Էլեկտրամատակարարման եռաֆազ համակարգ

Էլեկտրամատակարարման եռաֆազ համակարգ ՝ փոփոխական հոսանքով էլեկտրական շղթայի բազմաֆազ հոսանքի մասնավոր դեպք, որտեղ գործում են նույն աղբյուրից սնուցվող միևնույն հաճախականության սինուսոիդալ էլեկտրաշարժ ուժեր, մեկը մյուսի նկատմամբ տեղակայված են որոշակի ֆազային անկյան տակ։ Եռաֆազ համակարգում այդ անկյունը 2π/3 (120°) ռադիան է։ Եռաֆազ հոսանքի համակարգը մշակել է Միխայիլ Դոլիվո-Դոբրովոլսկին (1888)։ Այդ համակարգի առավելություններն են՝ պտտվող մագնիսական դաշտի ստացման պարզությունը և հաղորդալարերի հատվածքի տնտեսումը՝ էներգիայի հաղորդման ժամանակ (միաֆազ փոփոխական հոսանքի համեմատ)։ էներգիան հաղորդվում է 3, սակավ՝ 4 հաղորդալարով։

Եռաֆազ տրանսֆորմատոր

Եռաֆազ հոսանքի ընդունիչների և գեներատորների համար կիրառվում է ֆազերի միացման 2 եղանակ՝ աստղաձև և եռանկյունաձև։ Աստղաձև միացման դեպքում ֆազային լարումները գծայինից փոքր են √3 անգամ։ Եռանկյունաձևի դեպքում գծային և ֆազային լարումները հավասար են՝ Սֆգ, բայց գծային հոսանքները (I*) մեծ են ֆազայիններից (Iֆ) համաչափ բեռնվածքի դեպքում, անկախ միացման եղանակից, այդ հզորությունը՝ Iգ = √3IֆՍգcosφ է, որտեղ ф-ն ֆազերի շեղման անկյունն է ֆազային լարումների և հոսանքների միջև։

Նկարագրություն խմբագրել

Գործող Էլեկտրաշարժ ուժերից (ԷԼՇՈՒ) յուրաքանչյուրը գտնվում է պարբերական գործընթացի սեփական ֆազում, այդ իսկ պատճառով այն հաճախ անվանում են «ֆազ»։ Բացի դա, ֆազ են կոչվում նաև հաղորդալարերը՝ ԷԼՇՈՒ-ների կրողները։ Եռաֆազ համակարգում տեղաշարժի անկյունը 120° աստիճան է։ Սովորաբար ֆազային հաղորդալարերը նշանակում են լատինական L տառով և արաբական թվանշանո՝ 1…3, կամ A, B և C[1].

 
Եռաֆազ տրանսֆորմատոր

Ֆազային հաղորդալարերի տարածված նշանակումները․

Ռուսաստան (1000 Վոլտից բարձր) Ռուսաստան (1000 Վոլտից ցածր) Գերմանիա Դանիա
А L1 L1 R
B L2 L2 S
C L3 L3 T
 
Հոսանքի հոսքը սիմետրիկ եռաֆազ շղթայում՝ «աստղ» միացման ձևով
 
Ֆազային հոսանքների գրաֆիկական ներկայացում ժամանակի համեմատ

Բացի ֆազային հաղորդալարերից, մինչև 1000Վ, կիրառվում է նաև չեզոք հաղորդալար(N - "չեզոք" կամ "զրո")։ Այն թույլ է տալիս եռաֆազ գիծը օգտագործել միաֆազ բեռնվածությունը ֆազային լարմամբ սնուցելու համար։

