แรงดันไฟฟ้าสามเฟสแตกต่างจากเฟสเดียวอย่างไร? ระบบจ่ายไฟสามเฟส

วงจรไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมมากที่สุดถือเป็นสายสามเฟสซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือการเชื่อมต่อประเภทอื่นอย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรหลายเฟสแล้ว สายสามเฟสจะประหยัดกว่าในแง่ของการใช้วัสดุ และเมื่อเทียบกับสายเฟสเดียว ก็สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าได้

นอกจากนี้การเชื่อมต่อนี้ยังใช้เพื่อรวมไว้ในวงจรของมอเตอร์ไฟฟ้า: ด้วยความช่วยเหลือทำให้เกิดสนามแม่เหล็กซึ่งใช้ในการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างแข็งขัน ข้อดีอีกประการหนึ่งของระบบสามเฟสคือความสามารถในการรับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อโหลด ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นและเฟสที่ได้รับจากสายจ่าย

คำจำกัดความพื้นฐาน

ก่อนอื่น เรามาจำคำจำกัดความกันก่อน

ระบบสามเฟส

ระบบสามเฟสคือการรวมกันของวงจรไฟฟ้าสามวงจรที่สร้างขึ้นโดยแหล่งเดียว แต่จะเลื่อนไปในเฟสที่สัมพันธ์กัน

เฟส

ในกรณีนี้ วงจรไฟฟ้าแต่ละวงจรของระบบโพลีเฟสเรียกว่าเฟส จุดเริ่มต้นของเฟสถือเป็นขั้วหรือจุดสิ้นสุดของตัวนำที่กระแสไฟฟ้าเข้าสู่วงจรที่กำหนด ในกรณีนี้สามารถต่อปลายเฟสเข้าด้วยกันได้ ในกรณีนี้ EMF ทั้งหมดจะเริ่มทำงานในวงจรไฟฟ้าและระบบเรียกว่าเชื่อมต่อแล้ว ใช้กันอย่างแพร่หลายในการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า

วิธีการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อแบบสามเฟสใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อเปิดขดลวดของมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในกรณีนี้จะใช้สองตัวเลือกในการเชื่อมต่อขดลวดกับตัวนำที่มีกระแสไฟอยู่

เมื่อเชื่อมต่อกับดาว จำนวนสายเชื่อมต่อจะลดลงจากหกเหลือสี่เส้นซึ่งส่งผลดีต่อความทนทานของการเชื่อมต่อ แกนจ่ายเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของขดลวด และปลายจะรวมกันเป็นโหนดที่เรียกว่าจุด N หรือจุดเป็นกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวเลือกการเชื่อมต่อนี้ช่วยให้คุณสามารถสลับไปใช้การเชื่อมต่อแบบสามสายได้ แต่เฉพาะในกรณีที่ตัวรับโหลดสามเฟสที่เชื่อมต่อนั้นมีความสมมาตรเท่านั้น
เมื่อขดลวดพันกันเป็นรูปสามเหลี่ยม ขดลวดจะสร้างวงจรปิดซึ่งมีความต้านทานค่อนข้างน้อย การเชื่อมต่อนี้ใช้เมื่อเชื่อมต่อระบบสมมาตรของ EMF สามตัว: ในกรณีนี้หากไม่มีโหลดจะไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในวงจร

การเชื่อมต่อแบบดาวมักใช้ในการเชื่อมต่อแอมพลิฟายเออร์และความคงตัวต่าง ๆ เข้ากับเครือข่าย 220 โวลต์และการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าอย่างนุ่มนวลเมื่อใช้พลังงานจาก 380V การเชื่อมต่อแบบเดลต้าช่วยให้มอเตอร์ได้รับกำลังเต็มที่ ดังนั้นจึงมักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมที่ต้องการประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในระดับสูง

แรงดันไฟฟ้าเฟสและเส้น

ในตอนต้นของบทความเราสังเกตว่าการเชื่อมต่อแบบสามเฟสช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองแบบ: เชิงเส้นและเฟส เรามาดูกันดีกว่าว่ามันคืออะไร

แรงดันไฟฟ้าเฟสเกิดขึ้นเมื่อเชื่อมต่อกับแกนกลางและหนึ่งในสามเฟสของวงจร
แรงดันไฟฟ้าของสายจะถูกสร้างขึ้นเมื่อเชื่อมต่อกับสองเฟสใดๆ ช่างไฟฟ้าเรียกว่าเฟสซึ่งใกล้เคียงกับวิธีการวัดมากขึ้น

ตอนนี้เรามาดูกันว่าอะไรคือความแตกต่างระหว่างคำจำกัดความทั้งสองนี้

ภายใต้สภาวะปกติ ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นจะเหมือนกันระหว่างเฟสใดๆ และสูงกว่าตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเฟส 1.73 เท่า พูดง่ายๆ ตามมาตรฐานภายในประเทศ แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นคือ 380 โวลต์ และแรงดันไฟฟ้าเฟสคือ 220V คุณลักษณะของสายสามเฟสดังกล่าวพบการประยุกต์ใช้ในการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องให้กับผู้บริโภคทั้งในภาคอุตสาหกรรมและในครัวเรือน

เป็นที่น่าสังเกตว่ามีเพียงวงจรสามเฟสสี่สายเท่านั้นที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเป็น 380/220V จากการกำหนดนี้เห็นได้ชัดว่าสามารถเชื่อมต่อผู้บริโภคจำนวนมากเข้ากับสายนี้ได้ซึ่งออกแบบมาสำหรับกระแสไฟที่กำหนดทั้ง 380V และ 220 โวลต์

บันทึก! สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าตก (ลดลง) แรงดันเฟสก็เปลี่ยนไปเช่นกัน นอกจากนี้ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเฟสยังคำนวณได้ง่ายหากทราบค่าเชิงเส้น ในการทำเช่นนี้ คุณต้องแยกรากที่สองของสามออกจากตัวบ่งชี้เชิงเส้น ข้อมูลที่ได้จะเท่ากับแรงดันเฟส

ด้วยคุณสมบัติที่อธิบายไว้ข้างต้นและการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้ที่หลากหลาย วงจรสามเฟสสี่สายจึงแพร่หลาย ขอบเขตของการใช้โครงร่างแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวนั้นเป็นสากล ดังนั้นจึงใช้ในการจ่ายไฟให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ที่มีผู้บริโภคที่ทรงพลัง อาคารที่อยู่อาศัย สำนักงาน และการบริหาร และโครงสร้างอื่นๆ

ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อผู้บริโภคทั้งสองประเภทที่ 380V และ 220V เลย ตัวอย่างเช่นในอาคารที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่มักใช้เฉพาะเครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์เท่านั้น ในกรณีนี้ สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีโหลดที่สม่ำเสมอในทั้งสามเฟสโดยการกระจายกำลังการเชื่อมต่อไปยังแต่ละสายอย่างถูกต้อง ในอาคารอพาร์ตเมนต์สิ่งนี้รับประกันได้จากลำดับการเชื่อมต่ออพาร์ทเมนต์กับตัวนำเฟสแบบเซ ในบ้านส่วนตัว (หากมีอินพุต 380V) คุณจะต้องกระจายโหลดตามสายเฉพาะด้วยตัวเอง

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแรงดันไฟฟ้าประเภทใดที่สามารถได้รับจากวงจรสามเฟสแล้วจะใช้วิธีใดในการเชื่อมต่อกับสายเคเบิลสี่คอร์ ความรู้นี้จะเป็นประโยชน์กับทั้งช่างไฟฟ้าและผู้บริโภคทั่วไป

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสแพร่หลายและใช้กันทั่วโลก เมื่อใช้ระบบสามเฟส เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดมีไว้สำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลผ่านสายไฟ และสามารถสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าที่ออกแบบเรียบง่ายและใช้งานง่ายได้

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส

ระบบที่ประกอบด้วยสามวงจรที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (EMF) เรียกว่าความถี่เดียวกัน EMF เหล่านี้จะถูกเลื่อนโดยสัมพันธ์กันในระยะหนึ่งในสาม แต่ละวงจรในระบบเรียกว่าเฟส ระบบทั้งหมดของกระแสสลับสามกระแสซึ่งมีการเปลี่ยนเฟสเรียกว่ากระแสสามเฟส

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกือบทั้งหมดที่ติดตั้งในโรงไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส การออกแบบผสมผสานสามอย่างในหนึ่งเดียว แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในพวกมันดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นจะถูกเลื่อนไปหนึ่งในสามของระยะเวลาที่สัมพันธ์กัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานอย่างไร?

เครื่องกำเนิดกระแสไฟสามเฟสมีเกราะสามชุดแยกกันซึ่งอยู่บนสเตเตอร์ของอุปกรณ์ พวกมันถูกชดเชยด้วย 1200 ระหว่างกัน ที่กึ่งกลางของอุปกรณ์ ตัวเหนี่ยวนำจะหมุนเหมือนกันกับเกราะสามตัว แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่เท่ากันเกิดขึ้นในแต่ละขดลวด อย่างไรก็ตามช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหล่านี้ผ่านศูนย์ในแต่ละขดลวดเหล่านี้จะถูกเลื่อนไป 1/3 ของช่วงเวลาเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำผ่านใกล้แต่ละขดลวด 1/3 ของเวลาช้ากว่าครั้งก่อน

ขดลวดทั้งหมดเป็นเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าอิสระและแหล่งพลังงานไฟฟ้า หากคุณต่อสายไฟเข้ากับปลายแต่ละขดลวด คุณจะได้วงจรอิสระสามวงจร ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้สายไฟหกสายเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าทั้งหมด อย่างไรก็ตามด้วยการเชื่อมต่อขดลวดอื่น ๆ เข้าด้วยกันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะใช้สายไฟ 3-4 เส้นซึ่งช่วยประหยัดสายไฟได้มาก

การเชื่อมต่อ - ดาว

ปลายของขดลวดทั้งหมดเชื่อมต่ออยู่ที่จุดหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งเรียกว่าจุดศูนย์ จากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อกับผู้บริโภคโดยใช้สายไฟสี่เส้น: สามเส้นเป็นสายไฟเชิงเส้นที่มาจากจุดเริ่มต้นของขดลวด 1, 2, 3 หนึ่งเส้นเป็นลวดศูนย์ (เป็นกลาง) ที่มาจากจุดศูนย์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบนี้เรียกอีกอย่างว่าสี่สาย

การเชื่อมต่อเดลต้า

ในกรณีนี้ปลายของขดลวดก่อนหน้าจะเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของขดลวดถัดไปจึงเกิดเป็นรูปสามเหลี่ยม เส้นลวดเชื่อมต่อกับจุดยอดของสามเหลี่ยม - จุดที่ 1, 2, 3 ด้วยการเชื่อมต่อนี้จึงเกิดขึ้นพร้อมกัน เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อแบบสตาร์ การเชื่อมต่อแบบเดลต้าจะลดแรงดันไฟฟ้าของสายประมาณ 1.73 เท่า ได้รับอนุญาตเฉพาะในกรณีที่โหลดของเฟสเท่ากัน มิฉะนั้นอาจเพิ่มขึ้นในขดลวดซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ผู้บริโภครายบุคคล (โหลด) ซึ่งใช้พลังงานจากสายไฟคู่แยกกันสามารถเชื่อมต่อเป็นรูปดาวหรือรูปสามเหลี่ยมได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือสถานการณ์ที่คล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า: เมื่อเชื่อมต่อด้วยเดลต้า โหลดจะอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น เมื่อเชื่อมต่อด้วยสตาร์ แรงดันไฟฟ้าจะน้อยกว่า 1.73 เท่า

แรงดันไฟฟ้า 3 เฟส คือ ระบบไฟฟ้ากำลังที่ใช้สาย 3 เฟส โดยมีการเปลี่ยนเฟส 120 องศา ช่วยให้มั่นใจได้ถึงสภาวะที่สม่ำเสมอสำหรับการใช้งานหลายประเภทและเพิ่มประสิทธิภาพ

การเกิดขึ้นของแนวคิดแรงดันไฟฟ้าสามเฟส

Dolivo-Dobrovolsky ถือเป็นบิดาแห่งแรงดันไฟฟ้าสามเฟสในรัสเซียและ Nikola Tesla ในส่วนที่เหลือของโลก เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับยุคของการปรากฏตัวของข้อพิพาทเกิดขึ้นในยุค 80 ของศตวรรษที่ 19 Nikola Tesla สาธิตมอเตอร์สองเฟสตัวแรกขณะทำงานให้กับบริษัทที่เขาติดตั้งระบบไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ความสนใจในปรากฏการณ์การใช้พลังงานไฟฟ้าของขนแมวในประเทศทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบสิ่งที่ยิ่งใหญ่ ขณะเดินอยู่ในสวนสาธารณะกับเพื่อน Nikola Tesla ตระหนักว่าเขาสามารถนำทฤษฎีสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนของ Arago ไปใช้จริงได้ และเขาต้องการ:

สองเฟส
การเลื่อนระหว่างพวกมันอยู่ที่มุม 90 องศา

เพื่อแสดงให้เห็นความสำคัญที่ยิ่งใหญ่ของการค้นพบนี้ เราสังเกตว่าหม้อแปลงของ Yablochkov ไม่ได้รับความนิยมจำนวนมากในเวลาที่กำหนด และการทดลองของฟาราเดย์เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กก็ถูกลืมไปอย่างปลอดภัย มีเพียงสูตรของกฎหมายเท่านั้นที่ถูกเขียนลงไป โลกไม่ต้องการที่จะรู้เกี่ยวกับ:

กระแสสลับ;
เฟส;
พลังงานปฏิกิริยา.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ) และไดนาโมแก้ไขแรงดันไฟฟ้าโดยใช้เครื่องสับเปลี่ยนทางกล อุตสาหกรรมไฟฟ้าทั้งหมดซึ่งยังขาดแคลนในขณะนั้นก็ซบเซาในลักษณะเดียวกัน เอดิสันเพิ่งเริ่มประดิษฐ์ ยังไม่มีใครรู้เรื่องนี้จริงๆ อย่างไรก็ตามในสหพันธรัฐรัสเซียพวกเขาเชื่อว่าอุปกรณ์ดังกล่าวถูกคิดค้นโดย Lodygin

ความคิดของเทสลาดูเป็นการปฏิวัติ แต่ยังไม่รู้ว่าจะรับสองเฟสด้วยการเปลี่ยนเฟสที่กำหนดได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์หนุ่มไม่ค่อยสนใจคำถามนี้ เขาอ่านเกี่ยวกับความสามารถในการพลิกกลับของเครื่องจักรไฟฟ้าและแสดงความมั่นใจว่าเขาสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างง่ายดายโดยการจัดวางขดลวดตามนั้น ไม่มีปัญหากับการขับขี่ ในตอนต้นของยุค 80 มีการใช้ไอน้ำอย่างแข็งขัน โมเดลสาธิตควรจะขับเคลื่อนด้วยไดนาโม

Tesla ไม่ได้กำหนดไว้ว่าจะได้รับความถี่ที่แน่นอน ไม่มีการวิจัยใด ๆ จำเป็นต้องทำให้โรเตอร์หมุน แนวคิดนี้เกิดขึ้นจริงผ่านแหวนสลิป ในเวลานั้น มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่านมีหน้าสัมผัสที่คล้ายกัน ข้อสรุปของ Tesla จึงไม่น่าแปลกใจ การอธิบายการเลือกจำนวนเฟสเป็นเรื่องที่น่าสนใจกว่า

ข้อดีของสามเฟส

นักทดลองร้องเสียงดังถึงข้อดีของสามเฟสมากกว่าสองเฟส แต่จำเป็นต้องมีคำอธิบาย ความคิดเกี่ยวกับประสิทธิภาพ แรงบิด ฯลฯ เข้ามาในหัวทันที แต่เทสลาวาดภาพหลายร้อยแบบลงในสมุดบันทึกของเขา แน่นอนว่าเขาสามารถจัดเรียงเสาเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่ต้องการได้ สรุปก็คือการออกแบบอุปกรณ์ไม่สำคัญ

ปัจจุบันแรงดันไฟฟ้า 380 V ถูกส่งผ่านสายไฟเพียงสามเส้นเท่านั้น สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ในเวอร์ชันดั้งเดิมของ Nikola Tesla ในปี พ.ศ. 2426 เอดิสันใช้ความพยายามอย่างมากในการพยายามใช้ลวดสามแกน เห็นได้ชัดว่าเขาได้ยินเกี่ยวกับการสาธิตที่จัดโดย Nikola Tesla และเข้าใจถึงอันตรายของสถานการณ์ ในโลกที่เจริญแล้ว กำไรหลักตกเป็นของเจ้าของสิทธิบัตร ทำไมนักประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงถึงนำวิศวกรที่มีความสามารถออกมา?

ตรรกะของ Edison นั้นง่ายมาก ผู้ใช้จะเห็นว่าสายเคเบิลแบบ 3 คอร์มีราคาถูกกว่าสายเคเบิลแบบ 4 คอร์ และจะปฏิเสธที่จะใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่ของ Nikola Tesla เป็นเรื่องง่ายที่จะคาดเดาว่าแผนการอันชาญฉลาดของผู้ประดิษฐ์ฐานหลอดไส้ล้มเหลว และปังด้วย และความผิดก็คือ... โดลิโว-โดโบรโวลสกี้ ระบบของนิโคลา เทสลาต้องใช้สายไฟสี่เส้นเพื่อสร้างสองเฟส ในเวลาเดียวกัน Dolivo-Dobrovolsky เสนอให้ส่งพลังงานมากขึ้นผ่านทางสาม

ประเด็นที่นี่คือความสมมาตร แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น 380 V มีทางเลือกให้เลือกทุกช่วงเวลา ตัวอย่างเช่น กระแสจากเฟสแรกสามารถไหลไปยังเฟสที่สองหรือสามได้ ขึ้นอยู่กับการมีศักยภาพที่เหมาะสม ผลลัพธ์ที่ได้คือความสมดุล หากคุณรวมสองขั้นตอนของระบบของ Nikola Tesla เข้าด้วยกัน คุณจะได้น้ำสลัดวิเนเกรตต์ เป็นผลให้อนุญาตให้ลบความเป็นกลางในระบบ Dolivo-Dobrovolsky ได้หากโหลดมีความสมมาตรซึ่งมักเกิดขึ้นในทางปฏิบัติ

เป็นผลให้ได้รับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นระหว่างสายไฟซึ่งจะช่วยลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแต่ละสายด้วยกำลังเท่ากัน นอกจากนี้ บางครั้งคุณสามารถใช้เพียงสามบรรทัดเท่านั้น ซึ่งใช้ได้กับองค์กรส่วนใหญ่ ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดเมื่อสร้างสถานีไฟฟ้าย่อยในพื้นที่: ความเป็นกลางของขดลวดทุติยภูมิจะต่อสายดินทันที ไม่จำเป็นต้องดึงสายไฟพิเศษจากสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ เหตุผลเหล่านี้กลายเป็นข้อดีของเครือข่ายแรงดันไฟฟ้าสามเฟสซึ่งมีความโดดเด่นในปัจจุบัน สายเทสลาสามารถอัพเกรดเป็นสามเฟสได้อย่างง่ายดาย

สาเหตุที่ทำให้เอดิสันสูญเสีย

มักมีความเห็นว่าระบบของ Tesla ดีขึ้น ดังนั้น Edison จึงพ่ายแพ้ เป็นการยากที่จะบอกว่าเสียเงินไปกี่ดอลลาร์ แต่ตามมาตรฐานสมัยใหม่เขาโกง Nikola ไป 4.5 ล้านดอลลาร์ เงินเฟ้อ! ผู้เขียนมีแนวโน้มที่จะเชื่อว่าเอดิสันมาถูกทางแล้ว นิโคลา เทสลา สามารถพิสูจน์ข้อดีของกระแสตรงได้ ตัวอย่างเช่น อย่างหลังมีแนวโน้มที่จะเกิดโคโรนาน้อยกว่าบนสายไฟ

วันนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการส่งกระแสตรงในระยะทางไกลมีผลกำไรมากกว่า ซึ่งไม่รวมค่ารีแอกแตนซ์ของเครือข่าย - ตัวเหนี่ยวนำและความจุ - จากการพิจารณา ซึ่งช่วยลดพลังงานปฏิกิริยาที่ไม่เสถียรลงอย่างมาก ศตวรรษที่ 21 อาจกลายเป็นการเกิดครั้งที่สองของกระแสตรงสำหรับการส่งสัญญาณในระยะทางไกล แต่การที่เอดิสันไม่สามารถถ่ายโอนพลังงานได้ทำให้เกิดเสียงหัวเราะ Tesla มีสิทธิ์ที่จะช่วยเหลือ อุปกรณ์ DC ในปัจจุบันก็จะถูกใช้บนพื้นฐานที่เท่าเทียมกับผู้ใช้ไฟ AC สำหรับมอเตอร์สับเปลี่ยนจะดีกว่า - ประสิทธิภาพและแรงบิดเพิ่มขึ้น

ปรากฎว่าการส่งกระแสตรงมีประโยชน์ เอดิสันไม่สามารถหาวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมได้ เขาพยายามดำเนินการอย่างเร่งรีบโดยไม่พุ่งไปทางด้านหลัง เอดิสันเป็นผู้ประกอบวิชาชีพอย่างแท้จริง และไม่รู้วิธีค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาดเช่นตัวแปลง แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกเครื่องในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มีเครื่องสับเปลี่ยนในตัวเพื่อการแก้ไข สิ่งที่เหลืออยู่คือการเชื่อมต่อกับสายและดำเนินการแปลงในด้านรับ นั่นคือทั้งหมด! Nikola ลงโทษเอดิสันอย่างชาญฉลาดโดยพิสูจน์ให้เห็นถึงการมีอยู่ในโลกของพลังบางอย่างที่ควบคุมวิถีแห่งประวัติศาสตร์

เลือกกระแสสลับเนื่องจากมีวิธีการส่งสัญญาณที่ทรงพลัง เรากำลังพูดถึงหม้อแปลงไฟฟ้า ออกแบบครั้งแรกในปี 1831 (หรือก่อนหน้านั้น) โดย Michael Faraday องค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ของเทคโนโลยีสมัยใหม่นี้ยังคงไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร ไฮน์ริช รุมคอร์ฟฟ์กลับมาสนใจอุปกรณ์นี้ในอีกสิบห้าปีต่อมา โดยใช้ไดนาโมเพื่อปล่อยประจุในช่องว่างประกายไฟ หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพช่วยเพิ่มเอฟเฟกต์อย่างมาก สิ่งนี้เปิดทางให้นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองโดยตรง แต่แก่นแท้ของการเปลี่ยนแปลงไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร

นักวิทยาศาสตร์ยังคงยืนกรานในการทำงานเกี่ยวกับกระแสตรงแทน โดยการสร้างเครื่องยนต์ อุปกรณ์ให้แสงสว่าง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้กับมัน เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเมื่อทราบถึงความสามารถในการพลิกกลับของเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ พวกเขาไม่ได้รู้วิธีสร้างมอเตอร์แบบขั้วเดียวซึ่งใช้ในเครื่องผสมและเครื่องปั่นแบบมือถือในปัจจุบัน ที่จริงแล้วมอเตอร์ในครัวเรือนเป็นแบบเฟสเดียว และมีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง

เรามาชี้ให้เห็นข้อได้เปรียบโดยนัย DC มีขีดจำกัดความปลอดภัยที่สูงกว่า ดูเหมือนว่าเป็นไปได้ที่จะทำให้เครือข่ายอุตสาหกรรมไม่เป็นอันตรายต่อผู้คน ให้เราพิจารณาข้อความโดยละเอียดมากขึ้น ข้อโต้แย้งไม่ชัดเจนสำหรับผู้อ่านที่ไม่มีประสบการณ์

ทำไม DC ถึงปลอดภัยกว่า

ช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์กล่าวว่าไฟฟ้าช็อต 220 โวลต์ไม่อันตรายเกินไปสิ่งสำคัญคืออย่าให้แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสามเฟสติด มีรากสูงกว่าประมาณสามเท่า (ภายใน 1.7) เชิงเส้นคือแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองเฟส เนื่องจากการเลื่อนระหว่าง 120 องศา ทำให้ได้เอฟเฟกต์ที่น่าสนใจนี้ คนโง่เขลาถามว่าการเปลี่ยนแปลง 90 องศาแตกต่างกันอย่างไร คำตอบได้รับไว้ตั้งแต่ต้น - ทั้งสามเฟสประกอบกันเป็นระบบสมมาตร ด้วยออฟเซ็ต 90 จำเป็นต้องมีสี่อัน

เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าแต่ละสายถูกป้อนทีละขั้ว ซึ่งช่วยให้สร้างแรงดันไฟฟ้าได้ง่ายขึ้นอย่างมากเมื่อต้องใช้กำลังไฟสูง ตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์ลากจูงของเรือกลไฟ ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนแรงอย่างราบรื่นอย่างยิ่ง และจำเป็นต้องใช้การหมุนเพลา บังเอิญว่าสามหรือหกเสายังไม่เพียงพอ มีเพียงมอเตอร์สะสมของเครื่องดูดฝุ่นเท่านั้นที่ต้องการมอเตอร์สองตัว

ดังนั้นจึงมี 308 V ระหว่างเฟส ดูปลอดภัยหากคุณเพิ่มความถี่สายส่งเป็น 700 Hz เทสลาพบว่าจากค่าที่ระบุ ผลกระทบของผิวหนังปรากฏชัดเจน กระแสไฟไม่ทะลุลึกเข้าไปในร่างกาย ดังนั้นจึงไม่ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์สาธิตลิ้นของสายฟ้าบนร่างกายด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่ามากและบอกว่าสิ่งนี้ดีต่อสุขภาพและทำความสะอาดผิวด้วย

ไม่ได้ใช้งานความถี่ 700 Hz (หรือสูงกว่า) - ในขณะเดียวกัน การสูญเสียของหม้อแปลงก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก ในขณะที่มีการตัดสินใจเกี่ยวกับการจัดอันดับของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ AC แห่งแรก ไม่มีการพัฒนาในการผลิตวัสดุไฟฟ้า เราขอแนะนำให้คุณอ่านเพิ่มเติมในหัวข้อ ไม่จำเป็นต้องทำซ้ำข้อมูล เนื่องจากขาดวัสดุที่จำเป็น การสูญเสียการกลับตัวของสนามแม่เหล็กจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น วันนี้สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้เกิดปัญหาในระดับเทคโนโลยี

