Как переходить от одной фазы к другой

СОДЕРЖАНИЕ:

Как переходить от одной фазы к другой

АВР для однофазной сети и переключатель фаз PF-451

В промышленном электроснабжении имеет хождение термин, имеющий вид простой аббревиатуры: АВР. Автоматический ввод резерва по питанию возможен в том случае, если имеется дополнительный, резервный источник электроснабжения. По факту таким резервным источником чаще всего становится дополнительная резервная линия, генераторная или аккумуляторная установка. Автоматический переход на резервное питание осуществляется при помощи реле или специальных электронных блоков.

Но для бытовой сети подобные вещи кажутся излишними: реле, электронные блоки, резервная линия, генераторная установка… Дешевле и проще посидеть без электричества, или при свете мерцающей лампы, страдающей от нестабильного или пониженного напряжения.

Однако следует помнить, что бытовая сеть квартиры или частного дома в подавляющем большинстве случаев – однофазная. А линия электроснабжения практически всегда трехфазная. Одна из фаз питает нашу квартиру, а две другие? Чем это не резервные линии?

Ведь действительно, не так уж редки случаи, когда неполадки возникают только в одной из фаз сети: сгоревшая вставка в ВРУ, просадка напряжения из-за перекоса фаз, элементарный обрыв – очень неприятно, когда все это случается именно в той фазе, от которой вы запитаны. Поэтому вполне объяснимо намерение завести в вводной щит все три фазы, а уже здесь, по месту, организовать между этими тремя фазами взаимное автоматическое переключение при возникновении неполадок. Необходимо лишь принять меры, исключающие межфазное короткое замыкание.

Технически все это можно реализовать на релейных блоках, однако проще использовать готовые технические решения на основе специальных электронных устройств, таких как автоматический переключатель фаз PF-451 производства ООО «Евроавтоматика».

Этот прибор имеет четыре входных и четыре выходных клеммы: три фазы и рабочая нейтраль. Входные клеммы промаркированы L1, L2, L3 и N. Клемма N необходима для подключения рабочей нейтрали и измерения напряжения. Выходные клеммы – Т1, Т2, Т3 и Uк. Клемма Uк предназначена для подключения фазного провода сети.

Устройство несложное – три встроенных реле, из которых лишь одно может держать свои контакты замкнутыми в какой-то произвольный момент времени. Выбор этого «счастливого реле» осуществляется автоматически при определении фазы с напряжением, наиболее близким к 220 вольт.

Пока напряжение в фазе стабильно и нормально – прибор держит замкнутыми контакты соответствующего реле, а однофазная сеть питается именно от этой фазы. Но если напряжение фазы «просело» или вовсе пропало, то в течение доли секунды прибор выключит это встроенное реле и замкнет контакты в другой фазе: в той, которой не коснулись неполадки.

Потребитель практически может и не заметить, что его сеть переключилась на другую фазу. При этом «приоритетных» фаз у прибора PF-451 нет, он просто работает с текущей фазой до тех пор, пока в ней не произойдут какие-либо проблемы.

Самой простой схемой подключения переключателя фаз PF-451 является прямая схема: к входным клеммам подключаются три фазы и ноль, а все четыре выходные фазы объединяются перемычками и подключаются к фазному проводнику сети. Нулевой проводник идет в сеть помимо прибора.

Такую схему предельно просто собрать, но у нее есть один явный недостаток. При ее реализации весь ток нагрузки сети будет протекать через прибор. Контакты же встроенных реле рассчитаны максимум на 16 ампер, а это совсем небольшая нагрузка. 16 ампер может потреблять одна линия штепсельных розеток, а домовой или квартирный электрический ввод рассчитаны минимум на 25 ампер, но чаще – на 40-50 ампер.

Схема подключения переключателя фаз PF-451

Для создания АВР по вводу с нагрузкой более 16 ампер помимо переключателя фаз PF-451 придется использовать три контактора (пускателя) с катушками управления на 220 вольт. И тогда клеммы Т1, Т2 и Т3 уже не будут объединяться: каждая из них будет соединена с одним из выводов катушки своего контактора.

Второй вывод катушки подключается к рабочей нейтрали. Фазный провод сети в схеме с контакторами также подключается к клемме Uк для контроля выходного напряжения, но вдобавок этот провод подключается и к выходным силовым клеммам всех трех контакторов.

Ко входным клеммам контакторов подключаются те же три фазы, что и ко входным клеммам прибора L1, L2 и L3. Таким образом, прибор уже не подает электроэнергию в сеть самостоятельно, а просто управляет контакторами, силовые контакты которых могут держать необходимый ток, при условии того, что контакторы подобраны правильно.

Таким образом, при наличии однофазной сети 220 вольт и трехфазной линии 380 вольт переключатель фаз PF-451 позволяет без особых трудностей реализовать полноценную схему АВР даже начинающему электрику.

Что такое чередование фаз и как его проверить?

Большинство трехфазных электродвигателей и других устройств учитывают такой параметр, как чередование фаз. На практике, несоответствие данного параметра изначальным настройкам может привести к различным аварийным ситуациям, некорректной работе электрических приборов и к травмированию персонала.

Что такое чередование фаз?

Под чередованием фаз следует понимать последовательность, в которой напряжение нарастает в каждой из них. Во всех трехфазных цепях напряжение представляет собой синусоидальную кривую. В каждой линии напряжение отличается на 120º от остальных.

Рис. 1. Напряжение в трехфазной сети

Как видите, на рисунке 1, там где а) — показаны кривые напряжения во всех фазных проводах, смещенные на 120º. На соседнем рисунке б) изображена векторная диаграмма этих напряжений, На обоих рисунках показана разница между фазным и линейным напряжением.

Если взять за основу, что из нулевой точки на рисунке а) выходит U­A, то эта фаза является первой, на диаграмме б) наглядно стрелками показано, что очередность нарастания напряжения переходит от U­A к U­B, а за ним к U­C. Это означает, что фазы чередуются в порядке A, B, C. Такой порядок чередования считается прямым.