Առավելություններ խմբագրել

 
Բազմաբնակարան բնակելի շենքերում եռաֆազ ցանցի հնարավոր միացման դիագրամ
  • Շահութավետություն
    • մեծ տարածությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցման տնտեսապես շահութավետություն
    • եռաֆազ տրանսֆորմատորների նվազ նյութատարություն
    • ուժային հաղորդալարերի նվազ նյութատարություն, քանի որ պահանջվող միևնույն հզորության դեպքում ֆազում հոսանքը իջնում է (ի համեմատություն միաֆազ շղթայի)
  • Համակարգի հավասարակշռությունը։ Այս հատկությունը հանդիսանում է կարևորագույններից մեկը, քանի որ անհավասարակշիռ համակարգում էլեկտրական գեներատորներում առաջանում է անհավասար մեխանիկական բեռնվածություն, ինչն էլ զգալիորեն նվազեցնում է դրա գործածության ժամկետը։
  • էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի համար անհրաժեշտ շրջանաձև պտտվող մագնիսական դաշտի պարզ ստացման հնարավորություն։ Եռաֆազ հոսանքով աշխատող շարժիչները (ասինխրոն և սինխրոն) ավելի պարզ են, քան մշտական հոսանքով աշխատող շարժիչները՝ միաֆազ կամ երկֆազ,և ունեն արդյունավետության բարձր ցուցանիշներ
  • մեկ տեղակայման արդյունքում երկու աշխատանքային լարումների՝ գծային և եռաֆազ, ստացման հնարավորություն, և երկմակարդակ հզորության ստացման հնարավորություն՝ կայելով միացումը «աստղի» կամ «եռանկյան» վրա
  • Առկայծման կտրուկ նվազման հնարավորություն

Ի շնորհիվ վերը նշված առավելությունների, ժամանակակից էլեկտրաէներգետիկայում ավելի շատ տարածված են եռաֆազ համակրգերը։

Եռաֆազ շղթաների միացման գծագրեր խմբագրել

Աստղ խմբագրել

 

«Աստղ» է կոչվում այնպիսի միացումը, որի դեպքում գեներատորի փաթույթների (G)ֆազերի ծայրերը (M) միավորվում են մեկ ընդհանուր կետում, որը կոչվում է «չեզոք»։ Հաղորդալարեր, որնք միացնում են գեներատորի ֆազը սպառողին, կոչվում են «գծային»։ Հաղորդալար, որոնք միավորում են երկու չեզոքներ, կոչվում են չեզոք հաղորդալար։ Եռաֆազ շղթան, որը ունի չեզոք հաղորդալար, կոչվում է քառահաղորդալար։ Եթե չեզոք հաղորդալարը բացակայում է՝ եռահաղորդալար։

Եթե սպառողի դիմադրությունները Za, Zb, Zc միմյանց հավասար են, ապա այդպիսի բեռնվածությունը կոչվում է «համաչափ»։

Գծային և եռաֆազ մեծությունները խմբագրել

Ֆազային և չեզոք հաղորդալարերի լարումը (Ua, Ub, Uc)կոչվում է ֆազային։ Երկու ֆազային հաղորդալարերի լարումը(UAB, UBC, UCA)կոչվում է գծային։ Փաթույթը աստղաձև միացնելու համար, համաչափ բեռնվածության դեպքում, գծային և եռաֆազ հոսանքի և լարման հարաբերակցություն է։

  Հեշտ է ցույց տալ, գծային լարումը ֆազում տեղաշարժվում է   ֆազերի նկատմամբ՝

 

 

Եռաֆազ հոսանքի հզորություն խմբագրել

Փաթույթը աստղաձևը միացնելու համար, համաչափ լարման պարագայում, եռաֆազ հոսանքի հզորությունը հավասար կլինի  

Եռաֆազ ցանցում զրոյական հաղորդալարի այրման հետևանքները խմբագրել

 

Համաչափ բեռնման պարագայում եռաֆազ համակարգում սպառողի սնուցումը գծային լարմամբ, որը հնարավոր է նաև չեզոք հաղորդալարի բացակայության պարագայում։ Չնայած դրան, ֆազային լարմամբ սնուցման ժամանակ, երբ ֆազի բեռնումը խիստ համաչափ չի, այդ դեպքում չեզոք հաղորդալարի առկայությունը պարտադիր է։ Դրա կտրման կամ դիմադրության էական մեծացման դեպքում տեղի է ունենում, այսպես կոչված, ֆազի շեղում, որի արդյունքում միացված բեռնվածությունը, հաշվարկված ֆազային լարմամբ, կարող է լինել կամայական լարման տակ հետևյալ դիապազոնում՝ 0-ից մինչև գծային (կոնկրետ արժեքը կախված է ֆազում եղած բեռնվածությամբ, որը եղել է զրոյական հաղորդալարի կտրման ժամանակ)։ Հաճախ հենց սա է պատճառ դառնում, որ բնակելի շենքերում սպառվող էլեկտրաէներգիան խափանվում է, որը կարող է հրդեհի հանգեցնել։ Լարման նվազում կարող է էլեկտրատեխնիկայի շարքից դուրս գալու պատճառ դառնա։


