Kolmefaasiline toitesüsteem: erinevus redaktsioonide vahel
Resümee puudub |
|||
1. rida: | 1. rida: | ||
{{toimeta}} |
{{toimeta}} |
||
{{keeletoimeta}} |
{{keeletoimeta}} |
||
[[Pilt:Spannungsverlauf Dreiphasen-Wechselstrom.gif| |
[[Pilt:Spannungsverlauf Dreiphasen-Wechselstrom.gif|pisi|Faasipingete muutumine ajas.]] |
||
[[ |
[[Pilt:Simpel-3-faset-generator.gif|pisi|Tähtühenduses kolmefaasilise generaatori skeem. Pöörlev püsimagent tekitab mähistes L1, L2 ja L3 vahelduva elektromotoorjõu.]] |
||
'''Kolmefaasiline toitesüsteem''' on mitmefaasiliste |
'''Kolmefaasiline toitesüsteem''' on mitmefaasiliste [[elektriahel]]ate erijuhtum, milles on kolm võrdse [[sagedus]]ega, üksteise suhtes kindla nurga võrra ajas nihutatud [[siinus]]elist (ühe allikaga loodud) [[elektromotoorjõud]]u. |
||
Iga selline elektromotoorjõud on omas perioodilise protsessi |
Iga selline elektromotoorjõud on omas perioodilise protsessi [[faas]]is, mistõttu sageli nimetatakse seda lihtsalt faasiks. Kolmefaasilistes süsteemides on nurganihe 120 kraadi. |
||
Levinuimad liinijuhtmete tähised: |
Levinuimad liinijuhtmete tähised: |
||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
|- |
|- |
||
31. rida: | 31. rida: | ||
Kolmefaasilise süsteemi ajalugu on seotud mitmete isikutega. |
Kolmefaasilise süsteemi ajalugu on seotud mitmete isikutega. |
||
*Itaallane [[Galileo Ferraris]] uuris aastal 1885 mitmefaasilisi vahelduvvoolusid. |
* Itaallane [[Galileo Ferraris]] uuris aastal 1885 mitmefaasilisi vahelduvvoolusid. |
||
*[[Nikola Tesla]] oli seotud mitmefaasiliste süsteemide uurimisega alates aastast 1882 ja konstrueeris 1887 kahefaasilise vahelduvvoolumootori mida oli kavas kasutada Ameerika vahelduvvooluvõrgus. |
* [[Nikola Tesla]] oli seotud mitmefaasiliste süsteemide uurimisega alates aastast 1882 ja konstrueeris 1887 kahefaasilise vahelduvvoolumootori, mida oli kavas kasutada Ameerika vahelduvvooluvõrgus. |
||
*[[Galileo Ferraris]]e ja [[Nikola Tesla]] leiutised olid vastastikku patendiga kaitstud. |
* [[Galileo Ferraris]]e ja [[Nikola Tesla]] leiutised olid vastastikku patendiga kaitstud. |
||
*[[Charles Schenk Bradley]] tegi aastatel 1887 ja 1888 ettepaneku mitmefaasiliste süsteemide kasutuselevõtuks. |
* [[Charles Schenk Bradley]] tegi aastatel 1887 ja 1888 ettepaneku mitmefaasiliste süsteemide kasutuselevõtuks. |
||
*Esimese kolmefaasilise generaatori tegi saksa leiutaja [[Friedrich August Haselwander]] aastal 1887 |
* Esimese kolmefaasilise generaatori tegi saksa leiutaja [[Friedrich August Haselwander]] aastal 1887. |
||
*Kolmefaasilise süsteemi võttis kasutusele firma Saksa AEG peakonstruktor [[Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski]]. Ta demonstreeris kolmefaasilise süsteemi eeliseid võrreldes teiste süsteemidega tehes esitlusi [[asünkroonmootor]]iga. |
* Kolmefaasilise süsteemi võttis kasutusele firma Saksa AEG peakonstruktor [[Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski]]. Ta demonstreeris kolmefaasilise süsteemi eeliseid võrreldes teiste süsteemidega tehes esitlusi [[asünkroonmootor]]iga. |
||
{{-}} |
|||
== Eelised == |
== Eelised == |
||
* Ökonoomsus. |
* Ökonoomsus. |
||
** |
** Elektrienergia edastamise ökonoomsus paranes. Ökonoomsus seisneb väiksemas materjalikulus liinijuhtmetele. |
||
** Kolmefaasiliste transformaatorite väiksem materjalikulu võrreldes ühefaasilistega |
** Kolmefaasiliste transformaatorite väiksem materjalikulu võrreldes ühefaasilistega. |
||
* Süsteemi |
