Sulakkeista

pahakala

Jäsen
Osaako joku tietävämpi sanoa kuinka lasketaan 3-vaihevirran sulakkeiden tehonkesto?
Normaalistihan (valovirralla, 220V), esim. 10A sulake kestää 10Ax220V = 2200W, mutta
mitenkäs kun 3-vaihevirralle on 3x10A sulaketta?? Paljonko nuo kestävät?
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Kun kolmivaiheinen kuorma on kytketty vaiheiden välille, niin jännite on neliöjuuri(3)*220=380 V. Siis yksi 10-amperinen kestää 3800 W.
Joku paksuvirtamies voinee vahvistaa tuon.
 

Kari

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Kyllä se kolmivaiheinen teho lasketaan käytännössä 230V*10A=2300VA joka kerrotaan kolmella eli lopputulos on 6900VA.
Teukan mainitsemaa kahdenvaiheen välistä tilannetta ei tule vastaan kuin teollisuudessa ja sielläkin lähinnä ohjausjännitteen käyttönä ja yleensä sekin otetaan muuntajan kautta. Kolmivaihe moottorissa toki vaihejännitteiden väli on 400V mutta juuri vaiheerosta johtuen 400V ei ole kaikissa käämeissä samanaikaisesti joten jos mitataan yhden vaiheen virta esim 10A niin kokonaistehon laskennassa voidaan silti käyttää 3*230*10 laitoin vaan pelkät luvut koska nyt tulisi jo huomioida cosinit sun muut
jos teho halutaan tietää mutta pyöreästi ottaen tavalliselle tallaajalle vastaus on 6900W
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Tuli nyt puheeksi tämä kolmivaihe. Laskeskelin kerran varaajan lämmitysvastuksen kytkentää kolmeen vaiheeseen. Senhän voi tehdä ns. kolmiona tai tähtenä. Jälkimmäinen tarkoittaa, että jokainen vaihe kytketään nollaa vasten yksivaiheisena eli siinä on kolme yksivaiheista kuormaa ja teho on pienempi kuin kolmiokytkennässä. Kolmiota piti vähän pyöritellä, ja sitten se tympäisi. Sain kyllä vastauksen, mutta sanokaahan virtamiehet, miten te käytännössä näette tähden ja kolmion eron, kun niissä on samat vastukset käytössä.

Kumpiko kytkentä on esim. kiukaassa?
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

Tämän asian voi ajatella seuraavastikin: kun maalaisjärjellä ajatellen yhdestä 10A:n propusta saa ulos 2300W, niin kolmesta saa tosiaankin 6900W.

Pääjännite-400V tai tähtikytkennän osalta päättelyvirhe muka suuremmasta kapasiteetista aiheutuu siitä, että virrat osittain summautuvat päällekkäin, ts. kuormittavat samaan aikaan useampaa sulaketta.
 

tet

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

kotte sanoi:
Tämän asian voi ajatella seuraavastikin: kun maalaisjärjellä ajatellen yhdestä 10A:n propusta saa ulos 2300W, niin kolmesta saa tosiaankin 6900W.

Pääjännite-400V tai tähtikytkennän osalta päättelyvirhe muka suuremmasta kapasiteetista aiheutuu siitä, että virrat osittain summautuvat päällekkäin, ts. kuormittavat samaan aikaan useampaa sulaketta.

Nyt en aivan ymmärtänyt mitä tarkoitit tuolla päättelyvirheellä? Tähtikytkennässä jännite on 230 V, kolmiossa 400 V. Jos sulakkeet kestää 10 A, saadaan niillä kolmivaiheisessa tähtikytkennässä tehoa (resistiivisellä kuormalla) noin 4000 W (1,73 * 230 * 10 = 3979) ja kolmiokytkennässä noin 6900 W (1,73 * 400 * 10 = 6920). Kyllä kolmiokytkennässä samoilla sulakkeilla saadaan tehoa enemmän ulos kuin tähtikytkennässä, ei siinä mitään virhettä ole.
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Sotketaan vielä. Tuo sanonta, että sulakkeesta saadaan joku teho, ei mielestäni ole aivan korrekti.

Jos 10 ampeerin sulakkeen perään laitetaan sopiva vastus ja käytetään riittävän suurta jännitettä, niin sieltä käsittääkseni saadaan vaikka kuinka suuri teho. Kun sulakkeen läpi menee 10 A virta, niin sen navoissa on pieni jännite ja loput käyttöjännitteestä jää sille kuormana olevalle resistanssille. Tämä resistanssille jäävä osa voi olla vaikkapa 1000 V, jos resistanssi olisi 100 ohmia, teho 10 kW. Siis sulake ei yksinään määrää saatavaa tehoa, vaan myös käytettävä jännite. :cool:
 

mk

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Kaksi taloa.
Ensimmäisessä 3-vaiheinen(3*1kW) veden lämmitin.
Toisessa kolme kappaletta(3*1kW) ilman lämmittimiä.
Missä ero, kuormien keskinäisessä etäisyydessä?

http://fi.wikipedia.org/wiki/Kolmivaihevirta
Otetaan kolmiokytkennän hetki jolloin punainen vaihe on maksimisssaan, ja olkoon se kytketty kuormien 1 ja 2 väliin jne.
Joten
IR1 = cos(000) + cos(240) = 0.5
IR2 = cos(000) + cos(120) = 0.5
IR3 = cos(120) + cos(240) = 0

ja tähdessä
IR1 = cos(000) = 1
IR2 = cos(120) = -0.5
IR3 = cos(240) = -0.5

Eli
1.73 * 400 * 10
3 * 230 * 10

Vääntö ja käynnistysvirta on ymmärtääkseni ne jutut.
 

