Por qué 3 fases. Corriente alterna trifásica. Por qué DC es más seguro

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Actualmente más extendido en todo el mundo. sistema de CA trifásico.

Sistema de circuito eléctrico trifásico. Llaman a un sistema que consta de tres circuitos en los que hay fem alternas de la misma frecuencia, desfasadas entre sí en 1/3 del período (φ = 2π /3). Cada circuito individual de dicho sistema se denomina brevemente fase, y el sistema de tres fases desfasadas corrientes alternas en tales circuitos se les llama simplemente corriente trifásica.

Casi todos los generadores instalados en nuestras centrales eléctricas son generadores de corriente trifásicos. Esencialmente, cada uno de estos generadores es una conexión en una máquina eléctrica de tres generadores de corriente alterna, diseñados de tal manera que los inducidos en ellos se desplazan entre sí en un tercio del período, como se muestra en la Fig. 1.

Arroz. 1. Gráficas de EMF inducidas en los devanados del inducido de un generador de corriente trifásico en función del tiempo.

Cómo se implementa dicho generador se puede entender fácilmente en el diagrama de la Fig. 2.

Arroz. 2. Tres pares de cables independientes conectados a tres armaduras de un generador de corriente trifásico alimentan la red de iluminación.

Hay tres armaduras independientes ubicadas en el estator. maquina electrica y desplazado 1/3 del círculo (120 o). En el centro de la máquina eléctrica gira un inductor común a todas las armaduras, que se muestra en el diagrama como .

Cada bobina tiene la misma frecuencia, pero los momentos de paso de estos EMF por cero (o por el máximo) en cada una de las bobinas se desplazarán en 1/3 de período entre sí, porque el inductor pasa por cada bobina 1 /3 de un período posterior al anterior.

Cada devanado de un generador trifásico es un generador y fuente de corriente independiente. energía eléctrica. Conectando cables a los extremos de cada uno de ellos, como se muestra en la Fig. 2, obtendríamos tres circuitos independientes, cada uno de los cuales podría alimentar determinados receptores eléctricos, por ejemplo.

En este caso se necesitarían seis cables para transmitir toda la energía que se absorbe. Sin embargo, es posible conectar los devanados de un generador de corriente trifásico entre sí de tal manera que se consiga con cuatro o incluso tres cables, es decir, se ahorre significativamente el cableado.

El primero de estos métodos se llama conexión estrella(Figura 3).

Arroz. 3. Sistema de cableado de cuatro hilos al conectar un generador trifásico en estrella. Cargas (grupos lámparas electricas I, II, III) se alimentan mediante tensiones de fase.

Llamaremos a los terminales de devanado 1, 2, 3 los comienzos y a los terminales 1", 2", 3", los finales de las fases correspondientes.

La conexión en estrella consiste en que conectamos los extremos de todos los devanados a un punto del generador, que se llama punto cero o neutro, y conectamos el generador con los receptores de electricidad con cuatro cables: tres llamados cables de linea, procedente del comienzo de los devanados 1, 2, 3 y cable neutro o neutro, procedente de punto cero generador Este sistema de cableado se llama cuatro hilos.

La tensión entre el punto cero y el inicio de cada fase se llama voltajes de fase, y los voltajes entre los inicios de los devanados, es decir, los puntos 1 y 2, 2 y 3, 3 y 1, se denominan lineales. Los voltajes de fase generalmente se denominan U1, U2, U3 o vista general U f y voltajes lineales: U12, U23, U31 o, en general, U l.

Entre amplitudes o valores efectivos al conectar los devanados del generador con una estrella, existe una relación U l =√3 U f ≈ 1,73 U f

Así, por ejemplo, si la tensión de fase del generador es U f = 220 V, cuando los devanados del generador están conectados con una estrella, la tensión lineal U l es 380 V.

En el caso de una carga uniforme en las tres fases del generador, es decir, con corrientes aproximadamente iguales en cada una de ellas, la corriente en el cable neutro es cero. Por tanto, en este caso, se puede eliminar el hilo neutro y pasar a un sistema de tres hilos aún más económico. Todas las cargas están conectadas entre los pares correspondientes de cables lineales.

Con una carga asimétrica, la corriente en el cable neutro no es cero, pero, en general, es más débil que la corriente en los cables lineales. Por lo tanto, el cable neutro puede ser más delgado que los cables lineales.