Прямое и обратное чередование фаз

В трехфазной сети порядок чередования фаз может отличаться в зависимости от способов подключения к силовым трансформаторам на подстанциях, от последовательности включения обмоток генератора, из-за несоответствия выводов кабеля и по прочим причинам.

Рисунок 2: Прямая и обратная последовательность

Обратите внимание, цветовая маркировка определяет последовательность в соответствии их очередностью в алфавите по первым буквам цвета:

  • Желтый – первый;
  • Зеленый – второй;
  • Красный – третий.

На рисунке 2 изображен классический вариант прямой последовательности A – B – C (где A имеет желтый цвет и является первой, B – зеленый и является второй, а C – красный и является третей) и классический вариант обратной последовательности C – B – A. Но, помимо них на практике могут встречаться и другие варианты, прямого: B – C – A, C – A – B, и обратного чередования: A – C – B, B – A – C. Соответственно, в каждом из приведенных примеров чередование фаз будет начинаться с первой.

Зачем нужно учитывать порядок фаз?

Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:

  • При параллельном включении в работу – ряд устройств (трансформаторы, генераторы и прочие электрические машины), могут соединяться в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего резерва мощности. Но, в случае неправильного подключения из-за соединения разноименных фаз произойдет короткое замыкание.
  • При подключении трехфазного счетчика – так как его работа основана на совпадении фаз с соответствующими выводами прибора, то при нарушении правильности подключения может произойти сбой и самопроизвольное движение в отсутствии какой-либо нагрузки. Из-за чего такое подключение электросчетчика приведет к необходимости оплаты потребителем киловатт, которые он не расходовал.
  • При включении двигателя – следование фаз в сети определяет для электрической машины и направление вращения двигателя. В случае отсутствия правильной фазировки изменится и направление движения элементов, механически соединенных с ротором. Из-за чего может произойти нарушение технологического процесса или возникнуть угроза жизни персонала.

С целью предотвращения негативных последствий от перекоса фаз и других несовпадений, на практике выполняют проверку чередования и устанавливают защиту.

Как выполнить проверку?

Проверка может производиться несколькими способами. Целесообразность выбора того или другого варианта осуществляется в зависимости от параметров электрической сети и задач, которые необходимо решить. Так чередование можно узнать при помощи фазоуказателя, мегаомметра, мультиметра или по расцветке изоляции кабеля. Рассмотрите каждый из вариантов более подробно.

С помощью фазоуказателя

По принципу действия, фазоуказатель можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. Рассмотрим в качестве примера наиболее распространенную модель фазоуказателя — ФУ-2 .

Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

Как видите на рисунке 3, у указателя последовательности фаз присутствуют три обмотки, которые подсоединяются к одноименным фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор Р, который приводит в движение диск фазоуказателя Д.

На практике, после подсоединения к зажимам фазоуказателя соответствующих проводов, работник нажимает кнопку К, которая замыкает цепь обмоток. В зависимости от порядка чередования фаз, диск Д начнет вращаться по часовой или против часовой стрелки.

На самом приборе имеется стрелка, показывающая прямое чередование. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что и показано стрелкой, то эта трехфазная нагрузка имеет прямое чередование. Если диск начнет крутиться в противоположную от стрелки сторону, то чередование фаз обратное. Следует отметить, что этот прибор не способен определить, какая фаза на каком проводе находится, он может определить лишь порядок их чередования.

С помощью мегаомметра

Как один из способов прозвонки жил широко используется прибор для измерения сопротивления – мегаомметр.

Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

Посмотрите на рисунок 4, для реализации такой схемы, вам понадобится отключить кабель от сети и от потребителя. При этом, с одного конца кабеля фазы поочередно соединяются с землей З, как и металлическая оболочка у бронированных кабелей. С другой стороны присоединяется мегаомметр М, один из зажимов которого заземляется, а второй поочередно подводится к каждой из фаз. На той, где мегаомметр покажет нулевое сопротивление, и будет одним проводом.

На концах одноименного провода устанавливается соответствующая маркировка. Недостатком такого способа прозвонки является большой объем трудозатрат. Так как каждая жила заземляется поочередно, после чего выполняется проверка. При этом на обоих концах кабеля должны устанавливаться ответственные сотрудники. Между ними должна обеспечиваться связь, для согласования действий и предупреждения подачи напряжения на работников.

По расцветке изоляции жил

Если в каком-либо устройстве имеется подключение разноцветными жилами, то фазировку оборудования можно выполнять по цветам. Для определения нахождения одноименных напряжений тех или иных фаз необходимо добраться до каждой жилы кабеля. Если на каждом проводе присутствует изоляция разных цветов, то сравнив их с местом присоединения к трансформатору или распедустройству, можно определить, где какая фаза находится.

Недостатком такого метода следует отметить ложную цветовую маркировку, так как производитель кабеля не всегда обеспечивает один и тот же цвет для каждой жилы на всей протяженности провода. Поэтому предварительно его все равно рекомендуется прозванивать и маркировать.

Каждый электрик должен знать:  Не работает посудомоечная машина Hotpoint Ariston CIS LI 420

При помощи мультиметра

Для этого метода используется обычный мультиметр. Он наиболее актуален в тех ситуациях, когда необходимо включить в параллельную работу два смежных устройства и их шины расположены поблизости.

Рис. 5: фазировка мультиметром

Необходимо выполнить сравнение фазных напряжений в соседних линиях, на рисунке 5 приведен пример для фаз А и А1. Коммутационная аппаратура при этом должна быть разомкнута. Перед тем как пользоваться мультиметром, на нем выставляется класс напряжения, для линии, на которой будет производиться замер. Щупы подводятся к выводам фаз, при этом их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, а на руки надеваются диэлектрические перчатки.

Если при подключении щупов к выводам A — A1 стрелка останется на нулевой отметке, то это значит, что фазы одинаковые. Если стрелка отклонится на величину линейного напряжения, вы меряете разноименные фазы.

Защита от нарушения порядка чередования

Для защиты электрического оборудования от неправильного чередования на практике применяется реле контроля фаз. Это реле настроено на работу двигателя или другого устройства в его прямом включении. Если из-за каких-то неполадок или неправильного подключения чередование нарушается, то трехфазное реле сразу отключит устройство. Его работа основана на анализе трехфазных токов и напряжений и последующем контроле этих параметров.

