Предназначение на неутрален проводник в трифазни системи

Един от най -важните икономически проблеми на захранването е да се намали теглото на проводниците на електрическата мрежа при дадена предавана мощност и определен процент на загуби в мрежата. То може да бъде постигнато не само чрез увеличаване на напрежението в мрежата, но и чрез комбиниране на няколко независими мрежи, а в някои от проводниците е възможно да се създадат токове, които взаимно се компенсират. Това дава възможност да се намали или броят на проводниците, или тяхното напречно сечение.

Още през първите години от развитието на електротехниката, когато предаването на енергия се извършваше при постоянно напрежение, тази идея беше използвана в т. Нар. Трижилна система, предложен от Доливо-Доброволски.

Нека има два еднакви (по напрежение и мощност) източници на постоянно напрежение U, всеки от които обслужва своите потребители.

Мрежата се състои от четири проводника. Ако комбинирате два проводника в така наречения изравнителен (неутрален) проводник, тогава в него ще се сумират противоположно насочените токове, така че напречното сечение на проводника може да бъде значително намалено.

Трипроводна система

Със симетрично натоварване (I1 = I2) изравняващият проводник е ненужен, а спестяванията в проводниците достигат 50 °. Когато товарите се променят (без изравнителен проводник), напрежението ще бъде преразпределено между тях, което е нежелателно.

Изравнителният проводник значително намалява асиметричното разпределение на напрежението. Ако е възможно да се пренебрегне вътрешното съпротивление на източниците и съпротивлението на линията, асиметрията се елиминира почти напълно. Подобна идея стои в основата на изграждането на многофазни системи за променлив ток.

Многофазна симетрична система е набор от няколко променливи напрежения с еднаква амплитуда и честота, симетрично извън фазата с времето. Трифазна система е придобила практическо разпространение (виж — Трифазна ЕМП система).

Трифазната (и всяка полифазна) система има редица предимства в сравнение с еднофазна система: тя ви позволява да наддавате на тегло на проводниците на електрическата мрежа, осигурява по-равномерно натоварване на двигателя, въртящ електрически трифазен генератор на напрежение и накрая ви позволява да създавате широко въртящо се магнитно поле използвани в електрически двигатели.

Ако вместо трифазна система се използва еднофазна система (със същата мощност и същото напрежение), тогава ще са необходими само два проводника, но тяхното напречно сечение ще трябва да разчита на три пъти по-голямо от тока. В сравнение с еднофазна система, трифазна система дава икономия на тегло на проводника с 30-40%.

Вижте също тук: Трифазният ток е по-добър от еднофазния

Независимо от веригата за превключване на генератора (обикновено неизвестна за потребителя), натоварването на трифазна система може също да се включи по два начина — триъгълник или звезда.

В първия случай напрежението при всеки от потребителите е равно на линейното и не се променя при нарушаване на симетрията на натоварванията.Токът в потребителя (фаза) се различава от тока в линията.

Когато потребителите са включени със звезда, токът във всяко натоварване е равен на съответния линеен ток, но напрежението при всеки товар (фаза) е различно от линейното.

Вижте също —Стойности на напрежение, ток и мощност за връзки звезда и триъгълник

Когато товарите се променят, токовете автоматично се преразпределят и тяхната сума (получена в общата точка на натоварванията) винаги изчезва. В същото време има съответно преразпределение на напреженията между неравномерните натоварвания.

Този недостатък се елиминира, ако има нулев проводник (свързан към общата точка на натоварванията), тъй като позволява сумата от трите фазови тока да остане ненулева, т.е. при неуравновесен товар, неутралният проводник на трифазен системата помага за поддържане на постоянно напрежение на товара.