วัตถุประสงค์ของตัวนำที่เป็นกลางในระบบสามเฟส

หนึ่งในปัญหาทางเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดของแหล่งจ่ายไฟคือการลดน้ำหนักของสายไฟของเครือข่ายไฟฟ้าสำหรับกำลังส่งที่กำหนดและการสูญเสียในเครือข่าย สามารถทำได้ไม่เพียงแค่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการรวมเครือข่ายอิสระหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน และในบางสายก็สามารถสร้างกระแสที่ชดเชยซึ่งกันและกันได้ ทำให้สามารถลดจำนวนสายไฟหรือหน้าตัดได้

ในปีแรก ๆ ของการพัฒนาวิศวกรรมไฟฟ้าเมื่อมีการส่งพลังงานด้วยแรงดันคงที่แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้ในสิ่งที่เรียกว่า ระบบสามสาย, เสนอโดย Dolivo-Dobrovolski.

ปล่อยให้มีแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ U สองแหล่งที่เหมือนกัน (ในแง่ของแรงดันและพลังงาน) ซึ่งแต่ละแหล่งให้บริการผู้ใช้

เครือข่ายประกอบด้วยสี่สายหากคุณรวมสายไฟสองเส้นเข้ากับลวดอีควอไลเซอร์ (เป็นกลาง) ที่เรียกว่า กระแสไฟตรงตรงข้ามจะถูกรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้นส่วนตัดขวางของเส้นลวดจึงลดลงอย่างมาก

ระบบสามสาย

ด้วยโหลดแบบสมมาตร (I1 = I2) ลวดอีควอไลเซอร์จึงไม่จำเป็น และประหยัดลวดได้ถึง 50 ° เมื่อโหลดเปลี่ยน (โดยไม่ทำให้ลวดเท่ากัน) แรงดันไฟฟ้าจะถูกแจกจ่ายระหว่างกันซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา

ตัวนำที่ปรับให้เท่ากันช่วยลดการกระจายแรงดันไฟฟ้าแบบอสมมาตรได้อย่างมาก หากเป็นไปได้ที่จะเพิกเฉยต่อความต้านทานภายในของแหล่งที่มาและความต้านทานของเส้น ความไม่สมมาตรนั้นจะถูกตัดออกเกือบทั้งหมด แนวคิดที่คล้ายกันนี้รองรับการสร้างระบบไฟฟ้ากระแสสลับหลายเฟส

ระบบสมมาตรแบบโพลีเฟสคือชุดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลายตัวที่มีแอมพลิจูดและความถี่เท่ากัน โดยออกจากเฟสตามเวลาแบบสมมาตร ระบบสามเฟสได้รับความแพร่หลายในทางปฏิบัติ (ดู — ระบบ EMF สามเฟส).

ระบบสามเฟส (และโพลีเฟสใด ๆ ) มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับระบบเฟสเดียว: ช่วยให้คุณเพิ่มน้ำหนักให้กับสายไฟของเครือข่ายไฟฟ้า, ให้โหลดที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้นบนมอเตอร์, หมุนไฟฟ้าสาม - เครื่องกำเนิดแรงดันเฟสและในที่สุดก็ช่วยให้คุณสร้างสนามแม่เหล็กหมุนได้กว้าง ใช้ในมอเตอร์ไฟฟ้า

หากใช้ระบบเฟสเดียว (ที่มีกำลังไฟเท่ากันและแรงดันเท่ากัน) แทนระบบสามเฟส จะต้องใช้สายไฟเพียงสองเส้น แต่ส่วนตัดขวางจะต้องใช้กระแสไฟสามเท่าเมื่อเทียบกับระบบเฟสเดียว ระบบสามเฟสช่วยประหยัดน้ำหนักของสายไฟได้ 30-40%

ดูเพิ่มเติมที่นี่: กระแสสามเฟสดีกว่าเฟสเดียว

โดยไม่คำนึงถึงวงจรสวิตชิ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (โดยปกติผู้ใช้จะไม่ทราบ) โหลดของระบบสามเฟสสามารถเชื่อมต่อได้สองวิธี - เดลต้าหรือสตาร์

ในกรณีแรกแรงดันไฟฟ้าของผู้ใช้แต่ละคนจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของสายและไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสมมาตรของโหลดเสีย กระแสในผู้ใช้ (เฟส) แตกต่างจากกระแสในสาย

เมื่อผู้บริโภคเชื่อมต่อแบบสตาร์ กระแสในแต่ละโหลดจะเท่ากับกระแสของสายที่สอดคล้องกัน แต่แรงดันที่แต่ละโหลด (เฟส) จะแตกต่างจากสาย

ดูสิ่งนี้ด้วย -ค่าแรงดัน กระแส และกำลังไฟฟ้าสำหรับการเชื่อมต่อแบบสตาร์และเดลต้า

เมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง กระแสจะถูกแจกจ่ายโดยอัตโนมัติและผลรวม (หาได้จากจุดรวมของโหลด) จะหายไปเสมอ ในเวลาเดียวกัน มีการกระจายความเค้นที่สอดคล้องกันระหว่างโหลดที่ไม่สม่ำเสมอ

ข้อเสียนี้จะหมดไปหากมีตัวนำที่เป็นกลาง (เชื่อมต่อกับจุดร่วมของโหลด) เนื่องจากจะทำให้ผลรวมของกระแสสามเฟสไม่เป็นศูนย์ เช่น ในโหลดที่ไม่สมดุล ตัวนำที่เป็นกลางของระบบสามเฟสจะช่วยรักษาแรงดันโหลดให้คงที่