Подключение может выполняться через трансформаторы тока или напрямую, в зависимости от модели и класса напряжения в сети. Такая защита нашла широкое применение при подключении счетчиков индукционного типа, электрических машин и другого высокоточного оборудования.

Вопрос к электрикам. Как скоммутировать три фазы на одну?

#1 michel

Сообщение отредактировал michel: 03 Март 2020 — 23:25

#2 Berg

есть автоматы. которые чуют разницу напряжений. вопрос цены

don’t doubt yourself, that’s what haters are for

#3 Berg

или надо тупо переключать нагрузку на разные фазы?

don’t doubt yourself, that’s what haters are for

#4 фанат

из трех полудохлых организовать одну .

Сантехника : отопление, водоснабжение, канализация . Монтаж, помощь в приобретении, консультации . тел 8-962-I76-98-O7. За спрос денег не беру )

#5 michel

или надо тупо переключать нагрузку на разные фазы?

А фазы там нормальные, земля — отстой, поэтому и перекашивает.

Гаражей много, а линия одна.

#6 =SERG=

Ни разу не электрик, но первое, что пришло на ум — если поставить по два автомата подряд на каждую фазу?

Нижними переключаться между фазами, а верхние в качестве предохранителей, если забудешь отключить фазу на одном из нижних.

Ну и вольтметры замутить над каждой фазой — смотришь какая «живее» и втыкаешь ��

«Мы не выбираем ни страну, где родимся,

ни народ, в котором родимся,

ни время, в котором родимся,

но выбираем одно: быть людьми или нелюдями».

#7 michel

Ни разу не электрик, но первое, что пришло на ум — если поставить по два автомата подряд на каждую фазу?

Нижними переключаться между фазами, а верхние в качестве предохранителей, если забудешь отключить фазу на одном из нижних.

Ну и вольтметры замутить над каждой фазой — смотришь какая «живее» и втыкаешь ��

#8 Sailor Moon

Переключатель кулачковый — 1 штука. Подобрать только нужный по току и коммутации контактов.

Прикрепленные изображения

#9 Sailor Moon

Или вот от АББ. А то начали тут выдумывать мега-схемы не прочитав ТЗ. Электрики. Автомат разве что перед ним поставить для верности и всё.

Прикрепленные изображения

Сообщение отредактировал Sailor Moon: 04 Март 2020 — 00:22

#10 michel

Sailor Moon , спасибо.

Это то, что надо.

#11 doxtyp

У меня в гараже был щиток производства тестя времен постройки гаража. Там был вольтметр, три гнезда для пробок и одна пробка Я то все со временем заменил на бокс с автоматами, одну фазу кинул на свет, вторую на розетки, третья пока в воздухе висит. Пойду читать про АВВ!

. и вообще, я врач-вредитель. Приходите на прием. (с)Т.Шаов

#12 michel

. три гнезда для пробок и одна пробка

Как идея — супер . ))

#13 Berg

можно еще разные проводочки скручивать туда-сюда

don’t doubt yourself, that’s what haters are for

#14 Sharxan

Есть. и называется подобное очень неожиданно — «автоматический переключатель фаз». По току от 16А до 80А.

Примеры из гугляндекса — ПФ40А, PF-451, PF-441 (это первые которые попались в ответе поиска). Единственное НО — эти штуки таки стоят денег.

#15 Фаталист

Модуль выбора фаз МВФ-3М

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДУЛЯ ВЫБОРА ФАЗ

шляпа стоит 3,5к рублей, +допмонтаж. И ничего щелкать не придется. Пробовать не приходилось, но интересно, — можно будет сервер запитать через такой аппарат.

Сам думал, что АВР стоит от 300 000 р., как меня приценили полгода назад. хорошо, однако, «приценили». большое человеческое спасибо.

. а это ПФ-40А, то же самое, только уже цифровой.

Сообщение отредактировал Фаталист: 04 Март 2020 — 23:58

Делайте в вашей жизни главное. Иначе на него у вас просто не останется времени. (И.В.Курчатов)

#16 michel

#17 Sharxan

Если ноль — го. но, то так и будет автоматика переключать фазы по кругу. Треугольное одеяло — пример бесконечного цикла.

а вот в этом случае есть смысл уточнить у председателя схему электропитания кооператива вообще и гаража в частности. и немного ознакомиться с разницей понятий защитное заземление\зануление.

Возможно, есть смысл, забить собственный контур заземления (в виде кола 50х50х2000(ага 2 метра) а лучше три, по канону устройства контура заземления), занулиться..и будет ноль не хуже чем на тп. но тут надо уточнять..и да, забить кол в два метра длинны — звучит страшна но делается минут за 20 (при благоприятных условиях).

8.5. Понятия фазы и фазового перехода. Фазовые переходы первого и второго рода

Фазы — это различные однородные части физико-химических систем. Вещество однородно, когда все параметры состояния вещества одинаковы во всех его элементарных объемах, размеры которых велики по сравнению с межатомными состояниями. Смеси различных газов всегда составляют одну фазу, если во всем объеме они находятся в одинаковых концентрациях. Одно и то же вещество в зависимости от внешних условий может быть в одном из трех агрегатных состояний — жидком, твердом или газообразном. Фазы — это устойчивые состояния определенного агрегатного состояния. Понятие фазы более широкое, чем понятие агрегатного состояния.

В зависимости от внешних условий система может находиться в равновесии либо в одной фазе, либо сразу в нескольких фазах. Их равновесное существование называется фазовым равновесием.

