Kolmefaasiline toitesüsteem

Allikas: Vikipeedia
Faasipingete muutumine ajas
Tähtühenduses kolmefaasilise generaatori skeem. Pöörlev püsimagnet tekitab mähistes L1, L2 ja L3 vahelduva elektromotoorjõu

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.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kolmefaasilise süsteemi ajalugu on seotud mitmete isikutega.

Terminikasutusest[muuda | redigeeri lähteteksti]

20. sajandi alguse eestikeelses tehnikakirjanduses oli saksa keele eeskujul mitmefaasilise voolu kohta kasutusel sõna „keerdvool“ (Drehstrom), kuna nendega kaasneb pöörlev magnetväli. Pöörleva pingesüsteemiga kaasnev magnetväli oli tööstuses elektrimootorite käimapanekul väga oluline. Seetõttu kasutatakse tavakeeles kolmefaasilise pingesüsteemi kohta vahel eksitavat nime „tööstusvool“ (промышленный ток).

Kolmefaasilise süsteemi eelised[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Väiksem materjalikulu liinijuhtmetele.
    • Kolmefaasiliste trafode väiksem materjalikulu, võrreldes ühefaasilistega.
  • Süsteemi mehaaniline tasakaal. See omadus on üks tähtsamaid. Tasakaalustamata süsteemis genereerivale seadmele tekib ebaühtlane mehaaniline koormus, mis oluliselt vähendab tema kasutusiga.
  • Võimalus kergesti tekitada pöörlevat magnetvälja, mis on vajalik elektrimootori ning paljude teiste elektriseadmete tööks. Kolmefaasilised elektrimootorid (asünkroonmootorid ja sünkroonmootorid) on ehituselt lihtsamad ja seega odavamad kui alalisvoolumootorid, ühe- või kahefaasilised elektrimootorid.
  • Võimalus saada kaks erinevat tööpinget ühes seadmes – faasipinge ja faasidevaheline pinge, ning kaks erinevat võimsustaset tähtühenduse või kolmenurkühenduse valikuga.
Tähtühenduses generaator ja elektritarviti

Kolmefaasilise süsteemi elektriahelate skeemid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tähtühendus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tähtühendus on niisugune ühendus, kus elektrigeneraatori kõigi kolme mähiste ühed otsad on kokku ühendatud. Seda ühenduspunkti nimetatakse neutraalpunktiks (varem nullpunktiks]. Samamoodi on ühendatud elektritarviti faaside otsad. Juhet, mis ühendab kahte neutraalpunkti omavahel nimetatakse neuraaljuhtmeks.

Kui elektritarviti näivtakistused Za, Zb ja Zc on omavahel võrdsed, siis sellist koormust saab nimetada sümmeetriliseks.

Neutraaljuhtme katkemisest tingitud ohud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kolmefaasilises süsteemides on sümmeetrilise koormuse erijuhul elektritarvititel ühesuurused faasipinged, isegi kui neutraaljuhe puudub. Kui tegemist on mittesümmeetrilise koormusega, siis neutraali katkemisel võib elektritarviti sattuda faasipingest kõrgema alla. See on sageli elektriseadmete riknemise põhjuseks. Ohu vähendamiseks ehitatakse tarbija lähedale (liitumispunkti juurde) kordusmaandus.

Seosed liinipingete ja faasipingete ning voolude vahel[muuda | redigeeri lähteteksti]

Liinijuhtme ja neutraaljuhtme (Ua, Ub, Uc) vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. Kahe liinijuhtme vahelist pinget nimetatakse faasidevaheliseks pingeks või liinipingeks.

Liinipinge ja faasipinge vahelist seos tähtühenduse korral:

\qquad U_L=\sqrt{3}\times{U_F}.

Liini- ja faasivoolud on tähtühenduse korral võrdsed:

I_L=I_F.
Kolmnurkühenduses generaator ja elektritarviti

Kolmnurkühendus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kolmnurkühendus on niisugune ühendus, kus ühefaasilised koormused on ühendatud kolmnurka: esimese ühefaasilise koormusahela lõpp on ühendatud teise algusega, teise ühefaasilise koormusahela lõpp kolmanda alusega, ning kolmanda ühefaasilise koormusahela lõpp on ühendatud esimese algusega.

Maast isoleeritud kolmnurkühenduse eeliseks on asjaolu, et isolatsioonirike ei põhjusta elektri väljalülitumist. Ühtlasi on see ka maast isoleeritud kolmnurkühenduse suurimaks puuduseks hoone elektripaigaldistes, kus puuduvad sellele erisüsteemile sobilikud isolatsioonikontrolliseadised. Tavalised rikkevoolukaitselülitid ei pruugi rikke korral rakenduda. Kuna ühefaasiliste elektritarvitiga on ühendatud mõlemad liinijuhtmed, siis eeldab ka lühise- ja liigvoolukaitse kahepooluseliste kaitselülitite kasutamist.

Seosed liinivoolude ja faasivoolude ning pingete vahel[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mähiste kolmnurkühenduse korral on liini- ja faasipinged võrdsed:

\qquad U_L=U_F.

Liini- ja faasivoolude vahel kehtibsümmeetrilise koormuse korral seos:

I_L=\sqrt{3}\times{I_F}.

Eri maade pingesüsteemid madalpingepaigaldistes[muuda | redigeeri lähteteksti]

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
Elektritarvitite neutraaljuhtmete kokkuühendamiseks tähtühenduse korral on kasutusel sinise markeeringuga ja kaitsemaandusjuhtmete jaotamiseks kollarohelise markeeringuga voolulatid või klemmid

Juhtmete isolatsiooni värvid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Selleks et juhtmeid saaks paigaldamise, hoolduse ja remondi korral hõlpsalt üksteisest eristada, kasutatakse eri maades mitmesuguses värvikombinatsioonis isolatsiooniga juhtmeid.

L1 (A) L2 (B) L3 (C) Neutraal Kaitsemaandus
USA (120/208V) Must Punane Helesinine Valge või hall Roheline
USA (277/480V) Oranž Pruun Kollane Valge või hall Roheline
Kanada Punane Must Helesinine Valge Roheline
Kanada Eraldiseisvad kolmefaasilised seadmed Oranž Pruun Kollane Valge Roheline
Ühendkuningriik (aprill 2006) Punane (pruun) Kollane (must) Helesinine (hall) Must (helesinine) Roheline-kollane
Euroopa (aprill 2004) Pruun Must Hall Helesinine Roheline-kollane
Euroopa (kuni aprillini 2004, sõltuvalt riigist) Pruun või must Must või pruun Must või pruun Helesinine Roheline-kollane
Euroopa alajaamade isolaatoritel ja õhuliinidel Kollane Roheline Punane
Venemaa Kollane Roheline Punane Helesinine Roheline-kollane
Austraalia ja Uus-Meremaa Punane Kollane Helesinine Must Roheline-kollane
Lõuna-Aafrika Vabariik Punane Kollane Helesinine Must Roheline-kollane
Malaisia Punane Kollane Helesinine Must Roheline-kollane
India Punane Kollane Helesinine Must Roheline

Vaata lisaks[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]