Kari

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Sotketaan lisää ;)
Olkoon kytkentä tähti taikka kolmio niin jännite on aina 400V. Nollaa ei tarvita missään. Toki tähden keskeltä voi mitata vaiheisiin nähden 230V. Kolmioon kytkettäessä käämien resistanssi vaiheiden välillä pienenee mistä seuraa tehon kasvu.Kierrosluku pysyy samana oli kytkentä kumpi tahansa. Käynnistys virta vaan on kova kolmio kytkennässä mistä syystä välillä käytetään tähti/kolmio kytkentää jotta saadaan kolmio kytkennän täysi teho.

Lisäys.
Sen takia otin esimerkiksi sen että voi käyttää 230V / vaihe ja laskea suoraan yhteen niin ei tarvi muistella että mistä se neliöjuuri nyt oikein otettiinkaan ja millä kerrottiin mitäkin.
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Puhuttaisiinko vain resistansseista eli varaajan vastuksista. Onko niin, että tähden keskipistettä ei tarvitse kytkeä käytännössä nollaan missään tapauksessa. Symmetristen kuormien ja symmetristen jännitteiden tapauksessahan siellä on nollasumma ilman nollajohtoakin. :cool:
 

Kari

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

No olis pitänyt viellä tähdentää ;) että moottori kytkennöissä nollaa ei tarvita. Tähti kytkettyn varaajan vastukset toki nollan tarvitsevat jos niitä ohjataan erikseen ja muutenkin jäähän sinne viellä yksi vastus toimimaan vaikka yksi vastus olisi palanut ja toiselta mennyt sulake.
 

varajussi

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

tota noin,

jos vastukset kytketään tähteen niin yhden vastuksen yli on 230V. Jos ne kytketään kolmioon niin ne tulevat vaiheiden väliin ja yhden vastuksen yli on 400V. Tällöin yhteen vastukseen ja kaikkiin yhteensä tulee kolminkertainen teho verrattuna tähtikytkentään. Voipi vielä kärähtää. ;D
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Pitihän sotkea vielä ruutupaperia lyijykynällä, ja tuloksena oli, että jos samat resistanssit kytketään kolmioon, niin teho nousee kolminkertaiseksi verrattuna tähteen. Jos halutaan sama teho kolmio- ja tähtikytkennöille, niin kolmion resistanssien pitää olla kolminkertaiset.

Nyt päästään alkuperäiseen ongelmaan, jossa kysymyksenä oli kolmivaiheisen ja yksivaiheisen sulakkeiden kestävyys. Kysymyksessä oli pientä epätarkkuutta, kun puhuttiin yhdestä yksivaiheisesta, jota verrataan kolmeen kolmivaiheen sulakkeeseen.

Esitän vastauksena, että yhdessä vaiheessa olevan 10 A sulakkeen kautta voidaan ottaa verkosta 10*230 W=2,3 kW ja vaiheiden välisessä eli kolmiokytkennässä yksi 10 A sulake päästää tehoa 1,7-kertaisesti (neliöjuuri(3)). Jos samat vastukset kytketään tähden sijasta kolmioon, niin teho on kolminkertainen eli saattaa tosiaan kärytä.

Siis 10 ampeerin sulakkeen kautta voi ottaa 1,7- kertaisen tehon, kun se on vaiheiden välillä eli 400 voltissa. Vastusten pitää olla sitten sopivat eli kolmiossa pitää olla 1,7-kertaiset vastukset, jos halutaan nimen omaan maksimikuormitusta eli 10 ampeeria. ???
 

Kari

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Asiallinen huomio.
Sitä vaan ei itse tule aina ajatelleeksi että kaikki lukijat eivät ehkä ole alan ammattilaisia mutta silti mielellään kytkisivät itse vempaimensa täältä saamiensa ohjeiden mukaan ::) Lähinnähän moinen kysymys tähti vaiko kolmio varaajassa voi tulla kyseeseen jos taulussa ei riitä amppeereita kolmioon niin tähdessä viellä toimisivat. Tai mun autotallin lämppärissä missä teho oli 12kW ja portaita kolme ensimmäinen otti 4kW toinen 8kW kolmas 12kW ja tehoalueiden säätö tapahtu niin että ensin laitettiin 4kW vastuksia ekalle vaiheelle jne eli jos laitto valot päälle niin talli pimeni totaalisesti.

Joten parin lisä kontaktorin ja luovan tähti/kolmio kytkennän kautta nyt on noin 3kW ja 9kW alueet käytettävissä ja jakautuu tasaisesti kaikille vaiheille JA KOLMIO KYTKENNÖISSÄ ON KAKSI VASTUSTA SARJASSA VAIHEIDEN VÄLISSÄ ENTISEN YHDEN SIJASTA. Kytkentä toki on laiton joskin parempi kuin alkuperäinen mutta siitä keskustelemme lakituvassa jos aihetta ilmenee :)

Jenkithän voi kytkeä eurooppalaisia laitteita melkein miten huvittaa koska siellä on 110V vaihejännite. Jos ei pyöri niin vaihdetaan kolmioon ;)

Eli vastaus oili tohon
tota noin,

jos vastukset kytketään tähteen niin yhden vastuksen yli on 230V. Jos ne kytketään kolmioon niin ne tulevat vaiheiden väliin ja yhden vastuksen yli on 400V. Tällöin yhteen vastukseen ja kaikkiin yhteensä tulee kolminkertainen teho verrattuna tähtikytkentään. Voipi vielä kärähtää. Virnistää
 

mk

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Pitäisköhän matikan näkösistä kuvaelmista rangaista.
(silkkaa laiskuutta)

Mutta enivei,
kun nyt on niin, että kotioloissa muunnos on yleensä väärään suuntaan, niin löytyiskö hyvää muistisääntöä?