Испарение и конденсация — часто наблюдаемые фазовые переходы воды в окружающей природе. При переходе воды в пар происходит сначала испарение — переход поверхностного слоя жидкости в пар, при этом в пар переходят только самые быстрые молекулы: они должны преодолеть притяжение окружающих молекул, поэтому уменьшаются их средняя кинетическая энергия и соответственно температура жидкости. Наблюдается в быту и обратный процесс — конденсация. Оба эти процесса зависят от внешних условий. В некоторых случаях между ними устанавливается динамическое равновесие, когда число молекул, покидающих жидкость, становится равным числу молекул, возвращающихся в нее. Молекулы в жидкости связаны силами притяжения, которые удерживают их внутри жидкости. Если молекулы, имеющие скорости, которые превышают среднюю, находятся вблизи поверхности, они могут ее покинуть. Тогда средняя скорость оставшихся молекул понизится и температура жидкости уменьшится. Для испарения при постоянной температуре нужно сообщить жидкости некоторое количество теплоты: Q = rт, где r — удельная теплота парообразования, которая уменьшается с ростом температуры. При комнатной температуре для одной молекулы воды теплота парообразования составляет 10 -20 Дж, тогда как средняя энергия теплового движения равна 6,06 • 10 -21 Дж. Это значит, что в пар переходят

молекулы с энергией, которая в 10 раз больше энергии теплового движения. При переходе через поверхность жидкости потенциальная энергия быстрой молекулы растет, а кинетическая уменьшается. Поэтому средние кинетические энергии молекул пара и жидкости при тепловом равновесии равны.

Насыщенный пар — это пар, находящийся в динамическом равновесии, соответствующем данной температуре, со своей жидкостью. Опыт показывает, что он не подчиняется закону Бойля—Мариотта, поскольку его давление не зависит от объема. Давление насыщенного пара — наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре. Процессы испарения и конденсации воды обусловливают сложные взаимодействия атмосферы и гидросферы, важные для формирования погоды и климата. Между атмосферой и гидросферой происходит непрерывный обмен веществом (круговорот воды) и энергией.

Исследования показали, что с поверхности Мирового океана, составляющего 94 % земной гидросферы, за сутки испаряется около 7 000 км 3 воды и примерно столько же выпадает в виде осадков. Водяной пар, увлекаемый конвекционным движением воздуха, поднимается вверх и попадает в холодные слои тропосферы. По мере подъема пар становится все более насыщенным, затем конденсируется, образуя дождевые капли. В процессе конденсации пара в тропосфере за сутки выделяется около 1,6-10 22 Дж теплоты, что в десятки тысяч раз превосходит вырабатываемую человечеством энергию за то же время.

Кипение — процесс перехода жидкости в пар в результате всплывания пузырьков, наполненных паром. Кипение происходит во всем объеме. Разрыв пузырьков у поверхности кипящей жидкости свидетельствует о том, что давление пара в них превышает давление над поверхностью жидкости. При температуре 100 °С давление насыщенных паров равно давлению воздуха над поверхностью жидкости (так была выбрана эта точка на шкале). На высоте 5 км давление воздуха вдвое меньше и вода закипает там при 82 °С, а на границе тропосферы (17 км) — приблизительно при 65 °С. Поэтому точка кипения жидкости соответствует той температуре, при которой давление ее насыщенных паров равно внешнему. Слабое поле тяготения Луны (ускорение свободного падения у ее поверхности равно всего 1,7 м/с 2 ) не способно удержать атмосферу, а при отсутствии атмосферного давления жидкость мгновенно выкипает, поэтому лунные «моря» безводны и образованы застывшей лавой. По той же причине безводны и марсианские «каналы».

Вещество может находиться в равновесии и в разных фазах. Так, при сжижении газа в состоянии равновесия фаз объем может быть каким угодно, а температура перехода связана с давлением насыщенного пара. Кривая равновесия фаз может быть получена при проекции на плоскость (р, Т) области перехода в жидкое состояние. Аналитически кривая равновесия двух фаз определяется из решения дифференциального уравнения Клаузиуса—Клапейрона. Аналогично можно получить кривые плавления и возгонки, которые соединяются в одной точке плоскости (р, Г), в тройной точке (см. рис. 7.1), где в определенных пропорциях находятся в равно-

весии все три фазы. Тройной точке воды соответствует давление 569,24 Па и температура -0,0075 °С; углекислоты — 5,18 • 10 5 Па и 56,6 °С соответственно. Поэтому при атмосферном давлении р, равном 101,3 кПа, углекислота может быть в твердом или газообразном состоянии. При критической температуре физические свойства жидкости и пара становятся одинаковыми. При температурах выше критической вещество может быть только в газообразном состоянии. Для воды — Т= 374,2 °С, р = 22,12 МПа; для хлора — 144 °С и 7,71 МПа соответственно.

Температурами перехода называют температуры, при которых происходят переходы из одной фазы в другую. Они зависят от давления, хотя и в различной степени: температура плавления — слабее, температуры парообразования и сублимации — сильнее. При нормальном и постоянном давлениях переход происходит при определенном значении температуры, и здесь имеют место точки плавления, кипения и сублимации (или возгонки).

Переход вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное можно наблюдать, например, в оболочках кометных хвостов. Когда комета находится далеко от Солнца, почти вся ее масса сосредоточена в ее ядре, имеющем размеры 10—12 км. Ядро окружено небольшой оболочкой газа — это голова кометы. При приближении к Солнцу ядро и оболочка кометы начинают нагреваться, вероятность сублимации растет, а десублимации (обратного ей процесса) — уменьшается. Вырывающиеся из ядра кометы газы увлекают за собой твердые частицы, голова кометы увеличивается в объеме и становится газопылевой по составу. Давление околокометного ядра очень низкое, поэтому жидкая фаза не возникает. Вместе с головой растет и хвост кометы, который вытягивается в сторону от Солнца. У некоторых комет он достигает в перигелии сотен миллионов километров, но плотности в кометном веществе ничтожны малы. При каждом подходе к Солнцу кометы теряют большую часть своей массы, в ядре сублимируют все более летучие вещества, и постепенно оно рассыпается на метеорные тела, образующие метеорные потоки. За 5 млрд лет существования Солнечной системы так закончили свое существование множество комет.

Весной 1986 г. в космос для исследования кометы Галлея были направлены автоматические советские станции «Вега-1» и «Вега-2», которые прошли на расстоянии от нее 9000 и 8200 км соответственно, а станция НАСА «Джотто» — на расстоянии всего 600 км от ядра кометы. Ядро имело размеры 14 х 7,5 км, темный цвет и температуру около 400 К. Когда космические станции прошли через голову кометы, сублимировало около 40 000 кг ледяного вещества за 1 с.