* Süsteemi mehaaniline tasakaal. See omadus on üks tähtsamaid. Tasakaalustamata süsteemis genereerivale seadmele tekkib ebaühtlane mehaaniline koormus, mis oluliselt vähendab tema kasutusiga. |
||
* Võime kergesti tekitada pöörlevat magnetvälja, mis on vajalik elektrimootori ning paljude teiste elektriliseadmete tööks. |
* Võime kergesti tekitada pöörlevat [[magnetväli|magnetvälja]], mis on vajalik elektrimootori ning paljude teiste elektriliseadmete tööks. Kolmefaasilised elektrimootorid ([[asünkroonmootor]]id ja [[sünkroonmootor]]id) on ehituselt lihtsamad ja seega odavamad kui [[alalisvoolumootor]]id, ühe- või 2-faasilised elektrimootorid. |
||
* Võime saada kaks erinevat tööpinget ühes seadmes – faasipinge ja liinipinge, ning kaks erinevat võimsustaset “tähtühenduse” või “kolmenurkühenduse” valikuga. |
* Võime saada kaks erinevat tööpinget ühes seadmes – [[faasipinge]] ja [[liinipinge]], ning kaks erinevat võimsustaset “tähtühenduse” või “kolmenurkühenduse” valikuga. |
||
Tanapäeval on olemas palju erinevaid [[kaitselüliti|kaitselüliteid]] erinevatele rakendustele. |
Tanapäeval on olemas palju erinevaid [[kaitselüliti|kaitselüliteid]] erinevatele rakendustele. |
||
53. rida: | 51. rida: | ||
=== Tähtühendus === |
=== Tähtühendus === |
||
[[Pilt:Soedinenie_obmotok_zvezdoy.png]] |
[[Pilt:Soedinenie_obmotok_zvezdoy.png]] |
||
⚫ | Tähtühendus on niisugune ühendus kus kõigi |
||
⚫ | Tähtühendus on niisugune ühendus, kus kõigi [[generaator]]i mähiste üks ots on omavahel kokku ühendatud. Seda ühenduspunkti nimetatakse nullpunktiks ehk [[neutraal]]punktiks. Elektritarviti faaside otsad ühendatakse samuti kokku. Juhtmed, mis ühendavad generaatori ja elektritarviti ahelaid nimetatakse liinijuhtmeteks. Juhet, mis ühendab kahte neutraalpunkti omavahel nimetatakse [[neutraal]]juhtmeks. |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
==== Nullijuhtme katkemise ohud ==== |
==== Nullijuhtme katkemise ohud ==== |
||
Kolmefaasilises süsteemides sümmeetrilise koormusega erijuhul on elektritarvititel faasipinge isegi kui |
Kolmefaasilises süsteemides sümmeetrilise koormusega erijuhul on elektritarvititel faasipinge isegi kui nulljuhe puudub. Kui tegemist on mittesümmeetrilise koormusega, siis töötava neutraali katkemisel satub koormus (nt elektritarviti ja selle korpus) liinipinge alla. See on eriti ohtlik probleem seoses metallivargustega. |
||
See on sageli |
See on sageli tarbeseadmete riknemise põhjuseks. Kui elektritarviti takistus seejuures ei muutu, tekib [[Oomi seadus]]e järgi pinge suurenemisel vool, mis on mitu korda suurem kui tarvitile maksimaalselt lubatud. Tulemuseks on seadme läbipõlemine ja riknemine. |
||
==== Seosed liinipingete ja faasipingete ning voolude vahel ==== |
==== Seosed liinipingete ja faasipingete ning voolude vahel ==== |
||
Liinijuhtme ja neutraaljuhtme (U<small>a</small>, U<small>b</small>, U<small>c</small>) vahelist pinget nimetatakse [[faasipinge]]ks. Kahe liinijutme vahelist pinget nimetatakse |
Liinijuhtme ja neutraaljuhtme (U<small>a</small>, U<small>b</small>, U<small>c</small>) vahelist pinget nimetatakse [[faasipinge]]ks. Kahe liinijutme vahelist pinget nimetatakse [[liinipinge]]ks. |
||
Mähiseid tähte ühendamiseks, kui tegemist on sümmeetrilise koormusega, kasutame liinipingete ja faasipingete vahelist seost: |
Mähiseid tähte ühendamiseks, kui tegemist on sümmeetrilise koormusega, kasutame liinipingete ja faasipingete vahelist seost: |
||
78. rida: | 76. rida: | ||
Liini ja faasivoolud on tähtühenduse korral võrdsed: |
Liini ja faasivoolud on tähtühenduse korral võrdsed: |
||
<math>I_L=I_F;</math> |
<math>I_L=I_F;</math> |
