Spänningen som angets ovan är spänningen mätt mellan 2 faser. Den kallas för systemspänning.

Transkript

1 3-FAS Det allmänna distrubitionsnätet har 3 aser med direktjordad nollpunkt (T-system). Från energileverantör till abonnent transormeras spänningen suggestivt ned ör att hos abonnent (normalkund) anta den nominella spänningen. Hos de stora energileverantörerna är spänningen 400kV, som i exemplet (bilden) nedan, rån Ringhals. Spänningen rån generatorn är ca 20kV men denna spänning transormeras upp till 400 kv innan den släpps ut på stamnätet. Spänningen som angets ovan är spänningen mätt mellan 2 aser. Den kallas ör systemspänning. Generator Systemspänning Spänningen ska hålla rekvensen 50Hz. Detta reglerar man genom att reglera generatorns varvtal. I vanliga generatorer blir varvtalet då 3000 r/m. För att kunna hålla en jämn spänning ut rån generatorn reglerar man magnetiseringseekten på rotorn. Etersom rotorn är den del som roterar i 3000 r/m måste man använda s k kommutator och borst där strömmen kan ledas. Kommutator och borst I generatorns statorlindningar (sitter ast monterade i chassit). Induceras spänningen som leds ut på stamnätet. Genom att dessa lindningar (3 st) är anordnade så att de är örskjutna (360/3=120) kommer asörskjutningen vara jämn () mellan de 3 aserna, L 1, L 2 och L 3. 1

2 De 3 statorlindningarna kan man rita så här. Varje ända på de 3 lindningarna kan kopplas på olika sätt, här är de kopplade till en nollpunkt (Y-koppling) Generator (Y-kopplad) är rotorn roterar (som statorlindningarna omgärdar) kommer dess magnetält att orsaka induktion i statorlindningarna. En spänning kommer att induceras där. Spänningens storlek är beroende på hur stor magnetiseringseekt som rotorn tillörs samt ev. belastning på nätet (som statorlindningarna är anslutna till). Rotor Teori S En statorlindning S Principunktion är rotorn roterar med sitt magnetält induceras de 3 spänningarna i statorn enligt vågdiagrammet nedan De 3 spänningarna utgör de 3 aserna. De kallas ör, och Som man kan se är de örskjutna 1, , , , , , Vågdiagram 3-as ,

3 Huvudspänning och asspänning De 3 asernas spänning kan ritas ut i ett visardiagram. 1 Varje lindning ger en nivå på spänningen. Lindningarna är så dimensionerade och konstruerade att spänningen i de 3 aserna är lika stora. Vi kan rita in de 3 spänningarna i visardiagrammet med örskjutning. 2 3 Den spänning som vi visar kan mätas mellan en as (, eller ) och nollpunkten. Fasspänningarna Huvudspänningen (även kallad systemspänningen) kan mätas mellan 2 aser. I visardiagrammet representeras de av potentialen mellan de olika asspänningarnas ändpunkter. 1 De 3 huvudspänningarna kallar vi ör 1-2, 3-1 resp Huvudspänningen är h Fas- och huvud spänningarna Vi kan då teckna ormlerna ör huvud- resp. asspänningen. Fasspänning: / 3 h Huvudspänning: h 3 3

4 Huvud- och asspänningarna i samma visardiagram. Om man parallellörlyttar de 3 huvudspänningarna så dess startpunkt hamnar i origo kommer visardiagrammet att se ut på öljande vis Transponering av huvud spänningarna Med hjälp av detta ska vi bevisa örhållandet mellan as- resp. huvudspänning. Om vi studerar en del av visardiagrammet (den streckade inramningen) kan det även representera de 2 andra huvudspänningarna º 1 ½

5 Antag att asspänningen är (den nominella asspänningen ör lågspänningssystem). 1 cos , 2V ,2V utgör halva 3-1 Hela 3-1 är då 2 199,2 Förhållandet mellan -asspänning och -huvudspänning Huvudspänningen är 230 cos30 2 ot. cos Alltså kan man skriva 3 och De allmänna ormlerna är 3 h h 3 5