Поздней осенью, когда после сырой погоды наступает резкое похолодание, на ветвях деревьев и на проводах можно наблюдать

иней — это десублимировавшиеся кристаллики льда. Подобное явление используют при хранении мороженого, когда углекислота охлаждается, так как переходящие в пар молекулы уносят энергию. На Марсе явления сублимации и десублимации углекислоты в полярных шапках играют такую же роль, что и испарение — конденсация в атмосфере и гидросфере Земли.

Теплоемкость стремится к нулю при сверхнизких температурах, как установил Нернст. Отсюда Планк показал, что вблизи абсолютного нуля все процессы протекают без изменения энтропии. Построенная Эйнштейном теория теплоемкости твердых тел при низких температурах позволила сформулировать результат Нернста как третье начало термодинамики. Наблюдаемые при низких температурах необычные свойства веществ — сверхтекучесть и сверхпроводимость — нашли объяснение в современной теории как макроскопические квантовые эффекты.

Фазовые переходы бывают нескольких родов. Во время фазового перехода температура не меняется, но меняется объем системы.

Фазовыми переходами первого рода называют изменения агрегатных состояний вещества, если: температура постоянна во время всего перехода; меняется объем системы; меняется энтропия системы. Чтобы произошел такой фазовый переход, нужно данной массе вещества сообщить определенное количество теплоты, соответствующее скрытой теплоте превращения.

В самом деле, при переходе из более конденсированной фазы в фазу с меньшей плотностью нужно сообщить некоторое количество энергии в форме теплоты, которое пойдет на разрушение кристаллической решетки (при плавлении) или на удаление молекул жидкости друг от друга (при парообразовании). Во время преобразования скрытая теплота расходуется на преодоление сил сцепления, интенсивность теплового движения не изменяется, в результате температура остается постоянной. При таком переходе степень беспорядка, а следовательно, и энтропия возрастают. Если процесс идет в обратном направлении, то скрытая теплота выделяется.

Фазовые переходы второго рода связаны с изменением симметрии системы: выше точки перехода система, как правило, обладает более высокой симметрией, как показал в 1937 г. Л.Д.Ландау. Например, в магнетике спиновые моменты выше точки перехода ориентированы хаотически, и одновременное вращение всех спинов вокруг одной оси на одинаковый угол не изменяет свойств системы. Ниже точки перехода спины имеют некоторую преимущественную ориентацию, и одновременный их поворот меняет направление магнитного момента системы. Ландау ввел коэффициент упорядочения и разложил термодинамический потенциал в точке перехода по степеням этого коэффициента, на основе чего построил классификацию всех возможных типов перехо-

дов, а также теорию явлений сверхтекучести и сверхпроводимости. На этой основе Ландау и Лифшиц рассмотрели много важных задач — переход сегнетоэлектрика в параэлектрик, ферромагнетика — в парамагнетик, поглощение звука в точке перехода, переход металлов и сплавов в сверхпроводящее состояние и др.

Расчет термодинамических свойств системы на основе статистической механики предполагает выбор определенной модели системы, и чем сложнее система, тем проще должна быть модель. Е. Изинг предложил модель ферромагнетика (1925) и решил задачу об одномерной цепочке с учетом взаимодействия с ближайшими соседями для любых полей и температур. При математическом описании таких систем частиц с интенсивным взаимодействием выбирается упрощенная модель, когда происходит взаимодействие только парного типа (такая двумерная модель названа решеткой Изинга). Но фазовые переходы не всегда удавалось рассчитать, вероятно, из-за каких-то неучтенных явлений, общих для систем многих частиц, причем не имеет значения природа самих частиц (частицы жидкости или магниты). Л.Онсагер дал точное решение для двумерной модели Изинга (1944). Он поместил в узлах решетки диполи, которые могут ориентироваться только двумя способами, а каждый такой диполь может взаимодействовать только с соседом. Получилось, что в точке перехода теплоемкость обращается в бесконечность по логарифмическому закону симметрично по обе стороны точки перехода. В дальнейшем оказалось, что этот вывод весьма важен для всех фазовых переходов второго рода. Работа Онсагера показала, что метод статистической механики позволяет получить новые результаты для фазовых превращений.

Фазовые переходы второго, третьего и т.д. родов связаны с порядком тех производных термодинамического потенциала Ф, которые испытывают конечные изменения в точке перехода. Такая классификация фазовых превращений связана с работами физика-теоретика П. Эренфеста. В случае фазового перехода второго рода в точке перехода испытывают скачки производные второго порядка: теплоемкость при постоянном давлении Ср = , сжимаемость , коэффици-

ент теплового расширения , тогда как пер-

вые производные остаются непрерывными. Это означает отсутствие выделения (поглощения) теплоты и изменения удельного объема.

Квантовую теорию поля начали использовать для расчетов систем частиц только в 70-е гг. XX в. Система рассматривалась как решетка с меняющимся шагом, что позволяло менять точность вычислений и приближаться к описанию реальной системы и использовать ЭВМ. Американский физик-теоретик К. Вильсон, применив новую методику расчетов, получил качественный скачок в понимании фазовых переходов второго рода, связанных с перестройкой симметрии системы. Фактически он связал квантовую механику со статистической, и его работы получили фунда-

ментальное значение. Они применимы и в процессах горения, и в электронике, и в описании космических явлений и ядерных взаимодействий. Вильсон исследовал широкий класс критических явлений и создал общую теорию фазовых переходов второго рода.

Как переходить от одной фазы к другой?

Один потребитель запитать от одной фазы, другой — от другой. В чем состоит вопрос-то, не понял.

А вообще так не рекомендуют делать, поскольку между потребителями окажется не 220, а 380, а питающий сетевой транс внутри может быть не расчитан на такое. И если обе коробки стоят на одном столе и Вы прикоснетесь к ним руками одновременно. Хорошо если заземлено. Впрочем, тоже хорошего не много.