ความยากลำบากเกิดขึ้น - การป้องกัน ในช่วงหลายปีที่มีความพยายามถ่ายโอนพลังงานครั้งแรก ยังไม่ทราบถึงรังสี วิทยุก้าวแรกในยุค 90 ของศตวรรษที่ 19 ในความเป็นจริงความถี่ที่เพิ่มขึ้นนั้นมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานออกสู่อวกาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และสายไฟจำเป็นต้องหุ้มฉนวน ซึ่งมีราคาแพงและต้องใช้ไดอิเล็กตริกที่ทรงพลัง ไม่ใช่ความจริงที่ว่าเครือข่ายสมัยใหม่จะสามารถแก้ไขปัญหาได้

เทสลาเสนอให้ส่งพลังงานผ่านอีเทอร์ เหตุใด Wardenclyffe จึงสร้างหอคอยแห่งนี้ แต่... นักอุตสาหกรรมกลับสนใจที่จะขายทองแดงสำหรับการผลิตสายไฟและบนพื้นฐานนี้จึงปฏิเสธที่จะให้ทุนแก่นักวิทยาศาสตร์ แต่สิ่งสำคัญคือถึงเวลาที่แรงดันไฟฟ้าสามเฟสจะหายไปหรือจะได้มาจากตัวแปลงและ Tesla เองก็จะให้คำตอบว่าต้องทำอย่างไร

แม่นยำยิ่งขึ้น คำตอบจะได้รับจากสิทธิบัตรและแนวคิดมากมายของนักประดิษฐ์ ไม่ใช่เพื่ออะไรเลยที่บันทึกดังกล่าวถูกยึดทันทีหลังจากการเสียชีวิตของนักวิทยาศาสตร์และถูกจำแนกอย่างระมัดระวัง เราขอแนะนำให้คุณเริ่มเรียน ถึงเวลาที่จะฝันว่ารถยนต์จะวิ่งด้วยน้ำมันพืชโดยไม่สร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยควันและควันที่น่าขยะแขยง โปรดทราบว่าความลับทั้งหมดอยู่บนพื้นผิวและกำลังรอผู้ที่ต้องการเปิดเผย บางทีผู้อ่านคนใดคนหนึ่งอาจจะทำสิ่งนี้ได้ก่อน?

ไม่ใช่คนทั่วไปทุกคนที่เข้าใจว่าวงจรไฟฟ้าคืออะไร ในอพาร์ทเมนต์เป็นเฟสเดียว 99% โดยที่กระแสไหลไปยังผู้บริโภคผ่านสายหนึ่งและส่งกลับผ่านอีกสายหนึ่ง (ศูนย์) เครือข่ายสามเฟสคือระบบสำหรับส่งกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟสามสายและส่งกลับทีละตัว ที่นี่สายส่งคืนไม่ได้โอเวอร์โหลดเนื่องจากการเลื่อนเฟสของกระแส ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยไดรฟ์ภายนอก

การเพิ่มขึ้นของโหลดในวงจรทำให้กระแสไหลผ่านขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ส่งผลให้สนามแม่เหล็กต้านทานการหมุนของเพลาขับได้มากขึ้น จำนวนรอบเริ่มลดลงและสั่งให้มีกำลังขับเคลื่อนเพิ่มขึ้น เช่น โดยการจ่ายเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในมากขึ้น ความเร็วกลับคืนมาและมีการผลิตไฟฟ้ามากขึ้น

ระบบสามเฟสประกอบด้วย 3 วงจรที่มี EMF ที่มีความถี่เท่ากันและการเปลี่ยนเฟส 120°

คุณสมบัติของการเชื่อมต่อไฟฟ้าเข้ากับบ้านส่วนตัว

หลายคนเชื่อว่าเครือข่ายสามเฟสในบ้านจะช่วยเพิ่มการใช้พลังงาน ในความเป็นจริงขีด จำกัด ถูกกำหนดโดยองค์กรการไฟฟ้าและถูกกำหนดโดยปัจจัยต่อไปนี้:

ความสามารถของซัพพลายเออร์
จำนวนผู้บริโภค
สภาพของสายและอุปกรณ์

เพื่อป้องกันแรงดันไฟกระชากและเฟสไม่สมดุล ควรโหลดให้เท่ากัน การคำนวณระบบสามเฟสเป็นการประมาณเนื่องจากไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าอุปกรณ์ใดจะเชื่อมต่อในช่วงเวลาที่กำหนด การมีอุปกรณ์พัลซิ่งอยู่ในปัจจุบันทำให้มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในระหว่างการสตาร์ทเครื่อง

แผงจำหน่ายไฟฟ้าสำหรับการเชื่อมต่อแบบสามเฟสมีขนาดใหญ่กว่าแผงจ่ายไฟฟ้าแบบเฟสเดียว มีตัวเลือกต่างๆ ที่เป็นไปได้ด้วยการติดตั้งแผงป้อนข้อมูลขนาดเล็ก และส่วนที่เหลือทำจากพลาสติกสำหรับแต่ละเฟสและสำหรับสิ่งปลูกสร้าง

การเชื่อมต่อกับสายหลักดำเนินการโดยใช้สายใต้ดินและสายเหนือศีรษะ ให้ความสำคัญกับสิ่งหลังเนื่องจากมีงานน้อย ค่าเชื่อมต่อต่ำ และความง่ายในการซ่อม

ปัจจุบันการต่ออากาศโดยใช้ลวดหุ้มฉนวนรองรับตัวเอง (SIP) เป็นวิธีที่สะดวก หน้าตัดขั้นต่ำของแกนอะลูมิเนียมคือ 16 มม. 2 ซึ่งเพียงพอสำหรับบ้านส่วนตัว

SIP ติดอยู่กับส่วนรองรับและผนังบ้านโดยใช้ขายึดพร้อมที่หนีบ การเชื่อมต่อกับสายเหนือศีรษะหลักและสายอินพุตเข้ากับแผงไฟฟ้าของบ้านทำด้วยแคลมป์เจาะกิ่ง สายเคเบิลถูกยึดด้วยฉนวนที่ไม่ติดไฟ (VVGng) และผ่านท่อโลหะที่เสียบเข้าไปในผนัง

การเชื่อมต่ออากาศของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสที่บ้าน

หากอยู่ห่างจากส่วนรองรับที่ใกล้ที่สุดจำเป็นต้องติดตั้งเสาอื่นมากกว่า นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดภาระที่ทำให้สายไฟหย่อนหรือหัก

ความสูงของจุดเชื่อมต่อคือ 2.75 ม. ขึ้นไป

ตู้จำหน่ายไฟฟ้า

การเชื่อมต่อกับเครือข่ายสามเฟสเป็นไปตามโครงการโดยผู้บริโภคภายในบ้านแบ่งออกเป็นกลุ่ม:

แสงสว่าง;
ซ็อกเก็ต;
แยกอุปกรณ์อันทรงพลังออกจากกัน

โหลดบางรายการสามารถตัดการเชื่อมต่อเพื่อซ่อมแซมในขณะที่โหลดอื่นๆ กำลังทำงานอยู่

คำนวณพลังของผู้บริโภคสำหรับแต่ละกลุ่มโดยเลือกลวดของหน้าตัดที่ต้องการ: 1.5 มม. 2 - สำหรับไฟส่องสว่าง, 2.5 มม. 2 - สำหรับซ็อกเก็ตและสูงสุด 4 มม. 2 - สำหรับอุปกรณ์ที่ทรงพลัง

การเดินสายได้รับการปกป้องจากการลัดวงจรและการโอเวอร์โหลดโดยเบรกเกอร์วงจร

มิเตอร์ไฟฟ้า

สำหรับแผนการเชื่อมต่อใด ๆ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์วัดแสง สามารถเชื่อมต่อมิเตอร์ 3 เฟสเข้ากับเครือข่ายโดยตรง (การเชื่อมต่อโดยตรง) หรือผ่านหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (กึ่งทางอ้อม) โดยที่การอ่านมิเตอร์จะคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์

สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามลำดับการเชื่อมต่อ โดยที่เลขคี่เป็นกำลังและเลขคู่เป็นโหลด สีของสายไฟระบุไว้ในคำอธิบาย และแผนภาพจะอยู่ที่ฝาหลังของอุปกรณ์ อินพุตและเอาต์พุตที่สอดคล้องกันของมิเตอร์ 3 เฟสจะแสดงด้วยสีเดียวกัน ลำดับการเชื่อมต่อที่พบบ่อยที่สุดคือเมื่อเฟสมาก่อนและสายสุดท้ายเป็นศูนย์

มิเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงแบบ 3 เฟสสำหรับบ้านมักจะได้รับการออกแบบให้มีกำลังสูงถึง 60 กิโลวัตต์

ก่อนที่จะเลือกแบบจำลองภาษีหลายอัตรา คุณควรประสานงานปัญหากับบริษัทจัดหาพลังงาน อุปกรณ์สมัยใหม่ที่มีตัวเก็บภาษีทำให้สามารถคำนวณค่าไฟฟ้าขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน ลงทะเบียนและบันทึกค่าพลังงานเมื่อเวลาผ่านไป

การอ่านอุณหภูมิของอุปกรณ์จะถูกเลือกให้กว้างที่สุด โดยเฉลี่ยจะมีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -20 ถึง +50 °C อายุการใช้งานของอุปกรณ์ถึง 40 ปีโดยมีช่วงการสอบเทียบ 5-10 ปี

มิเตอร์เชื่อมต่ออยู่หลังเบรกเกอร์วงจรสามหรือสี่ขั้วอินพุต

โหลดสามเฟส

ผู้บริโภค ได้แก่ หม้อต้มน้ำไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ข้อดีของการใช้คือการกระจายโหลดที่สม่ำเสมอในแต่ละเฟส หากเครือข่ายสามเฟสมีโหลดกำลังสูงเฟสเดียวที่เชื่อมต่อไม่เท่ากัน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ความไม่สมดุลของเฟสได้ ในเวลาเดียวกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็เริ่มทำงานผิดปกติและไฟส่องสว่างก็หรี่ลง

แผนภาพการเชื่อมต่อของมอเตอร์สามเฟสกับเครือข่ายสามเฟส

การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสนั้นโดดเด่นด้วยประสิทธิภาพและประสิทธิภาพสูง ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สตาร์ทเพิ่มเติมที่นี่ สำหรับการใช้งานตามปกติ สิ่งสำคัญคือต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์อย่างถูกต้องและปฏิบัติตามคำแนะนำทั้งหมด

แผนภาพการเชื่อมต่อของมอเตอร์สามเฟสกับเครือข่ายสามเฟสจะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนโดยมีขดลวดสามเส้นเชื่อมต่อกันในรูปดาวหรือเดลต้า

แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง วงจรสตาร์ช่วยให้เครื่องยนต์สตาร์ทได้อย่างราบรื่น แต่กำลังลดลงถึง 30% การสูญเสียนี้หายไปในวงจรเดลต้า แต่โหลดปัจจุบันจะมากกว่ามากเมื่อสตาร์ทเครื่อง

มอเตอร์มีกล่องเชื่อมต่อซึ่งมีขั้วต่อขดลวดอยู่ หากมีสามอันแสดงว่าวงจรเชื่อมต่อด้วยดาวเท่านั้น ด้วยขั้วต่อ 6 ขั้ว ทำให้สามารถเชื่อมต่อมอเตอร์ได้ทุกรูปแบบ

การใช้พลังงาน

เป็นสิ่งสำคัญที่เจ้าของบ้านจะต้องรู้ว่าใช้พลังงานไปเท่าใด คำนวณได้ง่ายสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด เมื่อบวกกำลังทั้งหมดแล้วหารผลลัพธ์ด้วย 1,000 เราจะได้ปริมาณการใช้ทั้งหมด เช่น 10 kW สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน เฟสเดียวก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตามการบริโภคในปัจจุบันเพิ่มขึ้นอย่างมากในบ้านส่วนตัวที่มีอุปกรณ์อันทรงพลัง อุปกรณ์หนึ่งเครื่องสามารถมีได้ 4-5 กิโลวัตต์

สิ่งสำคัญคือต้องวางแผนการใช้พลังงานของเครือข่ายสามเฟสในขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันและกระแสมีความสมมาตร

ลวดสี่เส้นที่มีสามเฟสและความเป็นกลางเข้ามาในบ้าน แรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าอยู่ระหว่างเฟสกับสายนิวทรัลที่เครื่องใช้ไฟฟ้าเชื่อมต่ออยู่ นอกจากนี้อาจมีโหลดสามเฟสด้วย

การคำนวณพลังงานของเครือข่ายสามเฟสดำเนินการในส่วนต่างๆ ขั้นแรก ขอแนะนำให้คำนวณโหลดสามเฟสล้วนๆ เช่น หม้อต้มน้ำไฟฟ้า 15 กิโลวัตต์ และมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส 3 กิโลวัตต์ กำลังไฟฟ้าทั้งหมดจะเป็น P = 15 + 3 = 18 kW ในกรณีนี้ กระแส I = Px1000/(√3xUxcosϕ) ไหลในสายเฟส สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือน cosϕ = 0.95 เมื่อแทนค่าตัวเลขลงในสูตรเราจะได้ค่าปัจจุบัน I = 28.79 A.