||
---- |
|||
=== Kolmnurkühendus === |
=== Kolmnurkühendus === |
||
[[Pilt:Soedinenie_obmotok_treugolnikom.png]] |
[[Pilt:Soedinenie_obmotok_treugolnikom.png]] |
||
[[ |
[[Pilt:EU-EE-Tallinn-Kesklinn-Luha 30-Main distribution board.JPG|pisi|Kolmnurkühenduses tarbijaühendus vanas kortermajas. Mõlemad juhtmed on liinijuhtmed.]] |
||
Kolmnurkühendus on niisugune ühendus kus ühefaasilised koormused on ühendatud kolmnurka. Esimese ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud teise algusega, teise ühefaasilise koormusahela lõpp kolmanda alusega, ning kolmanda ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud esimese alusega. Maast isoleeritud kolmnurkühenduse eeliseks on asjaolu, et isolatsioonirike ei põhjusta elektri väljalülitumist. |
Kolmnurkühendus on niisugune ühendus, kus ühefaasilised koormused on ühendatud kolmnurka. Esimese ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud teise algusega, teise ühefaasilise koormusahela lõpp kolmanda alusega, ning kolmanda ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud esimese alusega. Maast isoleeritud kolmnurkühenduse eeliseks on asjaolu, et isolatsioonirike ei põhjusta elektri väljalülitumist. |
||
==== Puudus ==== |
==== Puudus ==== |
||
Asjaolu, et isolatsioonirike ei pruugi põhjustada elektri väljalülitumist on ka maast isoleeritud kolmnurkühenduse suurimaks puuduseks hoone elektripaigaldistes kus puuduvad sellele erisüsteemile sobilikud isolatsioonikontrolliseadised. Tavalised [[rikkevoolukaitselüliti |
Asjaolu, et isolatsioonirike ei pruugi põhjustada elektri väljalülitumist on ka maast isoleeritud kolmnurkühenduse suurimaks puuduseks hoone elektripaigaldistes, kus puuduvad sellele erisüsteemile sobilikud isolatsioonikontrolliseadised. Tavalised [[rikkevoolukaitselüliti]]d ei pruugi rikke korral rakenduda. Kuna mõlemad liinijuhtmed on ühendatud ühefaasiliste elektritarvititega siis eeldab ka lühise- ja liigvoolukaitse kolmnurklülitus kahepooluseliste [[kaitselüliti]]te kasutamist. Lisa eelnevatele ohtudele võivad vanas elektripaigaldises ohtlikke probleeme tekitada juhtmete seisukord ja vanad värvimarkeeringud. |
||
==== Seosed liinivoolude ja faasivoolude ning pingete vahel ==== |
==== Seosed liinivoolude ja faasivoolude ning pingete vahel ==== |
||
97. rida: | 92. rida: | ||
<math>\qquad U_L=U_F</math>. |
<math>\qquad U_L=U_F</math>. |
||
Mähiste voolude osas kehtib kolmnurkühendusel (kui tegu on sümmeetrilise koormusega, mis ühefaasiliste |
Mähiste voolude osas kehtib kolmnurkühendusel (kui tegu on sümmeetrilise koormusega, mis ühefaasiliste elektritarvitite puhul nii ei ole) on liinivoolude ja faasivoolude vahel seos: |
||
<math>I_L=\sqrt{3}\times{I_F};</math>. |
<math>I_L=\sqrt{3}\times{I_F};</math>. |
||
=== Levinuimad pingesüsteemid madalpingepaigaldistes === |
=== Levinuimad pingesüsteemid madalpingepaigaldistes === |
||
[[ |
[[Pilt:TN 3 Phase system.jpg|pisi|TN skeem alajaama pool.]] |
||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
126. rida: | 121. rida: | ||
== Märgistamine == |
== Märgistamine == |
||
Erinevad liinijuhtmed märgitakse erilise värviga. See on vajalik hoolduse, paigalduse ja |
Erinevad liinijuhtmed märgitakse erilise värviga. See on vajalik hoolduse, paigalduse ja elektriseadmete remondi lihtsustemiseks. Erinevates riikides märgistus on erinev. |
||
[[Pilt:Electric power transmission.jpg| |
[[Pilt:Electric power transmission.jpg|pisi|Kolmefaasiline kahe ahelaga elektri ülekandeliin.]] |
||
{| |
{| |
||
| |
| |
||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