Kolmio Kotona Kamala, Karva Kuitenkin Kaiken Kääntää.
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

tet sanoi:
kotte sanoi:
Tämän asian voi ajatella seuraavastikin: kun maalaisjärjellä ajatellen yhdestä 10A:n propusta saa ulos 2300W, niin kolmesta saa tosiaankin 6900W.

Pääjännite-400V tai tähtikytkennän osalta päättelyvirhe muka suuremmasta kapasiteetista aiheutuu siitä, että virrat osittain summautuvat päällekkäin, ts. kuormittavat samaan aikaan useampaa sulaketta.

Nyt en aivan ymmärtänyt mitä tarkoitit tuolla päättelyvirheellä? Tähtikytkennässä jännite on 230 V, kolmiossa 400 V. Jos sulakkeet kestää 10 A, saadaan niillä kolmivaiheisessa tähtikytkennässä tehoa (resistiivisellä kuormalla) noin 4000 W (1,73 * 230 * 10 = 3979) ja kolmiokytkennässä noin 6900 W (1,73 * 400 * 10 = 6920). Kyllä kolmiokytkennässä samoilla sulakkeilla saadaan tehoa enemmän ulos kuin tähtikytkennässä, ei siinä mitään virhettä ole.

Selvennän nyt vielä mitä tarkoitin (palaan siis ketjun alkukysymyksen äärelle): "Maalaisjärjen" mukaan ajatellaan, että yhden sulakkeen kautta voi ottaa tietyn tehon, kun jännite on vakio ja sulake siis rajoittaa tehon. Jos otat kaksi samankokoisen sulakkeen takana olevaa erillistä syöttöä, saat kaksinkertaisen tehon kolmella kolminkertaisen jne.. Kukin syöttö voisi olla vaikka eri generaattorista tai jopa eri taajuista, silti tämä pätee.

Paluujohdothan voidaan aina yhdistää (teknisessä mielessä, ei toki sähkömääräysten puitteissa). Kolmivaihetehonsiirron jujuna on, että 1) jos kaikista vaiheista otetaan sama teho samalla vaihesiirrolla, niin paluuvirrat kumoavat toisena, joten paluujohdinta ei tarvita tässä tapauksessa ollenkaan ja 2) kolmessa vaihejohdossa kulkee vakioteho aivan kuin tasavirtajärjestelmässäkin, mikä on tuotannon ja kulutuksen kannalta optimaalinen tilanne. Tällä järjestelyllä ei sinällään ole mitään merkitystä sille, miten paljon sulakkeiden kautta (jotka ovat siis vaihejohtimissa), voidaan niiden palamatta ottaa tehoa ulos. Tilanne olisi aivan sama, vaikka kolme sulaketta olisi kytketty eri generaattoreihin, jotka käyvät omalla nopeudellaan keskenään asynkronisesti.

Tähti- ja kolmikytkennän välillä ei sulakkeiden käyttäytymisen ja minkään muunkaan ominaisuuden kannalta eroa, jos vain jännitetasot ovat samat edellyttäen, että kuorma on tasainen vaiheiden kesken, jolloin nollajohtimessa ei kulje virtaa. Kyllä kuluttajajakelujärjestelmän voi tehdä kolmiokytkennänkin pohjalta (kuten Norjassa, laivoissa, jne.) ilman sanottavaa mullistusta, jolloin pienempää vaihejännitettä ei ole saatavilla.

Viittasin "ajatusvirheellä" siihen että esillä oli ajatus, että olisi jotenkin mahdollista ottaa kolmiaiheisena sulakkeiden kautta enemmän tehoa suuremman pääjännitteen takia. Näinhän ei ole, sillä jos pääjännitetevirtapiiriä kuormitetaan, virta kulkeekin vähintään kahden sulakkeen kautta. Tilanne on aivan sama kuin kytkettäessä kaksi 12V:n akkua sarjaan, keskelle väliulosotto ja jäljelle jääviin napoihin samankokoiset sulakkeet. On aivan sama, ajatellaanko akkuja kuormitettavan erikseen kahtena 12V:n akkuna samalla virralla käyttäen väliulosottoa (jossa siis virrat kumoutuvat) tai suoraan 24V:n jännitettä. Sulakkeista saadaan ulos täsmälleen sama teho niiden palamatta. Jos kytket kaksi 55W:n ja 24V:n lamppua suurempaan jännitteeseen, kulkee sulakkeissa sama virta kuin jos kytket kumpaankin akkuun 55W:n ja 12V:n lampun, sillä vaikka jälkimmäiset vievät kaksinkertaisen virran, niin ne kuormittavat eri sulakkeita.

Keskustelulla vastusten kytkennästä ym. ei ole relevanssia em. kysymyksen osalta. Totta kai vastuksen teho kasvaa käyttöjännitteen neliönä samaten kuin sulakkeen polttava sisäinen teho ja siihen verrannollinen lämpötila virran neliönä.
 

tet

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

kotte sanoi:
Selvennän nyt vielä mitä tarkoitin (palaan siis ketjun alkukysymyksen äärelle): "Maalaisjärjen" mukaan ajatellaan, että yhden sulakkeen kautta voi ottaa tietyn tehon, kun jännite on vakio ja sulake siis rajoittaa tehon. Jos otat kaksi samankokoisen sulakkeen takana olevaa erillistä syöttöä, saat kaksinkertaisen tehon kolmella kolminkertaisen jne.. Kukin syöttö voisi olla vaikka eri generaattorista tai jopa eri taajuista, silti tämä pätee.
...

