In der Elektrotechnik bezeichnet ein Drehstromsystem ein kombiniertes System aus 3 Wechselstromkreisen (für ein System zur Erzeugung, Verteilung und zum Verbrauch von Elektrizität) mit gleicher Frequenz.
Im Vergleich zu einphasigen Installationen werden bei einer dreiphasigen Installation die Material- und Kabelkosten bei gleicher umgewandelter und erzeugter elektrischer Energie um 25 % gesenkt.
Drehstrom ist der Fluss elektrischer Energie, der von drei einphasigen Wechselströmen gleicher Frequenz und Amplitude (und daher Effektivwert) gebildet wird, die eine bestimmte Phasendifferenz zwischen ihnen aufweisen, etwa 120 °, und in einer Reihenfolge angegeben sind bestimmt.
Um herauszufinden, ob Ihre Installation einphasig oder dreiphasig ist, können Sie dies auf zwei Arten tun:
- Anhand des ICP (Electric Power Switch) können sie durch die Anzahl der Hebel unterschieden werden, bei drei oder mehr Hebeln handelt es sich um ein Drehstromsystem. Wenn Sie nur 2 haben, handelt es sich um ein Einphasensystem.
- Beobachten Sie Ihre Stromrechnung. Liegt die vertraglich vereinbarte Leistung zwischen 380 und 400 Volt (V), handelt es sich um eine dreiphasige Installation.
Drehstromkennlinien
Jeder der einphasigen Ströme, aus denen das System besteht, wird mit dem Namen der Phase bezeichnet.
Ein dreiphasiges Spannungssystem wird als symmetrisch bezeichnet, wenn seine Ströme gleich und symmetrisch phasenverschoben sind. Wenn eine der obigen Bedingungen nicht erfüllt ist, ist das Spannungssystem ein unsymmetrisches System oder ein unsymmetrisches System. Dies wäre bei unterschiedlichen Spannungen in den unterschiedlichen Phasen oder unterschiedlichen Verzögerungen zwischen ihnen der Fall.
Ein System unsymmetrischer Lasten ist die Menge verschiedener Impedanzen, die bewirken, dass Ströme unterschiedlicher Amplitude oder mit Phasenunterschieden zwischen ihnen von 120° durch den Empfänger fließen, obwohl die System- oder Leitungsspannungen symmetrisch oder symmetrisch sind.
Es gibt zwei Arten von Verbindungen, Dreieck und Stern. Im Stern ist der Neutralleiter der Verbindungspunkt der Phasen.
Vorteile von Drehstrom
Das Drehstromsystem bietet eine Reihe von Vorteilen, wie die Reduzierung des elektrischen Energieverbrauchs in den Stromübertragungsleitungen (feinere Drähte als bei einer gleichwertigen einphasigen Leitung) und der verwendeten Transformatoren.
Das Drehstromsystem bietet auch eine hohe Leistung der Empfänger, insbesondere der Elektromotoren, die wie bei der Einphasenleitung mit konstanter und nicht gepulster Leistung vom Drehstromnetz gespeist werden.
In Kürze könnten wir die folgenden Vorteile von Drehstromsystemen aufzählen.
- Die Leistung von Drehstrommaschinen ist immer höher als die von Einphasenmaschinen gleicher Baugröße, etwa 1,5 mehr. Somit benötigt ein Drehstromgenerator bei gegebener Größe und Spannung weniger Platz und ist auch kostengünstiger als Einphasengeneratoren gleicher Größe.
- Für die Übertragung und Verteilung benötigen dreiphasige Systeme weniger Kupfer oder weniger leitfähiges Material als ein einfaches einphasiges System, angegeben in Volt Ampere und Spannung, so dass die Übertragung viel wirtschaftlicher ist.
- Mit dem Drehstromsystem ist es möglich, rotierende Magnetfelder mit stehenden Wicklungen zu erzeugen. Aus diesem Grund sind Drehstrommotoren selbstanlaufend.
- In einem Einphasensystem ist die Momentanleistung eine Funktion der Zeit und schwankt. Diese Leistungsschwankung verursacht bei Einphasenmotoren erhebliche Schwingungen. Daher ist die Leistung von Einphasensystemen schlecht. Die Momentanleistung in Drehstromnetzen ist jedoch konstant.
- Dreiphasige Systeme liefern einen stabilen Ausgang.