Cuando funcionan con corriente alterna trifásica, se esfuerzan por igualar al máximo la carga de las diferentes fases. Por tanto, por ejemplo, al instalar una red de iluminación. casa grande En un sistema de cuatro hilos, un hilo neutro y uno de los hilos lineales se introducen en cada apartamento de tal manera que, en promedio, cada fase soporta aproximadamente la misma carga.

Otro método para conectar los devanados del generador, que también permite el cableado de tres hilos, es la conexión en triángulo que se muestra en la Fig. 4.

Arroz. 4. Esquema de conexión de los devanados de un generador trifásico con triángulo.

Aquí el final de cada devanado se conecta al comienzo del siguiente, de modo que formen un triángulo cerrado, y los cables lineales se conectan a los vértices de este triángulo: puntos 1, 2 y 3. En una conexión en triángulo, el voltaje de línea del generador es igual a su voltaje de fase.: U l = U f.

De este modo, cambiar los devanados del generador de estrella a triángulo conduce a una disminución en el voltaje de línea en √3 ≈ 1,73 veces. También se permite una conexión en triángulo sólo con la misma o casi idéntica carga de fase. De lo contrario, la corriente en el circuito cerrado de los devanados será demasiado fuerte, lo que resulta peligroso para el generador.

Cuando se utiliza corriente trifásica, los receptores individuales (cargas), alimentados por pares de cables separados, también se pueden conectar en estrella, es decir, de modo que un extremo de ellos esté conectado a un punto común y los tres restantes libres. Los extremos están conectados a los cables lineales de la red, o triángulo, es decir, para que todas las cargas estén conectadas en serie y formen esquema general, a los puntos 1, 2, 3 de los cuales están conectados los cables de la red lineal.

En la figura. La Figura 5 muestra la conexión en estrella de cargas con un sistema de cableado de tres hilos, y la Fig. 6 - con un sistema de cableado de cuatro hilos (en este caso, el punto común de todas las cargas está conectado al hilo neutro).

Arroz. 7. Conexión en triángulo de cargas con un sistema de cableado de tres hilos.

En la práctica, es importante tener en cuenta lo siguiente. Cuando se conectan cargas con un triángulo, cada carga está bajo voltaje lineal, y cuando se conecta con una estrella, cada carga está bajo voltaje, en√3 veces más pequeño. Para el caso de un sistema de cuatro hilos esto queda claro en la Fig. 6. Pero lo mismo ocurre en el caso de un sistema de tres hilos (Fig. 5).

Entre cada par de voltajes lineales, se conectan dos cargas en serie, cuyas corrientes están desfasadas en 2π /3. El voltaje en cada carga es igual al voltaje de línea correspondiente dividido por√3 .

Por lo tanto, al cambiar cargas de estrella a triángulo, el voltaje en cada carga y, por lo tanto, la corriente en ella, aumenta en√3 ≈ 1,73 veces. Si, por ejemplo, el voltaje lineal de una red de tres hilos era de 380 V, cuando se conecta en estrella (Fig. 5), el voltaje en cada carga será igual a 220 V, y cuando se conecta en triángulo (Fig. 7) será igual a 380 V.

En la preparación del artículo se utilizó información de un libro de texto de física editado por G. S. Landsberg.

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Detalles Categoría: Ingeniería eléctrica

Sistema de CA trifásico

Las centrales eléctricas producen trifásico C.A. . Un generador de corriente trifásico es como tres generadores de corriente alterna combinados, que funcionan de manera que la intensidad de la corriente (y el voltaje) no cambian simultáneamente, sino con un retraso de 1/3 del período. Esto se hace desplazando las bobinas del generador 120° entre sí (Fig. a la derecha).

Cada parte del devanado del generador se llama fase. Por lo tanto, los generadores que tienen un devanado que consta de tres partes se denominan trifásico .

Cabe señalar que el término " fase "en ingeniería eléctrica tiene dos significados: 1) como una cantidad que, junto con la amplitud, determina el estado del proceso oscilatorio en en este momento tiempo; 2) en el sentido de nombrar una parte de un circuito eléctrico de corriente alterna (por ejemplo, parte del devanado de una máquina eléctrica).

