Rozdíl mezi fázovým a síťovým napětím | Lodní elektrotechnik

Poruchy a opravy lodních elektrických zařízení. Práce s automatizací a elektronikou v podmínkách lodi. Jen cvič!

Pokud se vám některé fotky/obrázky/kresby nenačítají, pak doporučujeme využít služby VPN!

31.07.2024

Rozdíl mezi fázovým a síťovým napětím

Fázové a síťové napětí jsou termíny, které označují charakteristiky elektrického napětí v třífázových elektrických systémech.

Fázové napětí

Fázové napětí je napětí mezi jednou fází a nulovým vodičem v třífázovém systému. Pokud je systém označen jako A, B a C, pak je fázové napětí napětí mezi A a nulovým vodičem, B a nulovým vodičem nebo C a nulovým vodičem. Označuje se jako U._ph.

Síťové napětí

Síťové napětí je napětí mezi dvěma fázemi v třífázovém systému. Například napětí mezi fázemi A a B, B a C nebo C a A. Označuje se jako U._linka.

Vztah mezi fázovým a síťovým napětím

V systémech se symetrickým zatížením a stejným počtem fází (tj. za ideálních podmínek):

Příklady

1. V třífázovém systému 380/220 V:
   • Fázové napětí U_ph je 220 V.
   • Síťové napětí U_linka je 380 V.
2. Pokud je fázové napětí 120 V:
   • Napětí v síti bude:

• Fázové napětí Často se používá k napájení domácích spotřebičů a zařízení, které jsou připojeny k jedné fázi.
• Síťové napětí používá se k napájení výkonnějších průmyslových zařízení, která pracují na všech třech fázích.

Fázové a síťové napětí jsou v trojfázovém systému vzájemně propojeny koeficientem (odmocnina třetí). Fázové napětí se měří mezi fází a nulovým vodičem a síťové napětí se měří mezi dvěma fázemi.

Русский fázové napětí pro třífázový systém, kde je síťové napětí 440 V, musí se použít poměr mezi fázovým a síťovým napětím:

• Síťové napětí U_linka = 440 V
• Fázové napětí U_ph = 254 V

V třífázovém systému s napětím sítě 440 V bude tedy fázové napětí přibližně 254 V.

Fázové a síťové napětí v obvodech hvězda-trojúhelník

V třífázových systémech ovlivňuje způsob zapojení vinutí motoru hodnoty fázového a síťového napětí, které jsou přiváděny na vinutí motoru. Existují dva hlavní způsoby zapojení: hvězda (Y) a trojúhelník (Δ).

Zapojení do hvězdy (Y)

V tomto případě je každé fázové napětí přivedeno na vinutí motoru:

• Síťové napětí (mezi fázemi): 440 V
• Fázové napětí (mezi fází a nulovým vodičem):

Pokud je tedy motor zapojen do hvězdy, fázové napětí dodávané do každého vinutí motoru je přibližně 254 V.

Zapojení do trojúhelníku (Δ)

V tomto případě je síťové napětí přivedeno přímo na každé vinutí motoru:

• Síťové napětí (mezi fázemi): 440 V
• Fázové napětí (na každém vinutí): 440 V

Při zapojení do trojúhelníku jsou fázová a síťová napětí stejná a každé vinutí přijímá plné síťové napětí 440 V.

Zapojení do hvězdy (Y):

• Napětí sítě: 440 V
• Fázové napětí: 254 V

Zapojení do trojúhelníku (Δ):

• Napětí sítě: 440 V
• Fázové napětí: 440 V

Fázový a síťový proud v obvodech hvězda-trojúhelník

Při zapojení elektromotoru do hvězdy (Y) a trojúhelníku (Δ) se proudy protékající vinutími motoru a napájecími vodiči budou lišit. Podívejme se, jak se proud mění v závislosti na typu zapojení.

Zapojení do hvězdy (Y)

Při zapojení do hvězdy (Y):

• Síťové napětí U_linka je napájen mezi fázemi a má 440 V.
• Fázové napětí U_ph je přiváděno do každého vinutí motoru a má 254 V.

Pokud označíme proud ve vinutí motoru při fázovém napětí I_pH-Y:

• Lineární proud I_{linka Y} rovný fázovému proudu I_pH-Y.

Zapojení do trojúhelníku (Δ)

Při zapojení pomocí schématu „trojúhelník“ (Δ):

• Síťové napětí U_linka rovné fázovému napětí U_ph a je 440 V.

Pokud označíme proud ve vinutí motoru při fázovém napětí I_ph−Δ:

• Lineární proud I_{přímka−Δ} bude odmocnina třikrát větší než fázový proud I_ph−Δ.

Aktuální poměr

Při stejném síťovém napětí (440 V):

• Fázový proud v zapojení do hvězdy I_pH-Y bude roven fázovému proudu při zapojení do trojúhelníku I_ph−Δ , protože vinutí ve hvězdě přijímá menší napětí a vinutí v trojúhelníku přijímá plné síťové napětí.
• Lineární proud v zapojení do trojúhelníku I_{přímka−Δ} bude odmocnina trojnásobku proudu sítě při zapojení do hvězdy I_{linka Y}.

Konečné vzorce

Řekněme, že při zapojení do hvězdy je fázový proud motoru 10 A:

• Při zapojení do hvězdy: Síťový proud I_{linka Y} = 10 A.
• Při zapojení do trojúhelníku: Fázový proud zůstává 10 A a síťový proud:

Síťový proud motoru při zapojení do trojúhelníku bude tedy přibližně třikrát větší než při zapojení do hvězdy.

Odkud se v třífázových systémech bere „kořen ze tří“?

Odmocnina ze tří vzniká z fázových úhlů v třífázových systémech, ve kterých jsou tři sinusová napětí nebo proudy vůči sobě posunuty o 120 stupňů (nebo 2π/3 radiánů).

Abychom pochopili, odkud pochází „kořen ze tří“, musíme zvážit vektorovou reprezentaci napětí a proudů v takovém systému.

Třífázový systém

V trojfázovém napěťovém systému U_A, NEBO_B a U_C (nebo proudy I_A, I_B a já_C) mají následující vlastnosti:

• Mají stejnou amplitudu.
• Jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů.

Vektorové znázornění

V třífázovém systému lze napětí reprezentovat jako vektory v komplexní rovině:

Síťové napětí

Síťové napětí je rozdíl napětí mezi dvěma fázemi. Například síťové napětí mezi fázemi A a B je:

Komplexní čísla a trigonometrie

Pro zjednodušení výpočtů použijeme komplexní zápis. Napětí lze zapsat jako:

Síťové napětí v třífázovém systému se tedy rovná fázovému napětí vynásobenému druhou odmocninou ze tří:

Koeficient”kořen ze tří» vyplývá z geometrických vlastností třífázových systémů, ve kterých jsou fáze vůči sobě posunuty o 120 stupňů. Tento koeficient odráží vztah mezi síťovým a fázovým napětím v takových systémech.