Kun asiaa vähän pyörittelin, niin löytyihän se ajatusvirhe sieltä, nimittäin omien korvien välistä. :D Eli olet aivan oikeassa. Asia voitaneen esittää yksinkertaisimmin näin: vaikka kolmiokytkennässä jännite on 1,73 kertaa suurempi kuin tähdessä, on kuhunkin kuormaan vaikuttava virta (vaihevirta) vastaavasti saman verran pienempi. Siis kolmiossa kuhunkin vaihekuormaan vaikuttava jännite on 400V, mutta 10A sulakkeilla saadaan sulaketta polttamatta siihen yhteen vaiheeseen virtaa vain 5,8 A jolloin sen yhden vastuksen teho on taas se 2300 W.

Perun siis edellä olevat puheeni. Mitä tästä opimme: ei pidä ajatella liian monimutkaisesti. Siis edelleen 3*10A = 30A ja 230V*30A=6900W. Molemmissa kytkentätavoissa.
 

Kari

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Jännite puhutan vaikka volteista mittayksikkönä. Ei muutu mihinkään 400V 230V > tähti tai kolmio kytkennässä.Jos ette usko niin mitatkaa vaiheiden väliltä.Jos muuttuu niin paikallinen säähköyhtiö mielellään tulee mittailemaan missä vika.

1.73 on luku joka tulee kolmosen neliöjuuresta ja sitä ei kannata sotkea joka laskentaan.
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Minunkin pitänee laskeskella uudelleen, vaikka enhän minä ole hyvin kovast omia laskelmiani puolustellutkaan - ne ovat enemmänkin olleet jonkinmoisena haasteena virtaihmisille.

Alkuperäinen kysymys kuului vähän kehiteltynä: voiko 10 ampeerin sulakkeista saada enemmän tehoa, kun käyttää vaiheiden välistä kolmiokytkentää (400 V) sensijaan, että resistanssit ovat jokaisesta vaiheesta kytketty nollajohtoon (230 V)? Siis kummassakin tapauksessa käytetään sellaisia tapauskohtaisia resistansseja, että virta on 10 A. Tämähän olisi se kysymys, johon kukaan ei ole vielä selkeästi vastannut. :cool:
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

teukka sanoi:
Minunkin pitänee laskeskella uudelleen, vaikka enhän minä ole hyvin kovast omia laskelmiani puolustellutkaan - ne ovat enemmänkin olleet jonkinmoisena haasteena virtaihmisille.

Alkuperäinen kysymys kuului vähän kehiteltynä: voiko 10 ampeerin sulakkeista saada enemmän tehoa, kun käyttää vaiheiden välistä kolmiokytkentää (400 V) sensijaan, että resistanssit ovat jokaisesta vaiheesta kytketty nollajohtoon (230 V)? Siis kummassakin tapauksessa käytetään sellaisia tapauskohtaisia resistansseja, että virta on 10 A. Tämähän olisi se kysymys, johon kukaan ei ole vielä selkeästi vastannut. :cool:

Kysymyksesi on hieman tulkinnavarainen, mutta kyllä perusvastaukset ovat tulleet esille seuraavaan kahteen tulkintaan:

1) Jos tarkoitat sitä, että voiko saada ulos enemmän tehoa 10 A:n sulakkeista, jotka on kytketty eri vaiheisiin ja jotka on jo kuormitettu äärimmilleen vastuksilla, niin vastaus on ei. Muussa tapauksessa rikottaisiin energian säilymislakia, sillä nyt puhutaan itse asiassa vain kytkentätopologian tulkinnasta, eikä kolmivaiheisuudella ole merkitystä asialle.

2) Toisaalta, jos sinulla on 23 ohmin vastukset, joilla kuormitat 230V:n eri vaiheisiin kytkettyjä sulakkeita, voit toki kytkeä ne 400V: pääjännitteeseen, eli ei vaiheen ja nollan vaan suoraan vaihejohtimien väliin (joita on siis kolme mahdollista j kolme mahdollista väliä). Tällöin virta nousee 17,3 amppeeriin ja kunkin vastuksen teho kolminkertaiseksi. Sulakkeet kestävät muutaman sekunnin ja sitten vähintään kaksi niistä poksahtaa.

... Edit ...
Meninpä itsekin melkein vipuun kohdan 2 osalta (ts. ajattelin itse väärin, mutta ei taida paistaa lävitse). Siis kunkin VASTUKSEN kautta kulkee (keskimäärin) 17,3A. Sulakkeiden kautta kulkee aivan muuta. Onko vapaaehtoista tämän selittävän vektoripiirroksen tekijäksi?
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

En ole vielä päässyt aivan vektoreihin.

Juju (jos se on olemassa) lienee kuitenkin tuossa, että sulakkeiden kautta kulkee muuta kuin vastusten kautta.

Kun esimerkissä olevat vastukset (23 ohmia) joutuvat 400 V jännitteessä 17 ampeerin uhreiksi, niin suurennetaan ne 40 ohmisiksi, jolloin vastusten virta on 10 A ja teho on 4000 W. (Nollaa vasten kytketyista 23 ohmin vastuksista taas saadaan 2300 W. ) Mikä on siis sulakkeiden kautta kulkeva virta tuossa 40 ohmin tapauksessa?

Jos samaan johtimeen syötetään kahta tasavirtaa (esim. 10 A ja 10 A), niin niiden summa on sitten 20 A. Vaihtovirran kohdallahan tuo ei päde, vaan summa voi olla vaikkapa nolla. Kolmen vaihtovirran tapauksessa summa pyritään saamaan yleensä nollaksi.