Для развязки лучше использовать развязывающий трансформатор.

Фазовые переходы первого и второго рода

  1. А обе части второго уравнения умножим на коэффициент при из первого уравнения, т.е. 1.
  2. Анизотропные фазовые пластинки
  3. Биогеохимический цикл углерода.
  4. Виды покрытий поверхности на территории города.
  5. ВСКАРМЛИВАНИЕ РЕБЁНКА ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ
  6. Выписать в рецепте раствор перекиси водорода. Охарактеризовать лекарственное средство.
  7. Выразим и через свободные неизвестные и , которые могут принимать произвольные значения. Из второго уравнения
  8. Г. С. Сковорода.
  9. Глобальные модели второго поколения – нормативный подход
  10. Глобальные модели первого поколения–прогнозирование
  11. Говоря об экономических отношениях, Конституцию, как главный регулятор этих отношений, следует рассматривать как договор субъектов Главы государства и народа.
  12. Города.

Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Запишем уравнения полных дифференциалов молярных энергий Гиббса в равновесных фазах 1 и 2:

где Si, Vi – молярные энтропии и объемы соответствующих фаз. Из условия равновесия (5.7) dG1 = dG2 получаем

Учитывая, что превращение фаз рассматривалось как равновесное и изотермическое, то

где ΔtrН – теплота фазового превращения, поглощаемая (или выделяемая) при переходе 1 моль вещества из одной фазы в другую при температуре Т. Аналогично изменение объема при переходе 1 моль вещества из одной фазы в другую равно

Поэтому уравнение (5.9) можно записать в виде

Уравнение (5.10) является термодинамическим уравнением, описывающим зависимость темературы фазового перехода от давления, и называется уравнением Клапейрона-Клаузиуса.

Фазовые превращения или фазовые переходы – это переходы вещества из одного фазового состояния в другое при изменении параметров, характеризующих термодинамическое равновесие. Значение температуры, давления или каких-либо других параметров, при которых происходит фазовый переход, называют точкой фазового перехода. Различают переходы двух родов.

При фазовом переходепервого рода(плавление, испарение, сублимация, переход из одной кристаллической модификации в другую) меняются скачком свойства, выражаемые первыми производными энергии Гиббса по температуре, давлению и другим параметрам, при непрерывном изменении этих параметров. Наиболее часто в термодинамике рассматривают изменение (скачок) энтропии и объема:

Температурные зависимости энергии Гиббса, энтропии и объема при фазовых переходах первого рода схематически представлены на рис. 5.1.

При фазовых переходах первого рода в единице массы выделяется или поглощается определенное количество теплоты, называемое теплотой фазового перехода ΔtrН. Для фазовых переходов первого рода характерны перегрев (переохлаждение) одной из фаз, необходимый для образования зародышей другой фазы и протекания фазового перехода с конечной скоростью. Одна и та же фаза может существовать по обе стороны от точки перехода, поэтому в точке фазового перехода первого рода энергия Гиббса как функция параметров состояния непрерывна.

Рис. 5.1. Зависимость G, S, V от температуры при фазовых переходах

При фазовых переходах второго рода первые производные энергии Гиббса по температуре и давлению (энтропия, объем) непрерывны, а вторые производные (теплоемкость, термодинамические коэффициенты расширения и сжатия) при непрерывном изменении параметров состояния меняются скачком:

Зависимости термодинамических параметров от температуры в области фазового перехода второго рода схематически представлены на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Зависимости термодинамических свойств от температуры

при наличии фазового перехода второго рода.

Теплота при фазовых переходах второго рода не поглощается и не выделяется. К фазовым переходам второго рода относятся: переходы парамагнетик – ферромагнетик, параэлектрик – сегнетоэлектрик, парамагнетик – антиферромагнетик, переход металлов и сплавов из нормального в свехпроводящее состояние.

Из фазовых переходов первого рода подробнее рассмотрим плавление и испарение.

Дата добавления: 2020-01-04 ; Просмотров: 3291 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Подключение к разным фазам

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 788

Один очень умный человек на днях доказывал мне это.
Тем не менее, то ли от недостатка знаний, то ли по привычке у меня возникли сомнения в правильности его утверждений.

Итак, он убеждён, что если:
включить, допустим, компьютер в одну фазу трёхфазной сети, принтер — в другую, а затем подключить с помощью USB или какого другого кабеля принтер к компьютеру, то из-за такого подключения может случиться короткое замыкание или другое подобное событие, могущее вывести одно из этих устройств из строя.

Хотелось бы почитать ваши мнения по этому поводу.

Уточнения к условиям «эксперимента»:
никаких особых условий не предусматривается. Имеется помещение со штатными розетками 220 В от разных фаз.

Сообщение отредактировал Bombaster: 26.09.2009 — 20:43

  • почтенный теронозавр
  • Группа: Модераторы
  • Сообщений: 2 780
QUOTE (Bombaster @ 26 сентября 2009, 20:22)
включить, допустим, компьютер в одну фазу трёхфазной сети, принтер — в другую, а затем подключить с помощью USB или какого другого кабеля принтер к компьютеру, то из-за такого подключения может случиться короткое замыкание или другое подобное событие, могущее вывести одно из этих устройств из строя.
  • форумчанин со стажем
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 1 525
  • рядовой пользователь
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 788
QUOTE (Князев Александр @ 26 сентября 2009, 20:53)
Нет проблем с трехфазной цепью, есть проблема заземления. И на двухфазной цепи полно случаев.
QUOTE (paha @ 26 сентября 2009, 20:49)
Питание и интерфейс устройств не связаны.
  • Измеритель верёвочками
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 3 445

Короткого замыкание в прямом смысле слова не будет. А будет вот что: Чтобы не было пробоя в трансформаторе источника питания «горячую» землю (землю первичных цепей импульсного источника) соединяют через конденсатор со вторичной землёй (корпусом компьютера). А также на горячую землю «садят» два конденсатора первичного фильтра, которые вторым концом соединены с фазой и нулём. Поэтому на корпусе компьютера мы получаем напряжение относительно земли или нуля, равное половине напряжения сети.

