Жалғыз фазалы электр қуаты таратуы

Кіріспе

Электр қуатын тарату түрі

Электр техникасында бір фазалы электр қуаты (қысқаша 1φ) – электр қуатының барлық кернеулері бірдей үлгіде өзгеретін жүйе арқылы ауыспалы токтың электр қуатын тарату. Бір фазалы тарату көбінесе жарықтандыру және жылыту жүктемелері басым болғанда, аз ғана үлкен электр моторлары қолданылатын жағдайларда пайдаланылады. Ауыспалы ток электр моторына қосылған бір фазалы қуат айналмалы магниттік өріс жасамайды; бір фазалы моторлар іске қосу үшін қосымша тізбектерді (конденсаторлы іске қосу моторы) қажет етеді, және мұндай моторлар 10 кВт-тан аспайтын қуаттылықта жиі кездеседі. Бір фазалы жүйенің кернеуі әрбір циклда екі рет максималды мәнге жететіндіктен, қуаттың лездегі мәні тұрақты болмайды. Бір фазалы қуат жүйелерінің стандартты жиіліктері 50 немесе 60 Гц құрайды. Арнайы бір фазалы көліктік электр желілері электр теміржолдарын қуаттандыру үшін 16,67 Гц немесе басқа жиіліктерде жұмыс істей алады.

Қолданбалар

Солтүстік Америкада 100 кВА-ға дейінгі қуатпен жабдықталушы жеке тұрғын үйлер мен шағын коммерциялық ғимараттарда, әдетте, 240 вольтта 417 амперге дейін үш сымды бір фазалы тарату жүйесі қолданылады, әсіресе моторлық жүктемелердің аз және сирек кездесетін ауылдық аймақтарда. Ауылдық жерлерде үш фазалы электр қуаты болмаған жағдайда, үш фазалы моторды пайдаланғысы келетін фермерлер немесе үй шаруашылықтары фазалық түрлендіргіш орната алады. Ірі ғимараттар, сауда орталықтары, фабрикалар, кеңсе үйлері және көппәтерлі үйлер сияқты үлкен тұтынушылар үш фазалы қуатпен жабдықталады. Қалалардың тығыз орналасқан аудандарында, көптеген тұтынушылар мен көптеген трансформаторлар қосылған желілік электр қуатын тарату жүйесі жүздеген немесе мыңдаған киловольт-ампер қуатты, бірнеше жүз шаршы метрге шоғырланған жүктемені қамтамасыз ету үшін қолданылады. Жоғары қуатты жүйелер, мысалы, жүздеген киловольт-ампер немесе одан да көп қуатты жүйелер, көбінесе үш фазалы болады. Әдеттегідей, бір фазалы қуаттың ең жоғары мөлшері электр компаниясының стандарттарына сәйкес өзгереді. Ұлыбританияда бір фазалы тұрмыстық қуат көлемі 100 А немесе тіпті 125 А болуы мүмкін, бұл тұрғын үйлерде немесе шағын коммерциялық ортада үш фазаға қажеттілік аз екенін білдіреді. Еуропаның көп бөлігінде бір фазалы қуат көлеміне дәстүрлі түрде шектеулер қойылады, нәтижесінде тіпті үйлерге де үш фазалы қуат беріледі (үш фазалы қуат желісі бар қалалық аймақтарда). Егер 240 вольт жүйесіне арналған жылыту жабдығы 208 вольттық желінің екі фазасына қосылса, ол номиналды жылыту тиімділігінің тек 75% ғана береді. Бір фазалы моторлар 208 немесе 240 вольттық желіге қосылуына мүмкіндік беретін терминалдармен жабдықталуы мүмкін. Бір фазалы жүктеме үш фазалы тарату трансформаторынан екі тәсілмен тікелей қуат ала алады: бір фаза мен нейтраль арасындағы қосылым арқылы немесе екі фаза арасындағы қосылым арқылы. Бұл екі тәсіл берілген желіден әртүрлі кернеуді қамтамасыз етеді. Мысалы, Солтүстік Америкада кең таралған 120/208 үш фазалы жүйеде фаза мен нейтраль арасындағы кернеу 120 вольт, ал фазалар арасындағы кернеу 208 вольт болады. Бұл бір фазалы жарықтандыруды фаза мен нейтральға қосуға мүмкіндік береді. Бір фазалы қуат электрлік теміржолдар үшін де қолданылуы мүмкін; Некарвестхайм атом электр стансасындағы әлемдегі ең ірі бір фазалы генератор арнайы жетектік қуат желісінде теміржол жүйесін қуатпен қамтамасыз етті.

In North America, individual residences and small commercial buildings with services up to about 100 kVA (417 amperes at 240 volts) will usually have three wire single phase distribution, especially in rural areas where motor loads are small and uncommon. In rural areas where no three phase supply is available, farmers or households who wish to use three phase motors may install a phase converter. Larger consumers such as large buildings, shopping centers, factories, office blocks, and multiple unit apartment blocks have three phase service. In densely populated areas of cities, network power distribution is used with many customers and many supply transformers connected to provide hundreds or thousands of kilo volt amperes, a load concentrated over a few hundred square meters. High power systems, say hundreds of kilovolt amperes or larger, are nearly always three phase. The largest supply normally available as single phase varies according to the standards of the electrical utility. In the United Kingdom a single phase household supply may be rated 100 A or even 125 A, meaning that there is little need for three phase in a domestic or small commercial environment. Much of the rest of Europe has traditionally had much smaller limits on the size of single phase supplies resulting in even houses being supplied with three phase (in urban areas with three phase supply networks). If heating equipment designed for a 240 volt system is connected to two phases of a 208 volt supply, it will produce only 75% of its rated heating effect. Single phase motors may have taps to allow their use on either 208 volt or 240 volt supply. A single phase load may be powered directly from a three phase distribution transformer in two ways: by connection between one phase and neutral or by connection between two phases. These two give different voltages from a given supply. For example, on a 120/208 three phase system, which is common in North America, the phase to neutral voltage is 120 volts and the phase to phase voltage is 208 volts. This allows single phase lighting to be connected phase to neutral. Single phase power may be used for electric railways; the largest single phase generator in the world, at Neckarwestheim Nuclear Power Plant, supplied a railway system on a dedicated traction power network.

Жерге тұйықтау

Көбінесе үшінші өткізгіш, жерге қосу (немесе "қауіпсіздік жері") (АҚШ) немесе қорғаныш жері (Ұлыбритания, Еуропа, IEC) деп аталады, ол электр тогының соғу қаупінен қорғау үшін қолданылады және әдетте тізбекте ақаулық болған жағдайда ғана айтарлық ток жүргізеді.