Alguno representación visual La aparición de corriente trifásica se indica mediante la instalación que se muestra en la Fig. izquierda.
Tres bobinas de un transformador escolar desmontable con núcleos se colocan alrededor de un círculo en un ángulo de 120° entre sí. Cada bobina está conectada a una demostración. galvanómetro. Un imán recto está unido al eje en el centro del círculo. Si gira el imán, aparece una corriente alterna en cada uno de los tres circuitos "bobina - galvanómetro". Cuando el imán gira lentamente, puedes notar que la mayor y valor más pequeño Las corrientes y sus direcciones serán diferentes en cada momento en los tres circuitos.

Por lo tanto, la corriente trifásica representa la acción combinada de tres corrientes alternas de la misma frecuencia, pero desfasadas en 1/3 de período entre sí.
Cada devanado del generador se puede conectar a su consumidor, formando un sistema trifásico no conectado. Esta conexión no aporta ningún beneficio en relación con tres generadores de corriente alterna separados, ya que la transmisión de energía eléctrica se realiza mediante seis cables (fig. a la derecha).

En la práctica, se han obtenido otros dos métodos para conectar los devanados de un generador trifásico. El primer método de conexión se llamó estrellas (Fig. a la izquierda, a), y el segundo - triángulo (Figura b).

Cuando está conectado estrella los extremos (o comienzos) de las tres fases están conectados en un nodo común, y los cables van desde los comienzos (o extremos) hasta los consumidores. Estos cables se llaman cables de linea . El punto común en el que se conectan los extremos de las fases del generador (o consumidor) se llama punto cero , o neutral . El cable que conecta los puntos cero del generador y el consumidor se llama cable neutro . El cable neutro se utiliza si la red crea una carga desigual en las fases. Le permite ecualizar los voltajes en las fases del consumidor.

El cable neutro, por regla general, se utiliza en redes de iluminación. Incluso con el mismo número de lámparas igual poder en las tres fases no se mantiene una carga uniforme, ya que las lámparas pueden encenderse y apagarse no simultáneamente en todas las fases, pueden quemarse y luego se alterará la uniformidad de la carga de las fases. Por lo tanto, para la red de iluminación se utiliza una conexión en estrella, que tiene cuatro cables (figura de la derecha) en lugar de seis en un sistema trifásico no conectado.

Cuando se conecta en estrella, se distinguen dos tipos de voltaje: fase y lineal. El voltaje entre cada cable lineal y neutro es igual al voltaje entre los terminales de la fase correspondiente del generador y se llama fase ( Uf ), y el voltaje entre dos cables lineales es el voltaje de línea ( U l ).

La relación entre las tensiones de fase y de línea se puede establecer:

U l = √3. U f ≈ 1,73. Uf ,

si consideramos el triángulo de tensión (Fig. de la izquierda).

En realidad,

Il= ^h-T^-g-T^-coySh^ Sf-l/2 + 2-co5b0° = l/3 -C,

En la práctica, los circuitos trifásicos con conductores neutros a tensiones UL = 380V; UF = 220V.

Dado que la corriente en el cable neutro con una carga simétrica es cero, la corriente en el cable lineal igual a la actual en fase.
Cuando la carga de fase es desigual, una corriente de ecualización pasa a través del cable neutro en relación con tamaño pequeño. Por lo tanto, la sección transversal de este cable debería ser significativamente menor que la de un cable lineal. Esto se puede verificar conectando cuatro amperímetros a los cables lineal y neutro. Es conveniente utilizar cargas ordinarias como cargas. bombillas(imagen de la derecha).

Con la misma carga en las fases, la corriente en el cable neutro es cero y este cable no es necesario (por ejemplo, los motores eléctricos crean una carga uniforme). En este caso, se establece una conexión en un “triángulo”, que es conexión en serie los inicios y finales de las bobinas del generador entre sí. En este caso no hay cable neutro.
Al conectar los devanados del generador y los consumidores " triángulo » las tensiones de fase y de línea son iguales entre sí,
aquellos. UL = UF , A corriente de línea V √3 veces la corriente de fase I l = √3 . I F