Եռանկյուն խմբագրել

 
«Եռանկյուն» միացման պարագայում առաջին ֆազի ծայրը միացվում է երկրորդ ֆազի սկզբին, իսկ երկրորդ ֆազի վերջը՝ երրորդ ֆազի սկզբին և երրորդ ֆազի վերջը առաջին ֆազի սկզբին։

Գծային և ֆազային հոսանքների և լարումների հարաբերակցությունը խմբագրել

Փաթույթը «եռանկյուն» միացնելու համար, համաչափ բեռնվածության դեպքում, արդարացված են գծային և ֆազային հոսանքների և լարումների հարաբերակցությունը․

 

Եռաֆազ հոսանքի հզորությունը «եռանկյուն» միացման դեպքում խմբագրել

Համաչափ բեռնվածության պարագայում «եռանկյուն» միացնելու ժամանակ եռաֆազ հոսանքի հզորությունը հավասար է․  

Լարումների տարածված չափանիշներ խմբագրել

Երկիր Հաճախականություն, Հերց, Гц Լարում (ֆազային/գծային), Վոլտ
Ռուսաստան [2] 50 230/400 [2]
230/400, 380/660, 400/690, 3000, 6000, 10000
ԵՄ երկրներ 50 230/400,
400/690 (արդյունաբերական ցանցեր)

660

450

Ճապոնիա 50 (60) 100/208
ԱՄՆ 60 120/208,
277/480
240 (միայն եռանկյուն)

Նշագրում խմբագրել

Տարբեր ֆազերին պատկանող հաղորդալարերը գունավորում են տարբեր գույներով։ Չեզոք և պաշտպանիչ հաղորդալարերը ևս տարբեր գույներով են նշագրում։ Դա կատարվում է էլեկտրահարումից պաշտպանելու համար, ինչպես նաև էլեկտրատեղակայանքների եւ էլեկտրասարքավորումների սպասարկման, տեղադրման եւ վերանորոգման հարմարության համար։ Դասակարգումը (ֆազերի հաջորդականություն, այսինքն ֆազերով հոսանքի հոսքի հաջորդականություն) անհրաժեշտ է, քանի որ դրանից է կախված եռաֆազ շարժիչների պտտման ուղղությունը, եռաֆազ ուղղիչի աշխատանքը ճիշտ կառավարելու համար։ Տարբեր երկրներում հաղորդալարերի նշագրումը իրենց տարբերությունը ունեն, սակայն շատ երկրներ հետևում են հաղորդալարերի նշագրման հիմնական սկզբունքներին, որոնք սահմանված են Միջազգային էլեկտրատեխնիկական հանձնաժողովի IEC 60445:2010 ստանդարտում։

 
Եռաֆազ երկշղթա փոխանցման գիծ

Ֆազի գույներ խմբագրել

Եռաֆազ հոսանքի յուրաքանչյուր ֆազի համար նախատեսված հաղորդալարն իր ուրույն գույնն ունի, որը պայմանավորված է տվյալ երկրում գործող չափանիշներով։ Գործում է միջազգային (IEC 60445) չափանիշի գույները․

Երկիկր L1 L2 L3 Չեզոք / զրո Հող

/ պաշտպանիչ հողանցում

Ռուսաստան,Բելոռուսիա, Ուկրաինա, Չինաստան Սպիտակ Սև Կարմիր Կապույտ Դեղին/կանաչ (գծավոր)
ԵՄ և այն երկրները, որոնք օգտագործում են եվրոպական CENELEC չափանիշներ՝ (IEC 60446), 2004թվականի ապրիլից, Հոնկոնգը՝ 2007թվականի հուլիսից, Սինգապուր՝ 2009թվականի մարտից, Ուկրաինա, Ղազախստան՝ 2009 թվականից, Արգենտինա, Ռուսաստան 2009 թվականից Շագանակագույն Սև Մոխրագույն Կապույտ Դեղին/կանաչ(գծերով)[3]
Եվրոպական միություն-ը՝ մինչև 2004թվականի մարտը [4] Կարմիր Դեղին Կապույտ Սև Դեղին/կանաչ(գծավոր)

(մինչև 1970թ․ կանաչ)

Հնդկաստան, Պակիստան, Մեծ Բրիտանիա՝ մինչև 2006 թվականի ապրիլ, Հոնկոնգ՝ մինչև 2009թվականի ապրիլ, ՀԱՀ,Մալազիա, Սինգապուր՝ մինչև 2011թվականի փետրվար Կարմիր Դեղին Կապույտ Սև Դեղին/կանաչ (գծով)