Именно поэтому нас торкает, если взяться за корпус компьютера и, например, батарею или водопроводную трубу. Ток там небольшой, но торкает прилично.

Если два устройства с импульсными источниками включить в разные фазы, то на их вторичных землях, ака корпусах, будет одинаковое напряжение относительно земли или нуля, но со сдвигом фаз. Т.е. из-за сдвига фаз в сети, между корпусами приборов, включенных в разные фазы будет порядка 100 вольт (это не половина напряжения сети, получается именно из-за сдвига фаз напряжения в разных фазах сети).

Если вы в этом случае на горячую подцепите USB принтер, то с вероятностью 99% убьёте USB интерфейс. Если же вы сначала соедините земли принтера и компа, а потом включите в сеть, то между землями (корпусами) будет перетекать уравнивающий ток. Если импульсные источники спроектированы правильно, то они будут работать. Если же у вас дешёвое китайское говно, то оно скажет ОЙ!

А вообще, в квартире запрещено использовать несколько фаз в приборах, которые не имеют заземления. По новому ПУЭ зануление больше не допускается.

Все данные проблемы снимаются при использовании честного заземления. При использовании зануления в случае наличия нескольких фаз в квартире и приборов с импульсными источниками или фильтрами ака ПИЛОТ, вы ещё только усугубите ситуацию, подвергая свою жизнь смертельной опасности.

Сообщение отредактировал Alteron: 26.09.2009 — 20:53

Как переходить от одной фазы к другой?

Трехфазные цепи или в чем отличие фазы от ноля?

Автор: Atomik
Опубликовано 01.01.1970

Понятия ФАЗА и НОЛЬ вытекают из темы ТРЕХФАЗНЫЕ (в дальнейшем — ) ЦЕПИ, потому рассмотрим их подробно.

Что это такое вообще? А вот что:
Если соединить несколько однофазных цепей (состоят из генератора, нагрузки и двух проводов линии: прямого и обратного), токи в которых имеют одну частоту, но сдвинуты относительно друг друга по фазе, то можно получить такое условие, когда сумма токов в обратных проводах будет равна нулю. Тогда можем объединить все обратные провода в один и отказаться от них, тем самым сэкономив на материале провода (можно купить еще вискаса!(К черту вискас — осетрину давай! Здесь и далее прим. Кота.)). Эта возможность и дала основание для распространения многофазных цепей, в частности при производстве и передаче электроэнергии применяются почти исключительно 3Ф цепи. Кстати, все основные звенья 3Ф цепей (3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель) были разработаны русским инженером Доливо-Добровольским еще в 1880-е годы! Причина распространения 3Ф систем также в том, что 3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель наиболее просты по конструкции, экономичны и надежны в работе по сравнению с другими.

3Ф система электрических цепей — совокупность трех однофазных цепей, в которых действует ЭДС одной и той же частоты, но сдвинуты на угол 120° одна от другой. Отдельную цепь из этих трех называют ФАЗА.
ФАЗА, это участок, по оторому течет один и тот же ток.
3Ф система ЭДС является симметричной, если эти ЭДС сдвинуты относительно друг друга на 120° и имеют равные амплитуды. 3Ф генераторы на электростанциях создают именно симметричную систему ЭДС.

3Ф нагрузка является симметричной, если комплексные сопротивления всех трех ее ФАЗ равны. Если к симметричной нагрузке приложена симметричная система ЭДС, будет иметь место 3Ф симметричная система токов.

Одни выводы фазных обмоток генератора условно называют начала и обозначают на схемах ABC, а другие — концы и обозначают XYZ.

Порядок, в котором ЭДС фаз генератора проходят через одинаковые значения называется чередования фаз.

Сумма ЭДС симметричной системы в любой момент времени равна 0.

Способов соединения ФАЗ в 3Ф цепях два: треугольником и звездой.
Соединение звезда, это соединение, при котором концы XYZ фазных обмоток генератора соединяют в общий узел, называемый НЕЙТРАЛЬНАЯ или НУЛЕВАЯ точка генератора (N или O). Соединение звездой показано на рисунке №1.
Соединение ФАЗ генератора в звезду:

Соединение ФАЗ генератора в треугольник, это такое соединение, при котором начало одной ФАЗЫ было соединено с концом следующей.

При отсутствии нагрузки, (т.е. при разомкнутых выводах генератора) в обмотках генератора, соединенных в треугольник, ток не течет т.к. сумма симметричных ЭДС дает «0».
Исходя из этого возможно только четыре соединения генератора с приемником:
1. треугольник — треугольник
2. треугольник — звезда
3. звезда — треугольник
4. звезда — звезда

Но, это было бы правдой, если бы не нейтральная (нулевая) точка, возникающая при соединении звездой. Ведь средние точки можно тоже соединить. Получаем еще один способ:
5. звезда — звезда, с нейтралью. (Y+Yn) Он-то нам и нужен! Вот это соединение:

Тут я много чего понаписал, объясняю:

Комплексное (с точкой) Ua, Ub, Uc — фазные напряжения.
Комплексное Uab, Ubc, Uca — линейные напряжения.
Комплексный Ia, Ib, Ic — Линейные токи (показывают от генератора к приемнику).
Комплексное In — показывают от приемника к генератору, по сути нейтраль (тот самый НОЛЬ в розетке) является обратным проводом.

А теперь самое интересное (в свое время меня поразило)
По второму закону Кирхгофа:

Uab = Ua — Ub
Ubc = Ub — Uc
Uca = Uc — Ua
Из этого следует, что:
Uab + Ubc + Uca = 0 ! (в симметричном режиме)
По первому закону Кирхгофа:
Ia + Ib + Ic = In
В симметричном режиме In = 0
Следовательно в симметричном режиме нейтраль не нужна!

Если внимательно рассмотреть векторную диаграмму, представленную на рисунке, то станет ясен вопрос, который тревожит очень многих: почему именно 220В, а не 200 или 250 и т.д. Или в общем виде: «почему шкала стандартных напряжений приемников выглядит, как 127, 220, 380, 660». А вот почему.
Посмотрим снова на рисунок №4, что мы видим? Рассмотрим вектор напряжения Uab.
Uab = Ua*cos30° + Ub*cos30° = 2 Uф*cos30° = sqrt3*Uф
Uл = sqrt3*Uф
, это разность потенциалов между проводом линии и нейтралью.
, это Напряжение между двумя линейными проводами (межфазное).