Compuesto triángulo Se utiliza tanto para cargas de iluminación como de energía. Por ejemplo, en el taller de una escuela las máquinas pueden estar incluidas en forma de estrella o triángulo. La elección de un método de conexión u otro viene determinada por la magnitud de la tensión de la red y tensión nominal Receptores de energía eléctrica.
En principio, es posible conectar las fases del generador mediante un triángulo, pero normalmente esto no se hace. El hecho es que para crear un voltaje de línea determinado, cada fase del generador, cuando está conectado en triángulo, debe diseñarse para un voltaje varias veces mayor que en el caso de una conexión en estrella. Un voltaje más alto en la fase del generador requiere un aumento en el número de vueltas y un mayor aislamiento del cable de bobinado, lo que aumenta el tamaño y el costo de las máquinas. Por tanto, las fases de los generadores trifásicos casi siempre están conectadas en estrella. Los motores a veces se encienden en estrella en el momento del arranque y luego se cambian a triángulo.

Las ventajas de la corriente trifásica son obvias sólo para los especialistas en electricidad. Lo que es la corriente trifásica es muy vago para la persona promedio. Aclaremos la incertidumbre.

Corriente alterna trifásica

La mayoría de las personas, a excepción de los electricistas, tienen una idea muy vaga de lo que es la llamada corriente alterna "trifásica" y, a menudo, se confunden en cuanto a qué es la intensidad de la corriente, el voltaje y el potencial eléctrico. así como el poder.

vamos a intentarlo en lenguaje sencillo dar algunas ideas iniciales al respecto. Para hacer esto, recurramos a analogías. Comencemos con el más simple: el flujo de corriente continua a través de conductores. Se puede comparar con un flujo de agua en la naturaleza. El agua, como sabemos, siempre fluye desde un punto más alto de la superficie hacia uno más bajo. Elige siempre el camino más económico (el más corto). La analogía con el flujo de corriente es completa. Además, la cantidad de agua que fluye por unidad de tiempo a través de una determinada sección del flujo será similar a la intensidad de la corriente en el circuito eléctrico. La altura de cualquier punto del lecho del río con respecto al punto cero, el nivel del mar, corresponderá a potencial electrico cualquier punto de la cadena. Y la diferencia de altura de dos puntos cualesquiera del río corresponderá al voltaje entre los dos puntos del circuito.

Usando esta analogía, puedes imaginar fácilmente en tu mente las leyes del flujo de energía constante. corriente eléctrica en la cadena. Cuanto mayor sea la tensión - diferencia de altura, mayor más velocidad caudal y, por tanto, la cantidad de agua que fluye a lo largo del río por unidad de tiempo.

Un flujo de agua, al igual que una corriente eléctrica, experimenta la resistencia del lecho del río durante su movimiento: a lo largo de un lecho rocoso, el agua fluirá violentamente, cambiando de dirección y calentándose un poco (los arroyos tormentosos, incluso en heladas severas, no se congelan debido a al calentamiento por la resistencia del lecho del río). En un canal o tubería lisa, el agua fluirá rápidamente y, como resultado, en una unidad de tiempo por el canal pasará mucha más agua que por un canal sinuoso y rocoso. La resistencia al flujo de agua es exactamente la misma que la resistencia eléctrica en un circuito.

Ahora imagina una botella cerrada con un poco de agua. Si comenzamos a girar esta botella alrededor de un eje transversal, el agua que contiene fluirá alternativamente desde el cuello hasta el fondo y viceversa. Esta idea es una analogía con la corriente alterna. Parecería que la misma agua fluye de un lado a otro, ¿y qué? Sin embargo, este flujo alterno de agua es capaz de realizar trabajo.

¿De dónde surgió el concepto de corriente alterna?

Sí, desde que la humanidad aprendió que mover un imán cerca de un conductor provoca una corriente eléctrica en el conductor. Es el movimiento del imán el que provoca la corriente; si el imán se coloca al lado del cable y no se mueve, no provocará ninguna corriente en el conductor. A continuación, queremos recibir (generar) corriente en el conductor para poder utilizarla en el futuro para algún propósito. Para hacer esto, haremos una bobina de alambre de cobre y comenzaremos a mover un imán cerca de ella. El imán se puede mover cerca de la bobina como desee: muévalo en línea recta hacia adelante y hacia atrás, pero para no mover el imán con las manos, crear un mecanismo de este tipo es técnicamente más difícil que simplemente comenzar a girarlo cerca de la bobina. bobina, similar a girar una botella de agua del ejemplo anterior. Esta es exactamente la manera - por razones técnicas- Tenemos la corriente alterna sinusoidal, que ahora se utiliza en todas partes. Una onda sinusoidal es una descripción de rotación expandida en el tiempo.

