Trefassystemet. Industrial Electrical Engineering and Automation

Transkript

1 Trefas DEL 2

2 Trefassystemet 2

3 L3 L2 Fasspänning / huvudspänning nollpunkt L1 Fasspänning: U f U h = 3 U Huvudspänning: f

4 Elcentral 400/230 V

5 Elcentral 400/230 V Märkning av fasledare: L1, L2, L3 = R, S, T

6 Inkoppling av belastning Trefasig last: motorer (R+L), värmepannor (R) Tvåfasig last : elvärme (R) Enfasig last: belysning (R, R+L), hushållsapparater Många små enfasiga laster ger symetrisk belastning

7 Y-koppling Linjeström I l nollpunkt Fasspänning över varje lastimpedans I 1 = U 1 / Z 1 I 2 = U 2 / Z 2 I 3 = U 3 / Z 3 Symmetri * S = U f I 3 l

8 D-koppling, symmetrisk last Strängström I Δ Huvudspänning över varje lastimpedans I 12 = U 12 / Z 12 I 23 = U 23 / Z 23 I 31 = U 31 / Z 31 Svårare att beräkna I 1, I 2, I 3 än i Y-koppling Symmetri * S = I 3 U h Δ Linjeström I l

9 Jordning Märkning av fasledare: L1, L2, L3 = R, S, T

10 Jordning Felströmmen går enklaste vägen Ingen ström genom gubben Låg impedans ger hög ström säkringen löser 10

11 Avbrott i skyddsjorden Felströmmen går genom gubben säkringen löser troligen inte Lösning: Jordfelsbrytare 11

12 Jordfelsbrytare Bryter om I 1 +I 2 +I 3 +I N > 30mA (300mA) 12

13 AC-1 AC-2 Strömmens inverkan på människan Vanligtvis ingen reaktion Vanligtvis ingen skadlig effekt AC-3 AC-4 AC-4.1 AC-4.2 AC-4.3 Vanligtvis ingen organisk skada Kramp och svårighet att andas vid tider över 2 s är sannolika Med ökande strömstyrka och tid ökar de patofysiologiska effekterna, såsom hjärtstillestånd, andningsstillestånd och brännskador Sannolikheten för hjärtkammarflimmer 5% Sannolikheten för hjärtkammarflimmer 50% Sannolikheten för hjärtkammarflimmer >50% Kontaktyta 1cm 2

14 Elstängsel Ca V Minst 1s mellan pulserna Max pulslängd 0.01s Max 5J per puls Toppström max 20A

15 Avbrott i nollan R R Lampa Värme 2 U f = = = 882Ω P 60W Lampa 2 U f = = = 53Ω P 1000W Värme U Lampa = U h 882 = = = 377V Överspänning! 15

16 Avbrott i PEN-ledare + U - Spänning mellan hölje och jord! 16

17 Sammanfattning trefasberäkning Fasspänning mellan fas-nolla: Huvudspänning mellan faser: U = 3 Samma gäller som tidigare för enfas Räkna på varje fas för sig: Symmetri U = 1 = U 2 = U 3 Z1 = Z2 = Z3 I1 = I 2 I3 Ingen ström i nollan, denna behövs ej Räkna på en fas, de andra är vridna 120 respektive 240 Räkna på en fas och multiplicera med 3 för att få total effekt Ingen betydelse om det är Y- eller D koppling Om inget annat anges Huvudspänning, effektivvärde U f h U f S = U I + * * * U 2I 2 U 3I3 D-koppling kan göras om till Y-koppling: ZΔ = 3 Om belastningens effekt och cosφ är given Z Y

18 Exempel Ekvivalent Y-fas En trefasig induktiv belastning är märkt med: 400 V P = 5 kw cosφ = 0.83 Belastningen är anslutet till ett 400 V nät via en kabel som kan betraktas som rent resistiv, R=1,2 Ω. a) Beräkna spänningen vid lasten. b) Hur stor aktiv och reaktiv effekt drar lasten i det aktuella fallet?

19 Exempel Faskompensering I en fabrik finns följande belastningar: 1. En 30 kw motor med en verkningsgrad η=0.88 och cosφ= Lysrörsbelysning: 76 st 36 W lysrör, cosφ=0.6 a) Beräkna samtliga linjeströmmar till de två lasterna b) Beräkna total aktiv och reaktiv effekt samt den totala linjeströmmen från nätet c) Man vill minimera strömmen från nätet och kopplar därför in kondensatorer i D-koppling. Hur stora ska dessa vara för att minimera linjeströmmen från nätet? Hur stor är denna ström? d) Hur stor blir linjeströmmen från nätet om samma kondensatorer Y-kopplas?

20 Exempel Impedans för okänd last Man önskar ta reda på impedansen i en okänd belastning och genomför därför följande mätningar: U h = 400 V I l = 20 A P = 12,4 kw Antag att lasten är induktiv och symmetrisk. a) Hur stor är impedansen om lasten antas vara Y- kopplad? b) Hur stor är impedansen om lasten antas vara D-kopplad?