!||L1 (A)||L2 (B)||L3 (C)||Neutraal||Kaitsemaandus |
!||L1 (A)||L2 (B)||L3 (C)||Neutraal||[[Kaitsemaandus]] |
||
|- |
|- |
||
|'''USA''' (120/208V)||Must||Punane||Helesinine||Valge või hall||Roheline |
|'''USA''' (120/208V)||Must||Punane||Helesinine||Valge või hall||Roheline |
||
162. rida: | 157. rida: | ||
== Vaata lisaks == |
== Vaata lisaks == |
||
* [[Faaside kontrollrelee]] |
* [[Faaside kontrollrelee]] |
||
* [[Faasijärjestuse indikaator]] |
* [[Faasijärjestuse indikaator]] |
||
* [[Sildalaldi#Kolmetaktiline|Kolmefaasiline alaldi]] |
* [[Sildalaldi#Kolmetaktiline|Kolmefaasiline alaldi]] |
||
* [[Pingeindikaator]] |
* [[Pingeindikaator]] |
||
170. rida: | 165. rida: | ||
== Viited == |
== Viited == |
||
* [http://www.toehelp.ru/theory/toe/lecture16/lecture16.html Kolmefaasilised |
* [http://www.toehelp.ru/theory/toe/lecture16/lecture16.html Kolmefaasilised elektriahelad] |
||
* [http://subscribe.ru/archive/tech.electrotech/200610/10080543.html Kolmefaasiline süsteem ja |
* [http://subscribe.ru/archive/tech.electrotech/200610/10080543.html Kolmefaasiline süsteem ja asünkroonmootor] |
||
[[Kategooria:Elektrotehnika]] |
[[Kategooria:Elektrotehnika]] |
Redaktsioon: 13. detsember 2012, kell 18:35
See artikkel vajab toimetamist. |
See artikkel ootab keeletoimetamist. |
Kolmefaasiline toitesüsteem on mitmefaasiliste elektriahelate erijuhtum, milles on kolm võrdse sagedusega, üksteise suhtes kindla nurga võrra ajas nihutatud siinuselist (ühe allikaga loodud) elektromotoorjõudu.
Iga selline elektromotoorjõud on omas perioodilise protsessi faasis, mistõttu sageli nimetatakse seda lihtsalt faasiks. Kolmefaasilistes süsteemides on nurganihe 120 kraadi.
Levinuimad liinijuhtmete tähised:
Saksamaa | Taani | |
---|---|---|
L1 | U1 | R |
L2 | V1 | S |
L3 | W1 | T |
Ajalugu
Kolmefaasilise süsteemi ajalugu on seotud mitmete isikutega.
- Itaallane Galileo Ferraris uuris aastal 1885 mitmefaasilisi vahelduvvoolusid.
- Nikola Tesla oli seotud mitmefaasiliste süsteemide uurimisega alates aastast 1882 ja konstrueeris 1887 kahefaasilise vahelduvvoolumootori, mida oli kavas kasutada Ameerika vahelduvvooluvõrgus.
- Galileo Ferrarise ja Nikola Tesla leiutised olid vastastikku patendiga kaitstud.
- Charles Schenk Bradley tegi aastatel 1887 ja 1888 ettepaneku mitmefaasiliste süsteemide kasutuselevõtuks.
- Esimese kolmefaasilise generaatori tegi saksa leiutaja Friedrich August Haselwander aastal 1887.
- Kolmefaasilise süsteemi võttis kasutusele firma Saksa AEG peakonstruktor Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski. Ta demonstreeris kolmefaasilise süsteemi eeliseid võrreldes teiste süsteemidega tehes esitlusi asünkroonmootoriga.
Eelised
- Ökonoomsus.
- Elektrienergia edastamise ökonoomsus paranes. Ökonoomsus seisneb väiksemas materjalikulus liinijuhtmetele.
- Kolmefaasiliste transformaatorite väiksem materjalikulu võrreldes ühefaasilistega.
- Süsteemi mehaaniline tasakaal. See omadus on üks tähtsamaid. Tasakaalustamata süsteemis genereerivale seadmele tekkib ebaühtlane mehaaniline koormus, mis oluliselt vähendab tema kasutusiga.
- Võime kergesti tekitada pöörlevat magnetvälja, mis on vajalik elektrimootori ning paljude teiste elektriliseadmete tööks. Kolmefaasilised elektrimootorid (asünkroonmootorid ja sünkroonmootorid) on ehituselt lihtsamad ja seega odavamad kui alalisvoolumootorid, ühe- või 2-faasilised elektrimootorid.
- Võime saada kaks erinevat tööpinget ühes seadmes – faasipinge ja liinipinge, ning kaks erinevat võimsustaset “tähtühenduse” või “kolmenurkühenduse” valikuga.