Más tarde resultó que las leyes del flujo de corriente alterna en un circuito difieren del flujo de corriente continua. Por ejemplo, para que fluya corriente continua, la resistencia de la bobina es simplemente igual a la resistencia óhmica de los cables. Y para la corriente alterna, la resistencia de la bobina de cables aumenta significativamente debido a la aparición del llamado reactancia inductiva. La corriente continua no pasa a través de un condensador cargado; para ello, el condensador es un circuito abierto. Y la corriente alterna puede fluir libremente a través de un condensador con cierta resistencia. Además, se descubrió que la corriente alterna se puede convertir mediante transformadores en corriente alterna con un voltaje o corriente diferente. La corriente continua no se presta a tal transformación, y si conectamos cualquier transformador a una red de corriente continua (lo cual es absolutamente imposible de hacer), inevitablemente se quemará, ya que la corriente continua solo será resistida por la resistencia óhmica del alambre, que se hace lo más pequeño posible, y a través del devanado primario fluirá alta corriente en modo cortocircuito.

Tenga en cuenta también que los motores eléctricos pueden diseñarse para funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna. Pero la diferencia entre ellos es la siguiente: los motores eléctricos de CC son más difíciles de fabricar, pero permiten cambiar suavemente la velocidad de rotación con la ayuda de un reóstato convencional que regula la intensidad de la corriente. Y los motores eléctricos de CA son mucho más sencillos y económicos de fabricar, pero giran a una sola velocidad, determinada por el diseño. Por tanto, ambos se utilizan ampliamente en la práctica. Dependiendo del propósito. Para fines de control y regulación se utilizan motores DC, y como plantas de energía- Motores de corriente alterna.

Además, la idea de diseño del inventor del generador se movió aproximadamente en esta dirección: si es más conveniente utilizar la rotación de un imán junto a una bobina para generar corriente, entonces ¿por qué no colocar varias bobinas alrededor de un imán giratorio? de una bobina generadora (hay tanto espacio alrededor)?

Inmediatamente obtendrá lo que parecen varios generadores impulsados ​​por un solo imán giratorio. Además, la corriente alterna en las bobinas diferirá en fase: la corriente máxima en las bobinas posteriores estará algo retrasada en relación con las anteriores. Es decir, las sinusoides actuales, si se representan gráficamente, parecerán desplazadas entre sí. Este propiedad importante- cambio de fase, que discutiremos a continuación.

Razonando aproximadamente de esta manera, el inventor estadounidense Nikola Tesla inventó primero la corriente alterna y luego un sistema de generación de corriente trifásico con seis cables. Colocó tres bobinas alrededor de un imán a distancias iguales en ángulos de 120 grados, si se toma el eje de rotación del imán como centro de los ángulos.

(El número de bobinas (fases) en realidad puede ser cualquiera, pero para obtener todos los beneficios que proporciona un sistema de generación de corriente multifásico basta con un mínimo de tres).

A continuación, el ingeniero eléctrico ruso Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky desarrolló el invento de N. Tesla, proponiendo primero un sistema de tres y cuatro hilos para transmitir corriente alterna trifásica. Propuso conectar un extremo de los tres devanados del generador a un punto y transmitir electricidad a través de sólo cuatro cables. (Los ahorros en costosos metales no ferrosos son significativos). Resultó que con una carga simétrica de cada fase (igual resistencia), la corriente en este cable común es cero. Porque al sumar (algebraicamente, teniendo en cuenta los signos) las corrientes desplazadas en fase 120 grados, se cancelan entre sí. Este cable común se llamó neutro. Dado que la corriente en él surge solo cuando las cargas de las fases son desiguales y numéricamente es pequeña, mucho menor que las corrientes de fase, fue posible utilizar un cable de sección transversal más pequeña como cable "cero" que para la fase. cables.

Por la misma razón (desfase de 120 grados), los trifásicos resultaron ser mucho menos intensivos en material, ya que la absorción mutua de los flujos magnéticos se produce en el núcleo magnético del transformador y se puede realizar con una cruz más pequeña. sección.