(մինչև 1970թ․ կանաչ)

Ավստրալիա և Նոր Զելանդիա Կարմիր (կամ շագանակագույն)[5] Սպիտակ (կամ սև)

(ավելի վաղ՝ դեղին)

Մուգ կապույտ (կամ մոխրագույն) Սև (կամ կապույտ) Դեղին/կանաչ (գծով)

(հին մոդելներում կանաչ)

Կանադա(պարտադիր)[6] Կարմիր Սև Կապույտ Սպիտակ կամ մոխրագույն Կանաչ կամ պղնձագույն
Կանադա(մեկուսացված եռաֆազ տեղակայումներում) [7] Նարնջագույն Շագանակագույն Դեղին Սպիտակ Կանաչ
ԱՄՆ (այլընտրանքային գործընթաց)[8] Շագանակագույն Նարնջագույն (եռանկյուն համակարգում), կամ

մանուշակագույն(աստղ համակարգում)

Դեղին Մոխրագույն կամ սպիտակ Կանաչ
ԱՄՆ (տարածված գործընթաց)[9] Սև Կարմիր Կապույտ Սպիտակ կամ մոխրագույն Կանաչ, դեղին/կանաչ (գծերով)[10], կամ պղնձագույն հաղորդալար
Նորվեգիա Սև Սպիտակ/մոխրագույն Շագանակագույն Կապույտ Դեղին/կանաչ (գծերով),ավելի հին մոդելներում հնարավոր է հանդիպել միայն դեղին գույնով կամ պղնձագույն

Մոդելիզմում խմբագրել

Ցածր լարմամբ բարձր հաճախականությամբ էլեկտրոնային մուտքի վերահսկիչներում, որոնք օգտագործվում են տրանսպորտային մոդելավորման մեջ, կիրառվում է պիտակավորման այլ համակարգ։

U V W
Կարմիր դեղին սև
Նարնջագույն դեղին կապույտ

Զրոյական և հողանցման հաղորդալարերը, որպես կանոն, բացակայում են՝ համաչափ բեռնման և անվտանգ լարման համար։

Ծանոթագրություններ խմբագրել

  1. Действующий в РФ ГОСТ 2.709-89 предписывает обозначение цепей фазных проводников трёхфазного переменного тока: L1, L2, L3, и при этом допускает обозначения A, B, C.
  2. 2,0 2,1 Согласно ГОСТ 29322-2014
  3. Жёлто-зелёная маркировка была принята как международный стандарт для защиты от поражения эл.током дальтоников. От 7 % до 10 % людей не могут точно распознать красный и зелёные цвета.
  4. В Европе ещё осталось много установок со старой цветовой схемой начала 1970-х. В новых установках используются жёлто/зелёные шины заземления в соответствии с IEC 60446. (Фаза/ноль+земля; Германия: чёрный/серый + красный; Франция зелёный/красный + белый; Россия: красный/серый + чёрный; Швейцария: красныйd/серый + жёлтый или жёлтый и красный; Дания: белый/чёрный + красный
  5. В Австралии и Новой Зеландии фазы могут быть люього цвета, но только не жёлто-зелёного, зелёного, жёлтого, чёрного или голубого цвета.
  6. Canadian Electrical Code Part I, 23rd Edition, (2002) ISBN 1-55324-690-X, rule 4-036 (3)
  7. Կաղապար:Не переведено 3 23-е издание 2002 года, правила 24-208(c)
  8. Начиная с 1975 в США Կաղապար:Не переведено 3 не имел специальных обозначений фаз. По сложившейся практике для соединения звезда 120/208 фазы маркировались чёрным, красным и голубым цветом, а при соединении звезда или треугольник 277/480 фазы обозначались коричневым, оранжевым и жёлтым. В системе 120/240 треугольник с наибольшим напряжением 208 вольт (обычно фаза B) всегда обозначалась оранжевым, общая фаза A была чёрного цвета, а фаза C — красной или голубой.
  9. See Paul Cook: Harmonised colours and alphanumeric marking Archived 2016-03-04 at the Wayback Machine.. IEE Wiring Matters, Spring 2006.
  10. В США провод жёлто-зелёного цвета (в полоску) может обозначать Կաղապար:Неизвестный термин. Сегодня в большинстве стран, жёлто-зелёные (в полоску) провода используются для защитного заземления и не могут быть отсоеденины и использованы для других целей.

Արտաքին հղումներ խմբագրել

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 3, էջ 521