- Eine einphasige Versorgung kann aus dreiphasigen Stromkreisen bezogen werden, aber eine dreiphasige Versorgung kann nicht von einem einphasigen Motor bezogen werden.
- Der Leistungsfaktor von Einphasenmotoren ist im Vergleich zu gleichwertigen Drehstrommotoren schlecht.
- Bei Umformmaschinen wie Gleichrichtern wird die Ausgangsspannung in Gleichstrom gleichmäßiger, wenn die Anzahl der Phasen erhöht wird.
In welchen Anwendungen werden Drehstromsysteme eingesetzt?
Die in Kraftwerken eingesetzten Generatoren sind dreiphasig, da der Anschluss an das Stromnetz dreiphasig erfolgen muss (außer bei Kleinkraftwerken). Dreiphasig wird häufig in Industrien verwendet, in denen Maschinen für diese Spannung von Motoren angetrieben werden.
In einer privaten Photovoltaik-Solarenergieanlage werden sie am häufigsten an ein einphasiges System angeschlossen. Es gibt jedoch Solar-Kits, die einen Drehstrom liefern.
Große Solarkraftwerke sind dreiphasig, da der Anschluss an das Stromnetz dreiphasig erfolgen muss.
Diagramme der Anschlussarten in Drehstromnetzen
Der Anschluss von Verbrauchern in der täglichen Praxis, beispielsweise der Wicklungen eines Elektromotors oder eines Transformators, kann auf zwei Arten erfolgen. In der Regel befindet sich in den Maschinen ein Kasten (Klemmenblock), in dem die Schaltung mittels Steckbrücken konfiguriert werden kann, um den Betrieb an Leiter-Leiter-Spannungen von 400 oder 230 Volt anzupassen.
Sternschaltbild (Symbol: Y)
Dreiecks- oder Dreiecksschaltbild (Symbol: Δ)
Bei einigen großen Drehstrom- Asynchronmotoren, die für den Betrieb mit in Dreieck geschalteten Wicklungen ausgelegt sind (daher der Spannung zwischen den Phasen ausgesetzt), ist es möglich, einen Sternstart durchzuführen.
Die Dreieckskonfiguration weist zwischen zwei Leitungen (Phasen) eine äquivalente Impedanz auf, die dem Wert der verwendeten Impedanzen (I) entspricht, während in der Sternkonfiguration der Wert größer als ein Wurzelfaktor von 3 ist.
Was ist der Sternpunkt eines Drehstromsystems?
In der Sternkonfiguration gibt es einen zentralen Punkt, an dem ein Anschluss jeder Impedanz konvergiert. Dieser Punkt wird neutral genannt. Das am Sternpunkt vorhandene elektrische Potential ist die Vektorsumme der Phasenspannungen, die in einem symmetrischen und symmetrischen System den Wert Null hat.
Wenn das System aus dem Gleichgewicht gerät oder die Spannungen unsymmetrisch werden, entfernt sich der Sternpunkt vom Zentrum des Sterns. In diesem Fall sind die Phasen-Neutral-Spannungen nicht gleich.
Was ist der CEI-Farbcode?
Die von der ECI erstellte Norm EN 60446 (Kennzeichnung von Leitern mit Farben oder Zahlencodes) legt einen genauen Farbcode für elektrische Kabel fest:
- Phase R oder L1: braun
- S- oder L2-Phase: schwarz
- Phase T oder L3: grau
- Neutral N: Blau
- Schutz / Boden / Bildschirm: gelb - grün
Die verarbeitende Industrie muss diesen Kodex einhalten. Wenn eine Leitung dreiphasig ohne Neutralleiter ist, ist es erlaubt (aber nicht empfohlen), die Farbe Blau für die Phasen zu verwenden. Auf dem Markt sind beispielsweise dreiphasige Kabel mit grauem, braunem und schwarzem Leiter gebräuchlich, die für den Einsatz an einer dreiphasigen Leitung ohne Neutralleiter zusammengefügt werden.
In einphasigen Systemen, die Teil eines dreiphasigen Systems sind, ist der Neutralleiter blau, die Phase kann schwarz, braun oder grau und der Schutz / Erde gelb-grün sein.
Diese Unterscheidung gilt seit 1990; Daher werden Farben auf älteren Systemen möglicherweise nicht berücksichtigt.