Hoy en día, un sistema de suministro de energía trifásico se realiza mediante cuatro cables, tres de ellos se denominan fase y se denominan en letras latinas: en el generador - A, B y C, en el consumidor - L1, L2 y L3. El cable neutro se designa como 0.

La tensión entre el hilo neutro y cualquiera de los hilos de fase se denomina fase y en las redes de consumo es de 220 voltios.

También hay un voltaje entre los cables de fase, y mucho más alto que el voltaje de fase. Este voltaje se llama lineal y es de 380 voltios en los circuitos de consumo. ¿Por qué es más grande que la fase? Sí, todo esto se debe a un cambio de fase de 120 grados. Por lo tanto, si en un cable, por ejemplo, en un momento dado el potencial es de más 200 voltios, entonces en el otro cable de fase en el mismo momento el potencial será de menos 180 voltios. El voltaje es la diferencia de potencial, es decir, será + 200 - (-180) = +380 V.

Surge la pregunta: si no fluye corriente a través del cable neutro, entonces es posible eliminarlo por completo. Poder. Y obtendremos un sistema de alimentación de tres cables. Con la conexión de los consumidores en el llamado "triángulo", entre los cables de fase. Sin embargo, cabe señalar que con una carga desigual en los lados del "triángulo", el generador estará sujeto a cargas destructivas, por lo tanto este sistema se puede utilizar con una gran cantidad de consumidores, cuando se nivelan cargas desiguales. De esta forma se realiza la transmisión de electricidad desde grandes centrales eléctricas a altas tensiones de fase y de línea (cientos de miles de voltios). ¿Por qué se utiliza un voltaje tan alto? La respuesta es simple: reducir las pérdidas de calor en los cables. Dado que el calentamiento de los cables (pérdida de energía) es proporcional al cuadrado de la corriente que fluye, es deseable que la corriente que fluye sea mínima. Bueno, para la transferencia. potencia requerida a corriente mínima es necesario aumentar el voltaje. (líneas eléctricas) se designan de esta manera, por ejemplo, líneas eléctricas - 500 - esta es una línea de transmisión de energía con un voltaje de 500 kilovoltios.

Por cierto, las pérdidas en los cables de las líneas eléctricas se pueden reducir aún más mediante el uso de transmisión de corriente continua de alto voltaje (el componente capacitivo de las pérdidas que actúa entre los cables deja de funcionar), incluso se han llevado a cabo experimentos de este tipo, pero tal sistema no aún se está generalizando, aparentemente debido al mayor ahorro en cableado con sistema de generación trifásico.

Conclusiones: ventajas de un sistema trifásico

Para concluir el artículo, resumamos: ¿qué ventajas ofrece un sistema de generación y suministro de energía trifásico?

1. Ahorro en el número de cables necesarios para transmitir electricidad. Teniendo en cuenta las distancias considerables (cientos y miles de kilómetros) y el hecho de que los metales no ferrosos con baja especificidad resistencia electrica, los ahorros son bastante significativos.
2. Los transformadores trifásicos, de igual potencia que los monofásicos, tienen significativamente tamaños más pequeños circuito magnético. Esto le permite obtener importantes ahorros.
3. Es muy importante que un sistema de transmisión de electricidad trifásico cree, cuando un consumidor está conectado a tres fases, una especie de campo electromagnético giratorio. Nuevamente, debido al cambio de fase. Esta propiedad ha permitido crear motores eléctricos trifásicos extremadamente simples y confiables que no tienen conmutador, y el rotor, de hecho, es un simple "espacio en blanco" en los cojinetes, al que no es necesario conectar cables. (De hecho, el diseño de un rotor de jaula de ardilla tiene sus propias características y no es en absoluto una pieza en bruto). Estos son los llamados motores eléctricos asíncronos trifásicos con rotor de jaula de ardilla. Muy extendido hoy en día como centrales eléctricas. Una propiedad notable de tales motores es la capacidad de cambiar la dirección de rotación del rotor a la dirección opuesta simplemente cambiando dos cables de fase.
4. Posibilidad de obtener dos tensiones de funcionamiento en redes trifásicas. En otras palabras, cambie la potencia de un motor eléctrico o de una instalación de calefacción simplemente cambiando los cables de alimentación.
5. La capacidad de reducir significativamente el parpadeo y efecto estroboscópico Lámparas que utilizan lámparas fluorescentes colocando tres lámparas en la lámpara, alimentadas por diferentes fases.