6 3-assystemet allmänt 3-assystemet är det mest använda distributionssystemet i världen idag. Orsaken är att neutralledaren (nolledaren) normalt kan reduceras bort. För att detta ska vara möjligt måste den totala lasten som ansluts till systemet vara symetrisk. Med symetriskt menas att alla de tre aserna är belastade lika mycket. Det är allas ansvar, som arbetar med elektriska installationer, att tillse att man ördelar eekten som jämt som möjligt på de tre aserna. Exempel. Vid en installation av villa ansluts de olika grupperna jämt ördelat på de tre aserna. är det är råga om treaslaster som t ex. elpanna ansluts de tre aserna till, och. är det är råga om enaslaster som belysning, vägguttag etc ördelas de på de tre aserna, och så att de belastas så jämt som möjligt. Exakt jämnvikt ör de tre aserna går aldrig att å men hysade värden erhålls lätt. För att kontrollera belastningen på de tre aserna kan man mäta strömmen (t ex. med en tångamperemeter) under normal drit. Skulle de vara obalans, kan man lytta över någon gruppledning till en annan as ör att å en jämn belastning på de tre aserna. En annan ördel och vinst en abonnent gör på detta är, att huvudsäkringarna dimensioneras eter högsta strömmen i de tre aserna. Då är det av intresse (ör abonnenten) att dessa säkringar väljs så små som möjligt etersom man år betala en tari ör säkringsstorlek vilken är högre med större säkringar. Om vi studerar på en elanläggning (t ex. en villa eller en industri) kan det se ut på öljande vis. Transormator Abonnenter Ett distributionsnät matar en distributionstransormator som i sin tur matar abonnenterna. Så här ser det principiella elektriska schema ut ör anläggningen. Exempel Transormator Dyn 10/0,4kV Till abonnenter PE Schemat är örenklat, säkringar och lastrånskiljare är inte inritade. 6

7 Symetrisk treasbelastning En symetrisk 3-astlast är så konstruerad att varje as belastas lika mycket (samma ström i varje as). Så kan det t ex se ut ör ett värmeelement (elpatron i en varmvattenberedare). Transormator Dyn 10/0,4kV I 1=10A I 2=10A I 3=10A PE Råder det alltså balans i de tre aserna kallas belastningen ör symetrisk treaslast. Ett enkelt sätt att visa detta på, är ett visardiagram. I 1 I 2 I 3 De 3 strömmarna I 1, I 2 och I 3 sätts ut rån en punkt (origo) med en örskjutning på Etersom de 3 strömmarna är lika stora ska pilarnas längd vara lika långa. Delströmmarna i en symetrisk last I 2 I 1 Genom att parallellörlytta de 2 delströmmarna I 2 och I 3 till ändpunkten på I 1 kan man graiskt ta reda på strömmen i nollpunkten. I 3 I 2 I 3 Som vi kan se kommer pilen ör delström I 3 att tangera origo. Det är rån denna punkt mätt till origo som representerar strömmen i nollpunkten. I detta allet inns ingen ström i nollpunkten och därmed behövs ingen neutralledare (nolledare/nolla). 7

8 Osymetrisk treasbelastning En osymetrisk 3-astlast resulterar i att strömmen i de 3 aserna blir olika stor eller åtminstone en av de 3 aserna. Exempel på en sådan belastning är t ex en spis eller en industrimaskin med lera olika ingående elkomponenter (1-as och 3-as). är så är allet krävs att belastningen örses med en neutralledare (nolledare/nolla). Om en sådan belastning inte örses med neutralledare kommer en potential att uppstå i belastningens nollpunkt vilket kan å oönskade konsekvenser. Transormator Dyn 10/0,4kV I 1=5A I 2=10A I 3=7A PE I 4,5A Om vi antar att en osymetrisk last har öljande värden (se igur ovan) kommer strömmen i neutralledaren att bli ca. 4,5A. Vi ska visa detta genom ett visardiagram. I 2 I 1 =5A I 3 I 2 =10A I 3 =7A I 4,5A är det är råga om en osymetrisk belastning måste alltid neutralledaren dras ram och anslutas. Belastningar som är 2-asiga är också osymetrisk last. Det inns naturligtvis all när neutralledaren dras ram till belastningen trots att den inte är osymetrisk. Detta gäller ör 1-aslaster som t ex vägguttag och belysning ör (asspänning). I dessa all utnyttjas neutralledaren som återledare och ör att å spänningen. 8

9 Y- och D-koppling De 2 vanligaste kopplingssätten ör en 3-asbelastning eller generator är Y- resp. D-koppling. amnen kommer av dess utseende. Det örekommer även andra namn som stjärnkoppling (ör Y-koppling) och deltakoppling / triangelkoppling (ör D-koppling). Y-koppling En Y-koppling kopplas så att de 3 aserna ansluts till varsin belastningsdel. Varje ända på de 3 belastningsdelarna kopplas ihop till en nollpunkt. Olika sätt att rita en Y-koppling. I 1 I 2 46 I 3 33 PE I En neutralledare kan anslutas till en Y-koppling. Både symetriska och osymetriska laster kan Y-kopplas. D-koppling En D-koppling kopplas så att de 3 aserna ansluts till varsin ända på de 3 belastningsdelarna. Varje belastningsdel ska örses med 2 olika aser. Olika sätt att rita en D-koppling. I 1 I I 3 40 PE En D-koppling örutsätter att belastningen är symetrisk. ågon neutralledare kan inte anslutas till en belastning som är D-kopplad. Endast symetriska laster kan D-kopplas. 9