ตอนนี้คุณต้องกำหนดโหลดแบบเฟสเดียว ปล่อยให้เป็น P A = 1.9 kW, P B = 1.8 kW, P C = 2.2 kW สำหรับเฟส โหลดแบบผสมถูกกำหนดโดยการรวมและมีค่าเท่ากับ 23.9 kW กระแสสูงสุดจะเป็น I = 10.53 A (เฟส C) เมื่อบวกเข้ากับกระแสจากโหลดสามเฟสเราจะได้ I C = 39.32 A กระแสในเฟสที่เหลือจะเป็น I B = 37.4 kW, I A = 37.88 A.

เมื่อคำนวณกำลังของเครือข่ายสามเฟส จะสะดวกในการใช้ตารางกำลังโดยคำนึงถึงประเภทของการเชื่อมต่อ

สะดวกในการเลือกเบรกเกอร์และกำหนดหน้าตัดสายไฟ

บทสรุป

ด้วยการออกแบบและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม เครือข่ายสามเฟสจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับบ้านส่วนตัว ช่วยให้คุณสามารถกระจายโหลดระหว่างเฟสได้อย่างเท่าๆ กัน และเชื่อมต่อกับผู้ใช้ไฟฟ้าเพิ่มเติม หากหน้าตัดสายไฟอนุญาต

ผู้มาใหม่สู่โลกแห่งไฟฟ้าและเจ้าของบ้านบางครั้งอาจมีคำถามว่าสายไฟในครัวเรือนมีอะไรบ้าง เนื่องจากจำเป็นต้องซ่อมแซมเครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิด

ในสถานการณ์ที่เกิดขึ้น ลำดับความสำคัญสูงสุดของอาจารย์ควรเป็นไปตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัย ไม่ใช่การแสดงทักษะและความสามารถที่ประยุกต์ใช้ ความรู้เกี่ยวกับกฎเบื้องต้นของการทำงานของกระแสไฟฟ้าและกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนจะไม่เพียงช่วยรับมือกับความผิดปกติส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้กระบวนการนี้ปลอดภัยที่สุดด้วย

นักออกแบบและวิศวกรทำทุกอย่างที่เป็นไปได้เพื่อป้องกันอุบัติเหตุเมื่อทำงานโดยใช้ไฟฟ้าในบ้าน หน้าที่ของผู้บริโภคคือปฏิบัติตามมาตรฐานที่กำหนด

กระแสเฟสเดียว
กระแสสองเฟส
กระแสสามเฟส

กระแสเฟสเดียว

กระแสสลับซึ่งได้จากการหมุนตัวนำหรือระบบของตัวนำที่ต่อเป็นขดลวดเส้นเดียวในฟลักซ์แม่เหล็ก เรียกว่า กระแสสลับเฟสเดียว.

ตามกฎแล้วจะใช้สายไฟ 2 เส้นเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าเฟสเดียว เรียกว่าเฟสและศูนย์ตามลำดับ แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟเหล่านี้คือ 220 V

แหล่งจ่ายไฟเฟสเดียว. กระแสเฟสเดียวสามารถเชื่อมต่อกับผู้บริโภคได้สองวิธี: 2 สายและ 3 สาย ในสายแรก (สองสาย) จะใช้สายไฟสองเส้นเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเฟสเดียว อันหนึ่งส่งกระแสเฟส ส่วนอีกอันมีไว้สำหรับสายนิวทรัล ดังนั้นจึงมีการจ่ายไฟให้กับบ้านเกือบทั้งหมดที่สร้างขึ้นในอดีตสหภาพโซเวียต ในวิธีที่สองสำหรับการสรุป กระแสเฟสเดียว- เพิ่มสายอื่น สายนี้เรียกว่าสายดิน (PE) ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันไฟฟ้าช็อตต่อบุคคลตลอดจนเพื่อระบายกระแสรั่วไหลและป้องกันไม่ให้อุปกรณ์แตกหัก

กระแสไฟสองเฟส

กระแสไฟฟ้าสองเฟสคือชุดของกระแสเฟสเดียวสองกระแสที่ถูกเลื่อนในเฟสสัมพันธ์กันด้วยมุม Pi2 หรือ 90 °

ตัวอย่างที่ชัดเจนของการก่อตัวของกระแสสองเฟส- ลองใช้ขดลวดเหนี่ยวนำสองตัวแล้วจัดเรียงไว้ในที่ว่างเพื่อให้แกนของพวกมันตั้งฉากกันหลังจากนั้นเราก็จ่ายไฟให้กับระบบคอยส์ กระแสสองเฟสเป็นผลให้เราได้รับฟลักซ์แม่เหล็กสองตัวในระบบ เวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ส่งผลให้สนามแม่เหล็กหมุนปรากฏขึ้น โรเตอร์ที่มีขดลวดที่ทำในรูปแบบของ "ล้อกระรอก" ลัดวงจรหรือกระบอกโลหะบนเพลาจะหมุนเพื่อขับเคลื่อนกลไก

พวกเขาส่ง กระแสสองเฟสใช้สายไฟสองเส้น: สองเฟสและสองเส้นที่เป็นกลาง

กระแสไฟสามเฟส

ระบบวงจรไฟฟ้าสามเฟสเรียกว่าระบบที่ประกอบด้วยสามวงจรซึ่งมี EMF สลับกันที่มีความถี่เท่ากัน โดยเลื่อนไปในเฟสสัมพันธ์กัน 1/3 ของคาบ (φ = 2π/3) แต่ละวงจรของระบบดังกล่าวเรียกสั้น ๆ ว่าเฟส และระบบของกระแสสลับแบบเปลี่ยนเฟสสามเฟสในวงจรดังกล่าวเรียกง่ายๆ ว่ากระแสสามเฟส กระแสไฟฟ้าสามเฟสถ่ายทอดได้ง่ายในระยะทางไกล สายเฟสคู่ใด ๆ มีแรงดันไฟฟ้า 380 V คู่หนึ่ง - สายเฟสและสายกลาง - มีแรงดันไฟฟ้า 220 V

การกระจาย กระแสไฟสามเฟสสำหรับอาคารที่พักอาศัยทำได้สองวิธี: 4 สายและ 5 สาย การเชื่อมต่อสี่สายทำด้วยสามเฟสและสายกลางหนึ่งเส้น หลังจากแผงจำหน่ายสายไฟสองเส้นจะถูกนำมาใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับปลั๊กไฟและสวิตช์ - หนึ่งในเฟสและศูนย์ แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟเหล่านี้จะเป็น 220V

การเชื่อมต่อห้าสายของกระแสสามเฟส - เพิ่มสายดินป้องกัน (PE) เข้ากับวงจร ในเครือข่ายสามเฟส เฟสจะต้องโหลดเท่ากันที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มิฉะนั้นอาจเกิดความไม่สมดุลของเฟสได้ การเดินสายไฟฟ้าแบบใดในบ้านเป็นตัวกำหนดว่าสามารถรวมอุปกรณ์ไฟฟ้าใดบ้าง ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องต่อสายดินหากอุปกรณ์กำลังสูงเชื่อมต่อกับเครือข่าย - ตู้เย็น, เตา, เครื่องทำความร้อน, เครื่องใช้ในครัวเรือนอิเล็กทรอนิกส์ - คอมพิวเตอร์, โทรทัศน์, อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำ - อ่างจากุซซี่, ฝักบัว (น้ำเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า) กระแสไฟฟ้าสามเฟสเป็นสิ่งจำเป็นในการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ (เกี่ยวข้องกับบ้านส่วนตัว)

การเดินสายไฟฟ้าในครัวเรือน.