Gracias a estas ventajas, los sistemas de suministro de energía trifásicos se han generalizado en el mundo.

No todas las personas promedio entienden lo que es. circuitos electricos. En los apartamentos son 99% monofásicos, donde la corriente llega al consumidor por un cable y regresa por el otro (cero). Una red trifásica es un sistema de transmisión de corriente eléctrica que fluye a través de tres cables y regresa uno a la vez. Aquí el cable de retorno no se sobrecarga debido al cambio de fase de la corriente. La electricidad es generada por un generador accionado por un motor externo.

Un aumento de la carga en el circuito conduce a un aumento de la corriente que pasa a través de los devanados del generador. De este modo, el campo magnético resiste en mayor medida la rotación del eje de accionamiento. El número de revoluciones comienza a disminuir y da la orden de aumentar la potencia motriz, por ejemplo aplicando más combustible al motor de combustión interna. Se restablece la velocidad y se genera más electricidad.

Un sistema trifásico consta de 3 circuitos con una FEM de la misma frecuencia y un desfase de 120°.

Características de conectar la energía a una casa privada.

Mucha gente cree que red trifásica en la casa aumenta el consumo de energía. De hecho, el límite lo fija la organización de suministro de electricidad y está determinado por los siguientes factores:

• capacidades de los proveedores;
• número de consumidores;
• Estado de la línea y equipos.

Para evitar sobretensiones y desequilibrios de fases, deben cargarse de manera uniforme. Cálculo sistema trifásico Resulta aproximado, ya que es imposible determinar exactamente qué dispositivos estarán conectados en este momento. La presencia de dispositivos pulsados ​​provoca actualmente un mayor consumo energético durante su puesta en marcha.

Cuadro de distribución eléctrica en conexión trifásica es tomado tallas grandes que con una fuente de alimentación monofásica. Son posibles opciones con la instalación de un pequeño panel de entrada, y el resto de plástico para cada fase y para dependencias.

La conexión a la línea principal se realiza mediante líneas subterráneas y aéreas. Se da preferencia a este último debido a la pequeña cantidad de trabajo, el bajo costo de conexión y la facilidad de reparación.

Hoy en día es conveniente realizar una conexión aérea mediante un cable aislado autoportante (SIP). La sección mínima del núcleo de aluminio es de 16 mm 2, suficiente para una vivienda privada.

El SIP se fija a los soportes y a la pared de la casa mediante soportes de anclaje con abrazaderas. La conexión a la línea aérea principal y el cable de entrada al cuadro eléctrico de la vivienda se realiza con abrazaderas perforadoras de derivaciones. El cable se toma con aislamiento no combustible (VVGng) y se pasa a través de un tubo metálico insertado en la pared.

Conexión aérea de suministro eléctrico trifásico en casa.

A cierta distancia del soporte más cercano, es más necesario instalar otro poste. Esto es necesario para reducir las cargas que provocan que los cables se doblen o se rompan.

La altura del punto de conexión es de 2,75 my más.

Gabinete de distribución eléctrica

La conexión a una red trifásica se realiza según proyecto, donde dentro de la casa los consumidores se dividen en grupos:

• iluminación;
• enchufes;
• dispositivos potentes separados.

Algunas cargas se pueden desconectar para realizar reparaciones mientras otras están en funcionamiento.

La potencia de los consumidores se calcula para cada grupo, donde se selecciona el cable de la sección transversal requerida: 1,5 mm 2 - para iluminación, 2,5 mm 2 - para enchufes y hasta 4 mm 2 - para dispositivos potentes.

El cableado está protegido contra cortocircuitos y sobrecargas mediante disyuntores.

medidor electrico

Para cualquier esquema de conexión, se requiere un dispositivo de medición. Un medidor trifásico se puede conectar directamente a la red (conexión directa) o mediante un transformador de voltaje (semiindirecto), donde las lecturas del medidor se multiplican por un coeficiente.

Es importante seguir el orden de conexión, donde números impares- Esto es comida, y los números pares son una carga. El color de los cables se indica en la descripción y el diagrama se coloca en contraportada dispositivo. La entrada y la salida correspondiente de un contador trifásico se indican con el mismo color. El orden de conexión más común es cuando las fases van primero y el último cable es cero.