Kyllä tämä selviää, mutta kun meillä on jonkinlainen pyrkimys tehdä asia rautalankakelpoiseksi, niin aikaa ja ajatusta menee... ;)

Sitten on mielestäni yksi perusasia vielä muistettava. Jos otetaan yhdestä 400 voltin jännitteestä vaikkapa 4000 watin teho, niin virta on 10 ampeeria, resistanssi 40 ohmia ja siinä on siis 10 A sulakkeen raja. Jos yhdestä 230 voltin jännitelähteestä otetaan 2300 watin teho, niin vastaavasti virta on 10 A ja resistanssi 23 ohmia ja siinä on siis 10 A sulakkeen raja. ???
 

VesA

In Memoriam
Vs: Sulakkeista

teukka sanoi:
En ole vielä päässyt aivan vektoreihin.

Sitten on mielestäni yksi perusasia vielä muistettava. Jos otetaan yhdestä 400 voltin jännitteestä vaikkapa 4000 watin teho, niin virta on 10 ampeeria ja siinä on siis 10 A sulakkeen raja. Jos yhdestä 230 voltin jännitelähteestä otetaan 2300 watin teho, niin vastaavasti virta on 10 A ja siinä on siis 10 A sulakkeen raja. ???

Vektoreilla tämän voisi selittää, mutta vaikka rautakanki vähän vektorin kuvaa muistuttaakin, niin eipä taida kannattaa väännellä.

Ehkäpä kannattaa katsoa vaikka wikistä sitä siniaaltokuvaa, ja miettiä miten virrat jakautuvat eri vastuksiin ja sulakkeisiin eri ajanhetkillä.
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Jännite puhutan vaikka volteista mittayksikkönä. Ei muutu mihinkään 400V 230V > tähti tai kolmio kytkennässä.Jos ette usko niin mitatkaa vaiheiden väliltä.Jos muuttuu niin paikallinen säähköyhtiö mielellään tulee mittailemaan missä vika.

Eihän tässä esitetäkään, että vaiheiden välinen jännite muuttuisi kytkennän mukana. Tässä puhutaan kuorman päissä olevasta jännitteestä. Kolmiossa se on vaiheiden välinen 400 V ja tähdessä vaiheen jännite maahan nähden 230 V. ;)
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Erään tiedon perusteella olisi niin, että sulakkeiden virta olisi 1,73-kertainen kolmiokytkennässä vastusten virtaan nähden. Tarkistellaan! :cool:
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

Mietin tässä itsekseni alkuperäiselle 23ohmin vastuksille päättelyä, joka on sen verran yksinkertainen, että kykenen tätä kautta uskomaan vastusten pääjännitekytkennän olevan sopusoinnussa "energian säilymisvaatimuksen kanssa".

Sulakkeiden lävitse kulkevan virran voi "laskea" seuraavasti:

1) Olkoon lähtöolettamuksena, että samantaajuisten sinimuotoisten jännitteiden summa on myös sinimuotoinen. Tästä ei valitettavasti voi vakuuttua ilman kokemusta trigonometristen kaavojen algebrallisesta käyttäytymisestä, jota saa vain laskuharjoituksista.

2) Sitten voidaankin virran tehollisarvo saada selville, jos amplitudi kyetään selvittämään (tehollisarvo on amplitudin puolikas eli huippuarvon itseisarvo jaettuna kakkosen neliöjuurella).

3) Sulakkeen lävitse kulkeva virta nähdään "kolmisiipisestä tuulimyllyn roottorista", jossa lavan pituus on yksi (eli vastuksen kautta kulkeva suhteellinen virta valovirtakytkennässä 230v vaiheen ja nollan välillä). Sulakkeen kautta kulkeva hetkittäinen virta on esim. pystysuunnan korkeuserojen summa yhden "lavan" päästä muihin kahteen. Nähdään, että summa on suurin silloin kuin yksi lapa on pystysuorassa ja kaksi muuta siis 60 astetta vaakatason alla samalla korkeudella (miettimällä mitä summalle tapahtuu, kun "roottoria" "kitkutetaan" hieman mainitun kohdan ympärillä). Summaksi saadaan (trigonometrian erikoiskolmioista) (1+1/2) + (1+1/2) == 3.
Yhden vastuksen lävitse kulkeva virta pääjännitteellä nähdään vastaavasti kahden lavan korkeuserona, ja maksimi on silloin, kun yksi lapa on vaakasuorassa. Tästä saadaan 2 * (neliöjuuri kolmesta per 2) == neliöjuuri kolmesta, eli vanha tuttu.

Näinhän tämän piti ollakin. :D
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Piirtelin samasta asiasta minäkin osoittimia ja niiden summia ja erotuksia. En ole vielä aivan loppusuoralla.

Energian säilymisen periaatetta en vielä täysin liitä tähän. Ajattelin tilanteen, että, jos otetaan verkosta enemmän tehoa, niin siitä maksetaan enemmän ja lähettävä generaattori puskee enemmän virtaa.

Tämän tilanteen laskenta voidaan suorittaa useilla tavoilla. Riippunee laskijan mieltymyksistä ja välineistä käyttääkö trigonometrian funktioita, osoittimia vaiko peräti kompleksista avaruutta. Osoittimilla eli koten tuulimyllyllä ratkaisu on havainnollinen ja voidaan tehdä lähes piirtelemällä ja alkeisen geometrian avulla.

