Üç fazlı sistemlerde nötr iletkenin amacı
Güç kaynağının en önemli ekonomik sorunlarından biri, belirli bir iletilen güç için elektrik şebekesinin tellerinin ağırlığını ve şebekedeki kayıpların belirli bir yüzdesini azaltmaktır. Sadece şebekedeki voltajı artırarak değil, aynı zamanda birkaç bağımsız şebekeyi birleştirerek elde edilebilir ve bazı tellerde birbirini dengeleyen akımlar oluşturmak mümkündür. Bu, tel sayısını veya bunların kesitini azaltmayı mümkün kılar.
Zaten elektrik mühendisliğinin gelişiminin ilk yıllarında, enerji iletimi sabit voltajda yapıldığında, bu fikir sözde kullanıldı. üç telli sistem, Dolivo-Dobrovolski tarafından önerilen.
Her biri kullanıcılarına hizmet eden iki özdeş (gerilim ve güç açısından) sabit voltaj U kaynağı olsun.
Ağ dört kablodan oluşur.Eşitleme (nötr) telinde iki kabloyu birleştirirseniz, zıt yöndeki akımlar içinde toplanır, böylece telin kesiti önemli ölçüde azaltılabilir.
Üç telli sistem
Simetrik bir yükle (I1 = I2), eşitleme teli gereksizdir ve tellerdeki tasarruf 50°'ye ulaşır. Yükler değiştiğinde (dengeleme kablosu olmadan), voltaj aralarında yeniden dağıtılacaktır ki bu istenmeyen bir durumdur.
Eşitleme iletkeni, asimetrik voltaj dağılımını önemli ölçüde azaltır. Kaynakların iç direnci ve hattın direnci göz ardı edilebilirse, asimetri neredeyse tamamen ortadan kalkar. Benzer bir fikir, çok fazlı alternatif akım sistemlerinin inşasının temelini oluşturur.
Çok fazlı bir simetrik sistem, zamanla simetrik olarak faz dışı olan, eşit genlik ve frekansa sahip birkaç alternatif voltaj kümesidir. Üç fazlı bir sistem pratikte yaygınlık kazanmıştır (bkz. Üç fazlı EMF sistemi).
Üç fazlı (ve herhangi bir çok fazlı) sistemin, tek fazlı bir sisteme kıyasla bir takım avantajları vardır: elektrik şebekesinin tellerine ağırlık eklemenizi sağlar, motor üzerinde daha eşit bir yük sağlar, elektrik üç- faz voltaj üreteci ve son olarak geniş bir dönen manyetik alan oluşturmanıza olanak sağlar elektrik motorlarında kullanılır.
Üç fazlı bir sistem yerine tek fazlı bir sistem (aynı güce ve aynı gerilime sahip) kullanılırsa, yalnızca iki kabloya ihtiyaç duyulacaktır, ancak bunların kesiti akımın üç katına dayanmalıdır.Tek fazlı bir sistemle karşılaştırıldığında, üç fazlı bir sistem tel ağırlığında %30-40 tasarruf sağlar.
Ayrıca buraya bakın: Üç fazlı akım, tek fazdan daha iyidir
Jeneratörün anahtarlama devresinden bağımsız olarak (genellikle kullanıcı tarafından bilinmez), üç fazlı bir sistemin yükü de iki şekilde bağlanabilir - delta veya yıldız.
Birinci durumda kullanıcıların her birindeki gerilim hat gerilimine eşittir ve yüklerin simetrisi bozulduğunda değişmez.Kullanıcıdaki (fazdaki) akım hattaki akımdan farklıdır.
Tüketiciler yıldız bağlantılı olduğunda, her yükteki akım karşılık gelen hat akımına eşittir, ancak her yükteki (fazdaki) gerilim hattan farklıdır.
Ayrıca bakınız -Yıldız ve üçgen bağlantılar için gerilim, akım ve güç değerleri
Yükler değiştiğinde, akımlar otomatik olarak yeniden dağıtılır ve bunların toplamı (yüklerin ortak noktasında elde edilen) her zaman kaybolur. Aynı zamanda, eşit olmayan yükler arasında gerilmelerin karşılık gelen bir yeniden dağılımı vardır.
Nötr iletken (yüklerin ortak noktasına bağlı) varsa bu dezavantaj ortadan kalkar, çünkü üç faz akımlarının toplamının sıfırdan farklı kalmasına izin verir, yani dengesiz bir yükte, üç fazlı sistemin nötr iletkeni sabit bir yük voltajının korunmasına yardımcı olur.