Un contador trifásico de conexión directa para una vivienda suele estar diseñado para una potencia de hasta 60 kW.

Antes de elegir un modelo multitarifa conviene coordinar el asunto con la empresa suministradora de energía. Dispositivos modernos con arancelizadores permiten calcular los cargos eléctricos en función de la hora del día, registrar y registrar los valores de potencia a lo largo del tiempo.

Las lecturas de temperatura de los dispositivos se seleccionan lo más ampliamente posible. En promedio oscilan entre -20 y +50 °C. La vida útil de los dispositivos alcanza los 40 años con un intervalo de calibración de 5 a 10 años.

El medidor se conecta después del disyuntor tripolar o tetrapolar de entrada.

Carga trifásica

Los consumidores incluyen calderas eléctricas, motores eléctricos asíncronos y otros aparatos eléctricos. La ventaja de utilizarlos es la distribución uniforme de la carga en cada fase. Si una red trifásica contiene cargas potentes monofásicas conectadas de manera desigual, esto puede provocar un desequilibrio de fases. Al mismo tiempo dispositivos electronicos comienzan a funcionar mal y las lámparas de iluminación brillan débilmente.

Esquema de conexión de un motor trifásico a una red trifásica.

Trabajo motores electricos trifasicos diferente rendimiento alto y eficiencia. Aquí no se necesitan dispositivos de arranque adicionales. Para un funcionamiento normal, es importante conectar el dispositivo correctamente y seguir todas las recomendaciones.

Diagrama de conexión motor trifásico a una red trifásica crea un campo magnético giratorio con tres devanados conectados en estrella o triángulo.

Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas. El circuito en estrella permite que el motor arranque suavemente, pero su potencia se reduce hasta un 30%. Esta pérdida está ausente en el circuito delta, pero la carga actual es significativamente mayor en el arranque.

Los motores disponen de una caja de conexiones donde se ubican los terminales de bobinado. Si hay tres, entonces el circuito está conectado solo por una estrella. Con seis terminales, el motor se puede conectar de cualquier forma.

Consumo de energía

Es importante que el propietario de la vivienda sepa cuánta energía se consume. Esto es fácil de calcular para todos los aparatos eléctricos. Sumando todas las potencias y dividiendo el resultado entre 1000 obtenemos el consumo total, por ejemplo 10 kW. Para electrodomésticos Una fase es suficiente. Sin embargo, el consumo actual aumenta significativamente en una vivienda particular donde hay equipos potentes. Un dispositivo puede tener entre 4 y 5 kW.

Es importante planificar el consumo de energía de una red trifásica en la etapa de diseño para garantizar la simetría en voltajes y corrientes.

Un cable de cuatro hilos con tres fases y un neutro entra a la casa. Voltaje red electrica Los aparatos eléctricos están conectados entre las fases y el cable neutro. Además, puede haber una carga trifásica.

El cálculo de potencia de una red trifásica se realiza por partes. En primer lugar, es aconsejable calcular cargas puramente trifásicas, por ejemplo una caldera eléctrica de 15 kW y motor eléctrico asíncrono a 3kW. poder total será P = 15 + 3 = 18 kW. En este caso, la corriente I = Px1000/(√3xUxcosϕ) fluye por el cable de fase. Para redes eléctricas domésticas cosϕ = 0,95. Sustituyendo valores numéricos en la fórmula, obtenemos el valor actual I = 28,79 A.

Ahora necesitas definir cargas monofásicas. Sean P A = 1,9 kW, P B = 1,8 kW, P C = 2,2 kW para las fases. La carga mixta se determina por suma y es de 23,9 kW. La corriente máxima será I = 10,53 A (fase C). Sumándolo a la corriente de la carga trifásica, obtenemos I C = 39,32 A. Las corrientes en las fases restantes serán I B = 37,4 kW, I A = 37,88 A.

A la hora de calcular la potencia de una red trifásica conviene utilizar tablas de potencia teniendo en cuenta el tipo de conexión.

Utilizándolos, es conveniente seleccionar disyuntores y determinar las secciones de cableado.

Conclusión

Con un diseño y mantenimiento adecuados, una red trifásica es ideal para una vivienda particular. Le permite distribuir uniformemente la carga entre fases y conectar consumidores de energía adicionales, si la sección transversal del cableado lo permite.