد العديد من المعدات المكتبية المختلفة في مساحة صغيرة. إذا كانت جميع إمدادات الطاقة المدمجة في التبديل تحتوي على دوائر تصحيح لعامل الطاقة ، فإن هذا سيحل المشكلة.

مثلث

يفترض الاتصال وفقًا لمخطط "المثلث" من جانب المولد اتصال نهاية موصل المرحلة الأولى مع بداية موصل المرحلة الثانية ، ونهاية موصل المرحلة الثانية مع بداية موصل المرحلة الثالثة ، ونهاية موصل المرحلة الثالثة مع بداية موصل المرحلة الأولى - إنه يظهر شكل مغلق - مثلث.

ترتبط الفولتية الخطية والمرحلة التيارات ذات الحمل المتماثل ، فيما يتعلق ب "المثلث" ، على النحو التالي:

يتم تحديد الطاقة في دائرة ثلاثية الطور عند توصيلها بمثلث ، في ظل ظروف الحمل المتماثل ، على النحو التالي:

يوضح الجدول أدناه معايير الجهد الكهربائي للمرحلة والخط لمختلف البلدان:

تتميز الموصلات ذات المراحل المختلفة للشبكة ثلاثية الطور ، وكذلك الموصلات المحايدة والوقائية ، بألوانها الخاصة.

يتم ذلك من أجل منع حدوث صدمة كهربائية وضمان راحة صيانة الشبكة ، لتسهيل تركيبها وإصلاحها ، وكذلك لتوحيد مراحل المعدات: في بعض الأحيان يكون تسلسل الطور مهمًا للغاية ، على سبيل المثال ، لضبط اتجاه دوران محرك الحث ، وضع التشغيل لمعدل ثلاثي الأطوار متحكم فيه إلخ. في مختلف البلدان ، يكون تمييز اللون مختلفًا ، في بعض الأحيان يكون هو نفسه.

انظر: ترميز لون الأسلاك