Kun yhdestä alkaa selvitä, niin pukkaa toista probleemia. Miten on, jos käyteään vain kahta vaihetta, joiden välillä on yksi vastus. Tähän ei saa sotkea Tukesia! :cool:

Tuohon jussin kaavaan sanoisin, että sen vuoksi tässä puhutaan resistansseista, että cosini saadaan ykköseksi. Pois sotkemasta.
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

teukka sanoi:
Kun yhdestä alkaa selvitä, niin pukkaa toista probleemia. Miten on, jos käyteään vain kahta vaihetta, joiden välillä on yksi vastus. Tähän ei saa sotkea Tukesia! :cool:

Kahden vaiheen tapaus on analysoitavissa aikaisemman päätelmän pohjalta: pääjännite on neliöjuuri kolmesta kertaa vaihejännite. Vastuksen virta kasvaa samalla kertoimella (eli n. 1,73) ja tehonkulutus vastaavasti kolminkertaiseksi. Teho otetaankin nyt KAHDEN sulakkeen kautta. Ilmeisesti kumpaakin kuormitetaan tasaisesti, eli tehoa/virtaa otetaan 1,5-kertaisesti saman vastuksen yksivaihekytkentään nähden per sulake. Tämähän on sama, kuin "tuulimylly"- t. "tähtiroottori"-laskelmasta saatu sulakkeen kautta otettu teho per 2. Mutta onhan vastuksiakin kahden sijasta yksi. On ilmeistä, että vastusten ottamat tehot olivat kolmiokytkennässä samat (vaikka päättyvätkin eri vaiheiseen toisesta päästään), joten tasoissa ollaan (voitaisiin toki palata "tähtiroottoridiagrammiinkin" ja todeta, että summan termit ovat keskimäärin samansuuruiset symmetrian takia).

Tällaisia kytkentöjä kyllä olen tavannut, ehkä Tukesillakaan ei ole mitään sitä vastaan (?). On mm. vedenlämmittimiä, jotka voi kytkimillä valita joko pääjännitteeseen 400V tai vaihejännitteeseen 230V. Tehotasot voivat olla esim. 3kW ja 1kW. Vettä saas siis joko huippukuormitukseen tai sitten voi laitteita säästää ja äänitasoa pienentää valitsemalla pienempi jännite. Myös hitsausmuuntajia on joskus kytketty tällä tavoin riittävän tehon saavuttamiseksi.

Sitten on toinen kysymys, että todella suurten kuormien olisi syytä kuormittaa verkon vaiheita tasaisesti, jotta häviöt minimoituvat. Sähkölaitoksilla on tyypillisesti melko tiukkojakin määräyksiä asiasta.
 
R

Rassaaja

Vieras
Vs: Sulakkeista

kotte sanoi:
Sitten on toinen kysymys, että todella suurten kuormien olisi syytä kuormittaa verkon vaiheita tasaisesti, jotta häviöt minimoituvat. Sähkölaitoksilla on tyypillisesti melko tiukkojakin määräyksiä asiasta.

Omakotiasujan vesivaraajakuormat on kuitenkin melko pieniä koko sähköverkon kuormituksen kannalta. Ja koska kaikkilla verkkoon liittyjillä ei ole se esim. 3 kW 2-vaihevaraaja aina samojen vaiheiden välissä niin keskimäärin kuormitus onkin vaiheiden välillä hyvinkin symmetristä. Eli pienellä 3x25 A liittymällä voi melko huoletta vinokuormittaa valtakunnan verkkoa. Kyllä aina jossain tasoittuu. Yhden tällaisen liittymän maksimiteho - 17 kW - on myös aika pieni rikka rokassa Suomen mittakaavassa.
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

Keskustelun helpottamiseksi voisi olla tehdä pikku "kokeitakin" oletusten testaamiseksi. Kun verkkosähkön kanssa pelaaminen on vaarallista ja hankalaa, täytyy käyttää ohjelmia. Tässä pikkuinen ohjelma, jolla voi simuloida 23 ohmin vastuksen käyttäytymistä toisaalta vaiheen ja nollan väliin kytkettynä ja toisaalta kahden vaiheen välissä. Laitoin hetkittäiset arvot sekä yhden jakson yli lasketut keskiarvot.

Aikasempaa keskusteluun vielä lisäyksenä, että kun näissä kytkennöissä puhutaan sulakkeen läpi kulkevista virroista viitataan aina tehollisarvoihin. Jos tietää tehon ja jännitteen, saadaan virta tästä (joko keskiarvona tai kullakin hetkellä).

awk 'BEGIN {
PI = 4 * atan2(1,1)
print PI
for (t = 0 ; t < 2 * PI ; t += 0.01) {
r = 325 * sin(t)
s = 325 * sin(t + 2*PI/3)
i = (r - s) / 23
p = (r - s) * (r - s) / 23
pr = r * (r - s) / 23
ps = s * (s - r) / 23
p0 = (r * r) / 23
print t ": " i " , p: " p " , pr: " pr " , ps: " ps " , p0 : " p0
Sp += p
Spr += pr
Sps += ps
Sp0 += p0
n ++
}
print "Ap: " Sp/n " , Apr: " Spr/n " , Aps: " Sps/n " , Ap0 : " Sp0/n
exit 0
}'

Ja tässä ohjelman printtaama viimeinen rivi, ts. keskiarvot:

Ap: 6884.88 , Apr: 3440.57 , Aps: 3444.31 , Ap0 : 2293.71
 

mk

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Siitä Wikin kuvasta.