Tanapäeval on olemas palju erinevaid kaitselüliteid erinevatele rakendustele.
Kolmefaasilise ahelade ühendamisskeemid
Tähtühendus
Fail:Soedinenie obmotok zvezdoy.png
Tähtühendus on niisugune ühendus, kus kõigi generaatori mähiste üks ots on omavahel kokku ühendatud. Seda ühenduspunkti nimetatakse nullpunktiks ehk neutraalpunktiks. Elektritarviti faaside otsad ühendatakse samuti kokku. Juhtmed, mis ühendavad generaatori ja elektritarviti ahelaid nimetatakse liinijuhtmeteks. Juhet, mis ühendab kahte neutraalpunkti omavahel nimetatakse neutraaljuhtmeks.
Kolmefaasilist ahelat, millel on neutraaljuhe nimetatakse neljajuhtmeliseks. Kui neutraaljuhet ei ole siis on see kolmejuhtmeline.
Kui elektritarviti takistused Za, Zb, Zc on omavahel võrdsed, siis sellist koormust saab nimetada sümmeetriliseks.
Nullijuhtme katkemise ohud
Kolmefaasilises süsteemides sümmeetrilise koormusega erijuhul on elektritarvititel faasipinge isegi kui nulljuhe puudub. Kui tegemist on mittesümmeetrilise koormusega, siis töötava neutraali katkemisel satub koormus (nt elektritarviti ja selle korpus) liinipinge alla. See on eriti ohtlik probleem seoses metallivargustega. See on sageli tarbeseadmete riknemise põhjuseks. Kui elektritarviti takistus seejuures ei muutu, tekib Oomi seaduse järgi pinge suurenemisel vool, mis on mitu korda suurem kui tarvitile maksimaalselt lubatud. Tulemuseks on seadme läbipõlemine ja riknemine.
Seosed liinipingete ja faasipingete ning voolude vahel
Liinijuhtme ja neutraaljuhtme (Ua, Ub, Uc) vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. Kahe liinijutme vahelist pinget nimetatakse liinipingeks.
Mähiseid tähte ühendamiseks, kui tegemist on sümmeetrilise koormusega, kasutame liinipingete ja faasipingete vahelist seost:
Liini ja faasivoolud on tähtühenduse korral võrdsed:
Kolmnurkühendus
Fail:Soedinenie obmotok treugolnikom.png
Kolmnurkühendus on niisugune ühendus, kus ühefaasilised koormused on ühendatud kolmnurka. Esimese ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud teise algusega, teise ühefaasilise koormusahela lõpp kolmanda alusega, ning kolmanda ühefaasilise koormusahela lõpp on seotud esimese alusega. Maast isoleeritud kolmnurkühenduse eeliseks on asjaolu, et isolatsioonirike ei põhjusta elektri väljalülitumist.
Puudus
Asjaolu, et isolatsioonirike ei pruugi põhjustada elektri väljalülitumist on ka maast isoleeritud kolmnurkühenduse suurimaks puuduseks hoone elektripaigaldistes, kus puuduvad sellele erisüsteemile sobilikud isolatsioonikontrolliseadised. Tavalised rikkevoolukaitselülitid ei pruugi rikke korral rakenduda. Kuna mõlemad liinijuhtmed on ühendatud ühefaasiliste elektritarvititega siis eeldab ka lühise- ja liigvoolukaitse kolmnurklülitus kahepooluseliste kaitselülitite kasutamist. Lisa eelnevatele ohtudele võivad vanas elektripaigaldises ohtlikke probleeme tekitada juhtmete seisukord ja vanad värvimarkeeringud.
Seosed liinivoolude ja faasivoolude ning pingete vahel
Mähiste kolmnurkühenduse korral on liini ja faasipinged võrdsed: .
Mähiste voolude osas kehtib kolmnurkühendusel (kui tegu on sümmeetrilise koormusega, mis ühefaasiliste elektritarvitite puhul nii ei ole) on liinivoolude ja faasivoolude vahel seos: .
Levinuimad pingesüsteemid madalpingepaigaldistes
Venemaa ja SRÜ | Euroopa liit | Hispaania, Itaalia | USA | |
---|---|---|---|---|
Pinge | 220/380 | 230/400 | 240/420 | 127/220 |
Sagedus | 50 Hz | 50 Hz | 50 Hz | 60 Hz |
Märgistamine
Erinevad liinijuhtmed märgitakse erilise värviga. See on vajalik hoolduse, paigalduse ja elektriseadmete remondi lihtsustemiseks. Erinevates riikides märgistus on erinev.
Vaata lisaks
Viited |