Теперь возьмем, к примеру, 220 вольт как Uф, вычисляя Uл получим 381,05 Вольт Возьмем эти за Uф 381,05 и снова вычислим, получим 659,99 вольт. И так далее. Вот откуда эти мистические цифры — из углов сдвига ФАЗ и математики!
Итак, при симметричной нагрузке нейтраль не нужна, так, как тока в ней все равно не будет. Тогда 3Ф система буде трехпроводной, что дает экономию на материале 50% по сравнению с однофазной (при одной и той же передаваемой мощности). На практике 3Ф нагрузка встречается (3Ф двигатель), однако даже в такой 3Ф цепи все равно возможен несиметричный режим, который, к примеру может быть вызван обрывом одной из фаз, или там несимметричный КЗ (между двумя фазами).
При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрали потенциал нейтральной точки нагрузки не будет равен нулю. Его можно определить по методу двух узлов находя смещение нейтрали:

Из схемы без нейтрали (рисунок №-1) видно, что в соответствии со вторым законом Кирхгофа фазные напряжения не будут равны ЭДС истояника на величину смещения нейтрали.

ВД для несимметричного режима без нейтрали:

При отсутствии нейтрали нарушается симметрия фазных напряжений. При любом изменении в одной из фаз точка n будет двигаться по плоскости перетаскивая за собой вектора фазных напряжений. Короче — дело дрянь. По этому поводу мне как-то сказали: хочешь увидеть фейерверк — перережь нейтральный провод в доме напротив �� В результате при изменении нагрузки только одной из фаз изменяются все три фазных непряжения. Работа фаз не будет назависимой, это недопустимо, так как потребители, вкдюченные в разные фазы рассчитаны на работу при определенном Uф.

Для устранения такой зависимости одной фазы от другой, т.е. для обеспечения симметрии фазных напряжений при несимметричной нагрузке и предназначен нейтральный провод.

Несмотря на отсутствие разности потенциалов на нейтрали по ней будет протекать ток, вызванный несимметрией нагрузки. Короче «лишний ток» стекает по нейтрали.
Почему нейтраль называют землей? Потому, что на электростанции нулевая точка генератора заземлена, т.е. буквально провод закопан в землю. Это сделано для страховки.
Ну, а если кого-то заинтересует вопрос: «Как же это все работает на практике?», то вот упрощенная схема питания наших с вами квартир от электростанции.

От 3Ф генератора энергия идет к 3Ф трансформатору (тот, что у нас на подстанции) а от него уже поступает к нам в розетки на стене (на схеме потребители обозначены символом резисторов и подписаны, как 3Ф нагрузка)

И в завершение, пройдемся по главному из данной темы. Итак, выводы:
а) ФАЗА и НОЛЬ совершенно разные вещи! (Теперь мы знаем, что НОЛЬ, в общем может быть и не нужен, соединим все обратные провода из розеток по три штуки в одну точку и все, главное, чтоб нагрузка симметричная была, но вот ФАЗА нужна обязательно. Значит различия все-таки есть ��
б) ФАЗА фактически есть участок, по которому течет один и тот же ток. В розетке, же, на стене, это провод по которому ток к нам идет от генератора. (в отличие от НОЛЯ по которому тот стекает обратно к генератору, в его нулевую точку) Можно также сказать, что это один из трех переменных токов, вырабатываемых 3Ф генератором.
в) НОЛЬ (он же нейтраль) фактически есть провод, соединяющий нулевую точку генератора и нулевую точку нагрузки.
г) НОЛЬ буквально заземлен, но на электростанции.
д) Преимущество схемы YN в том, что она дает возможность подключения на 2 напряжения: между двумя линейными проводами и между фазой и нейтралью. ТАД (3Ф асинхронный двигатель U1 = 380/220)
е) При соединении фаз нагрузки в треугольник, каждая фаза находится под линейным напряжением, а при соединении в звезду под напряжением в раз меньше.
ж) При любой схеме соединения, в случае симметричного режима расчет 3Ф цепи сводится к расчету одной из фаз.
з) На практике указывают линейные напряжения и токи, поскольку не всегда есть доступ для приборов к нейтральной точке приемника.

Это все основные моменты о 3Ф цепях. Есть, что добавить? Пишите.

Форум АСУТП

Клуб специалистов в области промышленной автоматизации

  • обязательно заполнить свой профиль на русском языке кириллицей
  • не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему — вместо этого создать новую тему
  • дублирование сообщений приравнивается к спаму
  • за поиск и предложение пиратского ПО — бан без предупреждения
  • рекламу и частные объявления мы не размещаем ни на каких условиях

Что будет если замкнуть две одноименные фазы от разных ПС

Что будет если замкнуть две одноименные фазы от разных ПС

Сообщение KIV » 31 май 2020, 18:27

Re: Что будет если замкнуть две одноименные фазы от разных П

Сообщение Ryzhij » 31 май 2020, 21:52

Re: Что будет если замкнуть две одноименные фазы от разных П

Сообщение Jackson » 07 июн 2020, 10:47

А почему вообще возник такой вопрос?

Запомните: нельзя так делать, никогда и ни при каких обстоятельствах. Блокировка от этого должна быть максимально возможной (механическая лучше всего, но не отменяет и электрической).

По сути, если такое случится, то Вы пропустите через свой вшивенький (по сравнению с суммарной мощностью обоих ТП) кабель, автомат и контактор (если есть) весь уравнительный ток между этими двумя ТП. Он может быть величиной от нуля и до бесконечности, без устойчивого состояния равновесия (имеем два источника энергии с астатическими характеристиками). Ну а что произойдет при резком возникновении такого тока — это Вы в своей сети сами догадаетесь где что отключится и возможно отгорит или сварится.

Не надо даже задумываться о такой вероятности — не допускайте этого и всё.

Добавить комментарий