Tähti
L1 -> N virtaa ja jännitettä 1
L2 <- N virtaa ja jännitettä .5
L3 <- N virtaa ja jännitettä .5
(summa 0)
P(R(L1-N)) = 4600W = 230V*sqrt(2) * sqrt(2)*10A
P(R(L2-N)) = 1150W = 115V*sqrt(2) * sqrt(2)* 5A
P(R(L3-N)) = 1150W = 115V*sqrt(2) * sqrt(2)* 5A

Kolmio
L1 -> L2 jännitettä 1.5
L1 -> L3 jännitettä 1.5
L2 -- L3 jännitettä 0
I(L1-L2) = 230V*sqrt(2)*1.5 / 23ohm = 21.2A
I(L1-L3) = 230V*sqrt(2)*1.5 / 23ohm = 21.2A
I(L2-L3) = 0A
I(L1-L2) || I(L1-L3)) = 2I
I(L1) = 42.4A
I(L2) = 21.2A
I(L3) = 21.2A

90º

Tähti
L1 -- N virtaa ja jännitettä 0
L2 -> N virtaa ja jännitettä cos(30º) ~0.87
L3 <- N virtaa ja jännitettä cos(30º) ~0.87
(summa 0)
P(R(L1-N)) = 0W
P(R(L2-N)) = 3450W = 230*cos(30º)*sqrt(2) * sqrt(2)*cos(30º)*10
P(R(L3-N)) = 3450W = 230*cos(30º)*sqrt(2) * sqrt(2)*cos(30º)*10
Kolmio
L1 <- L2 jännitettä cos(30º) ~0.87
L1 -> L3 jännitettä cos(30º) ~0.87
L2 -> L3 jännitettä 1.73 sqrt(3)
(R(L1-L2) + R(L1-L3)) || R(L2-L3) = 2R || R
I(L1) = 0A
I(L2) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3) / 15.3ohm = 36.8A
I(L3) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3) / 15.3ohm = 36.8A
I(L1-L2) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3)*0.5 / 23ohm = 12.2A
I(L1-L3) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3)*0.5 / 23ohm = 12.2A
I(L2-L3) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3) / 23ohm = 24.5A
P(R(L2-L3)) = 230V*sqrt(2)*sqrt(3) * 24.5A = 13800W

http://www.e-leeh.org/opus/KERTAUS2.HTM

http://www.e-leeh.org/svtopus/teksti/luku10_a.html
10.2.4 Moottorin käynnistäminen

ps.
Olisko kuormien nyrkkisääntö
Y = sarjakytkentä
D = rinnankytkentä
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Olen aikoinani vääntänyt ohjelmia mieli ruvella. Nyt minulle riittä excel.

Kun tarkastellaan kolmiokytkennän virtoja, niin pitänee muistaa, että kahden vaiheen välinen jännite menee kaikkien kolmen vastuksen kautta. Siinä on siis yhdenvastuksen rinnalla kaksi muuta sarjassa. Lisäksi siellä vastuksissa on vastaantulijaa ja myötämenijää muista vaiheista ajanhetkestä riippuen. Ei se olekaan niin yksinkertaista. Jatketaan, kyllähän tämä on jo niin pitkällä, että kohta ollaan perillä.. ;)

Olennainen asia on nyt ymmärtää, että vastuksissa menee vähemmän virtaa kuin sulakkeissa.
 
T

teukka

Vieras
Vs: Sulakkeista

Kahden vaiheen tapaus on analysoitavissa aikaisemman päätelmän pohjalta: pääjännite on neliöjuuri kolmesta kertaa vaihejännite. Vastuksen virta kasvaa samalla kertoimella (eli n. 1,73) ja tehonkulutus vastaavasti kolminkertaiseksi. Teho otetaankin nyt KAHDEN sulakkeen kautta. Ilmeisesti kumpaakin kuormitetaan tasaisesti, eli tehoa/virtaa otetaan 1,5-kertaisesti saman vastuksen yksivaihekytkentään nähden per sulake.

Tätä koten kertomaa en täysin ymmärrä. Kun pelkästään kahden vaiheen välissä on kuorma ja molemmissa vaiheissa oma sulake, niin ne sulakkeethan ovat sarjassa, vaikkakin eri puolella kuormaa ja niiden läpi kulkee täsmälleen sama virta. Siis niistä vaiheista ei oteta muualle virtaa kuin tähän mainittuun kuormaan. Toiminnan kannalta siinä on vain yksi sulake, jonka läpi kaikki virta kulkee. Eikös tässä olisi tapaus, että 10 ampeerin virralla saadaan 4000 wattia. ;)
 

mk

Aktiivinen jäsen
Vs: Sulakkeista

Vaiheet on jäljessä.
Eli pyörii myötäpäivään mutta nimet on vastapäivään.
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

teukka sanoi:
Kahden vaiheen tapaus on analysoitavissa aikaisemman päätelmän pohjalta: pääjännite on neliöjuuri kolmesta kertaa vaihejännite. Vastuksen virta kasvaa samalla kertoimella (eli n. 1,73) ja tehonkulutus vastaavasti kolminkertaiseksi. Teho otetaankin nyt KAHDEN sulakkeen kautta. Ilmeisesti kumpaakin kuormitetaan tasaisesti, eli tehoa/virtaa otetaan 1,5-kertaisesti saman vastuksen yksivaihekytkentään nähden per sulake.

