तीन-चरण प्रणालियों में तटस्थ कंडक्टर का उद्देश्य
बिजली आपूर्ति की सबसे महत्वपूर्ण आर्थिक समस्याओं में से एक विद्युत नेटवर्क के तारों के वजन को किसी दिए गए संचरित शक्ति और नेटवर्क में नुकसान का एक निश्चित प्रतिशत कम करना है। यह न केवल नेटवर्क में वोल्टेज बढ़ाकर प्राप्त किया जा सकता है, बल्कि कई स्वतंत्र नेटवर्कों को मिलाकर भी प्राप्त किया जा सकता है, और कुछ तारों में एक दूसरे को क्षतिपूर्ति करने वाली धाराएँ बनाना संभव है। इससे तारों की संख्या या उनके क्रॉस-सेक्शन को कम करना संभव हो जाता है।
पहले से ही इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विकास के पहले वर्षों में, जब निरंतर वोल्टेज पर ऊर्जा का संचरण किया गया था, तो इस विचार का उपयोग तथाकथित में किया गया था। तीन तार प्रणाली, डोलिवो-डोब्रोवल्स्की द्वारा प्रस्तावित.
बता दें कि निरंतर वोल्टेज यू के दो समान (वोल्टेज और शक्ति के संदर्भ में) स्रोत हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने उपयोगकर्ताओं की सेवा करता है।
नेटवर्क में चार तार होते हैं।यदि आप दो तारों को तथाकथित समकारी (तटस्थ) तार में जोड़ते हैं, तो इसमें विपरीत दिशा वाली धाराओं को जोड़ दिया जाएगा, जिससे तार के क्रॉस-सेक्शन को काफी कम किया जा सकता है।
तीन-तार प्रणाली
एक सममित भार (I1 = I2) के साथ, समकारी तार अनावश्यक है, और तारों में बचत 50 ° तक पहुँच जाती है। जब लोड बदलते हैं (तार को बराबर किए बिना), तो वोल्टेज उनके बीच पुनर्वितरित हो जाएगा, जो अवांछनीय है।
समकारी कंडक्टर असममित वोल्टेज वितरण को काफी कम कर देता है। यदि स्रोतों के आंतरिक प्रतिरोध और रेखा के प्रतिरोध की उपेक्षा करना संभव है, तो विषमता लगभग पूरी तरह से समाप्त हो जाती है। इसी तरह का विचार मल्टीफ़ेज़ अल्टरनेटिंग करंट सिस्टम के निर्माण को रेखांकित करता है।
एक पॉलीपेज़ सममित प्रणाली समान आयाम और आवृत्ति के कई वैकल्पिक वोल्टेज का एक सेट है, जो समय के साथ सममित रूप से चरण से बाहर है। एक तीन-चरण प्रणाली ने व्यावहारिक प्रचलन प्राप्त कर लिया है (देखें - तीन चरण ईएमएफ प्रणाली).
एकल-चरण प्रणाली की तुलना में तीन-चरण (और किसी भी पॉलीफ़ेज़) प्रणाली के कई फायदे हैं: यह आपको विद्युत नेटवर्क के तारों में वजन जोड़ने की अनुमति देता है, मोटर पर अधिक समान भार प्रदान करता है, विद्युत तीन को घुमाता है- चरण वोल्टेज जनरेटर, और अंत में आपको एक विस्तृत घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने की अनुमति देता है इलेक्ट्रिक मोटर्स में उपयोग किया जाता है।
यदि तीन-चरण प्रणाली के बजाय एकल-चरण प्रणाली (समान शक्ति और समान वोल्टेज के साथ) का उपयोग किया जाता है, तो केवल दो तारों की आवश्यकता होगी, लेकिन उनके क्रॉस-सेक्शन को तीन गुना वर्तमान पर निर्भर रहना होगा।एकल-चरण प्रणाली की तुलना में, तीन-चरण प्रणाली तार के वजन में 30-40% की बचत करती है।
यहां भी देखें: थ्री फेज करंट सिंगल फेज से बेहतर है
जनरेटर के स्विचिंग सर्किट (आमतौर पर उपयोगकर्ता के लिए अज्ञात) के बावजूद, तीन-चरण प्रणाली का भार भी दो तरीकों से जोड़ा जा सकता है - डेल्टा या स्टार।
पहले मामले में, प्रत्येक उपयोगकर्ता पर वोल्टेज लाइन वोल्टेज के बराबर होता है और लोड की समरूपता टूटने पर नहीं बदलता है।उपयोगकर्ता (चरण) में वर्तमान लाइन में वर्तमान से भिन्न होता है।
जब उपभोक्ता स्टार से जुड़े होते हैं, तो प्रत्येक लोड में करंट संबंधित लाइन करंट के बराबर होता है, लेकिन प्रत्येक लोड (फेज) पर वोल्टेज लाइन से अलग होता है।
यह सभी देखें -स्टार और डेल्टा कनेक्शन के लिए वोल्टेज, करंट और पावर वैल्यू
जब भार बदलते हैं, तो धाराएँ स्वचालित रूप से पुनर्वितरित हो जाती हैं और उनका योग (भार के सामान्य बिंदु पर प्राप्त) हमेशा गायब हो जाता है। इसी समय, असमान भार के बीच तनाव का एक समान पुनर्वितरण होता है।
तटस्थ कंडक्टर (भार के सामान्य बिंदु से जुड़ा) होने पर यह नुकसान समाप्त हो जाता है, क्योंकि यह तीन चरण धाराओं के योग को गैर-शून्य रहने की अनुमति देता है, अर्थात। असंतुलित भार में, तीन चरण प्रणाली का तटस्थ कंडक्टर निरंतर लोड वोल्टेज बनाए रखने में मदद करता है।