Nulljuhi otstarve kolmefaasilistes süsteemides
Toiteallika üks olulisemaid majandusprobleeme on elektrivõrgu juhtmete kaalu vähendamine antud edastatava võimsuse ja teatud protsendi kadudest võrgus. Seda on võimalik saavutada mitte ainult võrgu pinge suurendamisega, vaid ka mitme sõltumatu võrgu kombineerimisega ning mõnes juhtmes on võimalik tekitada üksteist kompenseerivaid voolusid. See võimaldab vähendada kas juhtmete arvu või nende ristlõiget.
Juba elektrotehnika arengu esimestel aastatel, kui energia ülekandmine toimus konstantsel pingel, kasutati seda ideed nn. kolme juhtmega süsteem, pakkus välja Dolivo-Dobrovolski.
Olgu kaks identset (pinge ja võimsuse poolest) konstantse pinge U allikat, millest igaüks teenindab oma kasutajaid.
Võrk koosneb neljast juhtmest.Kui kombineerite nn tasandus- (null-) juhtmes kaks juhet, siis selles summeeritakse vastassuunalised voolud, nii et traadi ristlõiget saab oluliselt vähendada.
Kolme juhtmega süsteem
Sümmeetrilise koormuse korral (I1 = I2) pole tasandustraati vaja ja juhtmete kokkuhoid ulatub 50 ° -ni. Kui koormused muutuvad (ilma tasandusjuhtmeta), jaotatakse pinge nende vahel ümber, mis on ebasoovitav.
Tasandusjuht vähendab oluliselt asümmeetrilist pingejaotust. Kui on võimalik ignoreerida allikate sisemist takistust ja liini takistust, on asümmeetria peaaegu täielikult kõrvaldatud. Sarnane idee on mitmefaasiliste vahelduvvoolusüsteemide ehitamise aluseks.
Mitmefaasiline sümmeetriline süsteem on mitme võrdse amplituudi ja sagedusega vahelduvpinge kogum, mis on ajas sümmeetriliselt faasist väljas. Kolmefaasiline süsteem on saanud praktilise leviku (vt — Kolmefaasiline EMF-süsteem).
Kolmefaasilisel (ja mis tahes mitmefaasilisel) süsteemil on ühefaasilise süsteemiga võrreldes mitmeid eeliseid: see võimaldab lisada elektrivõrgu juhtmetele kaalu, tagab mootori ühtlasema koormuse, pöörleva elektrilise kolme- faasipinge generaator ja lõpuks võimaldab teil luua laia pöörleva magnetvälja kasutatakse elektrimootorites.
Kui kolmefaasilise süsteemi asemel kasutatakse ühefaasilist (sama võimsuse ja sama pingega) süsteemi, on vaja ainult kahte juhet, kuid nende ristlõige peab tuginema kolmekordsele voolule.Võrreldes ühefaasilise süsteemiga säästab kolmefaasiline süsteem traadi kaalust 30-40%.
Vaata ka siit: Kolmefaasiline vool on parem kui ühefaasiline vool
Sõltumata generaatori lülitusahelast (tavaliselt kasutajale teadmata), saab kolmefaasilise süsteemi koormust ühendada ka kahel viisil - kolmnurga või tähega.
Esimesel juhul on pinge igal kasutajal võrdne liinipingega ega muutu koormuste sümmeetria katkemisel.Voolus kasutajas (faasis) erineb liini voolust.
Kui tarbijad on tähega ühendatud, on iga koormuse vool võrdne vastava liinivooluga, kuid pinge igal koormusel (faasil) on liinist erinev.
Vaata ka -Pinge, voolu ja võimsuse väärtused täht- ja kolmnurkühenduste jaoks
Koormuste muutumisel jaotuvad voolud automaatselt ümber ja nende summa (saadud koormuste ühises punktis) kaob alati. Samal ajal toimub ebaühtlaste koormuste vahel vastav pingete ümberjaotumine.
See puudus kõrvaldatakse neutraaljuhi olemasolul (ühendatud koormuste ühise punktiga), kuna see võimaldab kolme faasivoolu summal jääda nullist erinevaks, s.t. tasakaalustamata koormuse korral aitab kolmefaasilise süsteemi nulljuht hoida püsivat koormuspinget.