Tätä koten kertomaa en täysin ymmärrä. Kun pelkästään kahden vaiheen välissä on kuorma ja molemmissa vaiheissa oma sulake, niin ne sulakkeethan ovat sarjassa, vaikkakin eri puolella kuormaa ja niiden läpi kulkee täsmälleen sama virta. Siis niistä vaiheista ei oteta muualle virtaa kuin tähän mainittuun kuormaan. Toiminnan kannalta siinä on vain yksi sulake, jonka läpi kaikki virta kulkee. Eikös tässä olisi tapaus, että 10 ampeerin virralla saadaan 4000 wattia. ;)

Kiinnitin asiaan itsekin huomiota ja siksi tein edellä olevan tietokoneohjelmankin. Puheena olevat virrathan ovat keskimääräisiä. Yhden vastuksen tapauksessa asia on siinä mielessä mutkikas, että kolmivaiheverkkoa ei kuormiteta symmetrisesti. Itse asiassa vaiheet "näkevät" vain oman silmukkansa, johon niiden kannalta osallistuu myös tähtipiste ts. nollajohdin. Nollajohdinvirrat kuitenkin kumoavat toisensa. Kun lasketaan vaiheiden kautta siirrettyä tehoa per vaihe, tällä on kuitenkin vaikutuksensa. Kullakin hetkellä virrat ovat tietenkin samat eri sulakkeiden lävitse, mutta haarojen keskimääräiset tehot on mitattava jonkin yhteiseksi sovitun potentiaalipisteen suhteen, eli sen, minkä kulutusmittarikin "näkee".

Sinänsä vaihtovirtapiireissä voidaan yleisesti puhua keskimäärisestä virrasta vain tehon kautta johdettuna. Puhtaan sinijännitteen lineaarisia komponentteja (vastus, kondensaattori, induktiokela) sisältäviä piirejä ja myös kaikkein yksinkertaisempia tapauksia, joissa on vain vastuksia, voidaan kuitenkin käsitellä myös suoraan virtojen kautta ja päätyä oikeaan lopputulokseen keskimääräisten tehojen ja virtojen osalta.

Selityksissa on kyllä omastakin mielestäni parantamisen varaa, kypsytellään edelleen ...
 

tet

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

Meneepäs tämä nyt tekniseksi. ;D

teukka sanoi:
Tätä koten kertomaa en täysin ymmärrä. Kun pelkästään kahden vaiheen välissä on kuorma ja molemmissa vaiheissa oma sulake, niin ne sulakkeethan ovat sarjassa, vaikkakin eri puolella kuormaa ja niiden läpi kulkee täsmälleen sama virta. Siis niistä vaiheista ei oteta muualle virtaa kuin tähän mainittuun kuormaan. Toiminnan kannalta siinä on vain yksi sulake, jonka läpi kaikki virta kulkee. Eikös tässä olisi tapaus, että 10 ampeerin virralla saadaan 4000 wattia. ;)

Kyllä, tässä on juuri se tapaus. Jos noin kytket, niin saat niiden kahden 10A-sulakkeen (jotka ovat sarjassa) kautta 4000 W. Mutta alkuperäinen kysymys koski käsittääkseni kuitenkin kolmivaiheista kytkentää. ::)

Nyt olet teukka asian ytimessä, kun puhut tuosta vastuksen ja sulakkeen erisuuruisesta virrasta. Tämä oli juuri se minunkin kompastuskiveni. Jos nyt unohdetaan kaikki muut variaatiot, ja puhutaan vain siitä symmetrisestä kolmivaihekytkennästä, niin kolmiossa yhden sulakkeen läpi menee 1,73-kertainen virta verrattuna siihen mitä menee yhden vastuksen läpi (luku 1,73 on siis kolmen neliöjuuri). Ja puhutaan tehollisarvosta, joka ratkaisee sen palaako paukku vai ei. Kolmiossa jännite vastuksen yli on 400V (eli 230V * 1,73) mutta virtaa saadaan vain 5,8A (eli 10A/1,73).
 

kotte

Hyperaktiivi
Vs: Sulakkeista

tet sanoi:
Meneepäs tämä nyt tekniseksi. ;D

teukka sanoi:
Tätä koten kertomaa en täysin ymmärrä. Kun pelkästään kahden vaiheen välissä on kuorma ja molemmissa vaiheissa oma sulake, niin ne sulakkeethan ovat sarjassa, vaikkakin eri puolella kuormaa ja niiden läpi kulkee täsmälleen sama virta. Siis niistä vaiheista ei oteta muualle virtaa kuin tähän mainittuun kuormaan. Toiminnan kannalta siinä on vain yksi sulake, jonka läpi kaikki virta kulkee. Eikös tässä olisi tapaus, että 10 ampeerin virralla saadaan 4000 wattia. ;)

Kyllä, tässä on juuri se tapaus. Jos noin kytket, niin saat niiden kahden 10A-sulakkeen (jotka ovat sarjassa) kautta 4000 W. Mutta alkuperäinen kysymys koski käsittääkseni kuitenkin kolmivaiheista kytkentää. ::)

Nyt olet teukka asian ytimessä, kun puhut tuosta vastuksen ja sulakkeen erisuuruisesta virrasta. Tämä oli juuri se minunkin kompastuskiveni. Jos nyt unohdetaan kaikki muut variaatiot, ja puhutaan vain siitä symmetrisestä kolmivaihekytkennästä, niin kolmiossa yhden sulakkeen läpi menee 1,73-kertainen virta verrattuna siihen mitä menee yhden vastuksen läpi (luku 1,73 on siis kolmen neliöjuuri). Ja puhutaan tehollisarvosta, joka ratkaisee sen palaako paukku vai ei. Kolmiossa jännite vastuksen yli on 400V (eli 230V * 1,73) mutta virtaa saadaan vain 5,8A (eli 10A/1,73).

Minä saisin kyllä kahdesta(!) 10A:n sulakkeesta tehoa 2300W + 2300W == 4600W kahdella yksivaihekytkennällä, eli käyttämällä lisäksi nollajohtoa apuna ;). Juuri edellä esillä olleen verkon epäsymmetrian takia sulakkeiden potentiaalista kapasiteettia jää käyttämättä (ja tilanteessa on päältä katsoen lievää järjenvastaisuutta, mutta juuri sen takia tilannetta onkin analysoitava pintaa syvemmältä).
 
Back
Ylös Bottom