เริ่มแรกผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า จากนั้นผ่านโครงข่ายไฟฟ้าอุตสาหกรรม จะเข้าสู่สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งแรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็น 380 โวลต์ การเชื่อมต่อของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์นั้นทำตามวงจร "ดาว": หน้าสัมผัสสามอันเชื่อมต่อกับจุดร่วม "0" และอีกสามอันที่เหลือเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล "A", "B" และ “ค” ตามลำดับ เพื่อความชัดเจนจึงมีรูปภาพมาให้

หน้าสัมผัสรวม "0" เชื่อมต่อกับลูปกราวด์ของสถานีย่อย นอกจากนี้ศูนย์ยังแบ่งออกเป็น:

ศูนย์การทำงาน (แสดงเป็นสีน้ำเงินในภาพ)
ตัวนำ PE ทำหน้าที่ป้องกัน (เส้นสีเหลืองเขียว)

ศูนย์และ ขั้นตอนปัจจุบันจากเอาต์พุตของหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์จะถูกส่งไปยังแผงจำหน่ายของอาคารที่พักอาศัย ระบบสามเฟสที่เกิดขึ้นจะกระจายไปตามแผงที่ทางเข้า ในที่สุดแรงดันไฟฟ้าเฟส 220 V และตัวนำ PE ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันจะเข้าสู่อพาร์ตเมนต์

แล้วอะไรคือศูนย์? ศูนย์คือตัวนำกระแสไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกราวด์กราวด์ของหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์และทำหน้าที่สร้างโหลดจากเฟสปัจจุบันที่เชื่อมต่อกับปลายด้านตรงข้ามของขดลวดหม้อแปลง นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่า "ศูนย์ป้องกัน" - นี่คือหน้าสัมผัส PE ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ทำหน้าที่ระบายกระแสเมื่อเกิดความผิดปกติทางเทคนิคในวงจร

วิธีการเชื่อมต่ออาคารที่พักอาศัยเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าของเมืองนี้ได้รับการพิสูจน์มานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ก็ยังไม่เหมาะ บางครั้งความผิดปกติอาจปรากฏในระบบข้างต้น ส่วนใหญ่มักเกี่ยวข้องกับคุณภาพการเชื่อมต่อที่ไม่ดีในบางส่วนของวงจรหรือการแตกหักของสายไฟฟ้า

จะเกิดอะไรขึ้นในศูนย์และเฟสเมื่อสายไฟขาด

สายไฟขาดมักเกิดจากการละเลยเบื้องต้นของช่าง โดยลืมเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บางอย่างในบ้าน เฟสปัจจุบันหรือศูนย์ - ง่ายเหมือนปลอกลูกแพร์ นอกจากนี้ มักมีกรณีของภาวะเหนื่อยหน่ายเป็นศูนย์บนแผงปิดเนื่องจากมีภาระในระบบสูง

หากการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านกับแผงขาด อุปกรณ์นี้จะหยุดทำงาน - เนื่องจากวงจรไม่ได้ปิด ในกรณีนี้ไม่สำคัญว่าสายไฟเส้นไหนจะขาด - ศูนย์ หรือ .

สถานการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อสังเกตช่องว่างระหว่างแผงจำหน่ายของอาคารอพาร์ตเมนต์และแผงทางเข้าเฉพาะ - อพาร์ทเมนท์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับแผงทางเข้าจะถูกตัดการเชื่อมต่อ

สถานการณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้นไม่ก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงและไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ มีความเกี่ยวข้องกับการแตกหักของตัวนำเพียงตัวเดียวและไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อความปลอดภัยของเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือผู้คนในอพาร์ตเมนต์

สถานการณ์ที่อันตรายที่สุดคือการหายไปของการเชื่อมต่อระหว่างลูปกราวด์ของสถานีย่อยและจุดกึ่งกลางที่เชื่อมต่อโหลดของแผงไฟฟ้าในบ้าน

ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านวงจร AB, BC, CA และแรงดันไฟฟ้ารวมของวงจรเหล่านี้คือ 380 V ในเรื่องนี้สถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์และอันตรายจะเกิดขึ้น - อาจไม่มีแรงดันไฟฟ้าเลยในวงจรเดียว แผงไฟฟ้าตามที่เจ้าของอพาร์ทเมนต์เห็นว่าจำเป็นต้องปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าและอีกอันจะมีไฟฟ้าแรงสูงประมาณ 380 โวลต์ ซึ่งจะทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่เสียหาย เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคือ 240 โวลต์

แน่นอนว่าสถานการณ์ดังกล่าวสามารถป้องกันได้ - มีวิธีป้องกันไฟกระชากที่ค่อนข้างแพง ผู้ผลิตบางรายสร้างสิ่งเหล่านี้ไว้ในอุปกรณ์ของตน

วิธีกำหนดศูนย์และเฟสด้วยตัวเอง

ในการกำหนดศูนย์และเฟสของกระแสนั้นมีไขควงทดสอบพิเศษ

ทำงานบนหลักการส่งกระแสแรงดันต่ำผ่านตัวผู้ใช้ ไขควงประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้:

เคล็ดลับสำหรับการเชื่อมต่อกับศักย์เฟสของซ็อกเก็ต
ตัวต้านทานที่ลดแอมพลิจูดของกระแสไฟฟ้าให้ถึงขีดจำกัดที่ปลอดภัย
LED ที่สว่างขึ้นเมื่อมีศักยภาพ ขั้นตอนปัจจุบันในห่วงโซ่;
หน้าสัมผัสแบบเรียบเพื่อสร้างวงจรผ่านตัวผู้ปฏิบัติงาน

หลักการทำงานกับไขควงทดสอบแสดงไว้ในภาพด้านล่าง

นอกจากการทดสอบไขควงแล้ว ยังมีวิธีอื่นในการพิจารณาว่าหน้าสัมผัสของซ็อกเก็ตเชื่อมต่ออยู่ที่ใดและเป็นศูนย์ ช่างไฟฟ้าบางคนชอบใช้เครื่องทดสอบที่แม่นยำกว่าโดยใช้ในโหมดโวลต์มิเตอร์