Намена неутралног проводника у трофазним системима

Један од најважнијих економских проблема напајања електричном енергијом је смањење тежине жица електричне мреже за дату пренету снагу и одређени проценат губитака у мрежи. То се може постићи не само повећањем напона у мрежи, већ и комбиновањем неколико независних мрежа, а у неким од жица могуће је створити струје које се међусобно компензују. Ово омогућава смањење броја жица или њиховог попречног пресека.

Већ у првим годинама развоја електротехнике, када се пренос енергије вршио на константном напону, ова идеја је коришћена у тзв. систем са три жице, предложио Доливо-Доброволски.

Нека постоје два идентична (по напону и снази) извора константног напона У, од којих сваки служи својим корисницима.

Мрежа се састоји од четири жице.Ако комбинујете две жице у такозвану изједначујућу (неутралну) жицу, онда ће се у њој сабрати супротно усмерене струје, тако да се попречни пресек жице може значајно смањити.

Трожични систем

Са симетричним оптерећењем (И1 = И2), жица за изједначавање је непотребна, а уштеде у жицама достижу 50 °. Када се оптерећења промене (без жице за изједначавање), напон ће се прерасподелити између њих, што је непожељно.

Проводник за изједначавање значајно смањује асиметричну расподелу напона. Ако је могуће занемарити унутрашњи отпор извора и отпор линије, асиметрија је скоро потпуно елиминисана. Слична идеја је у основи конструкције вишефазних система наизменичне струје.

Полифазни симетрични систем је скуп неколико наизменичних напона једнаке амплитуде и фреквенције, симетрично ван фазе са временом. Трофазни систем је добио практичну превагу (видети - Трофазни ЕМФ систем).

Трофазни (и било који полифазни) систем има низ предности у поређењу са једнофазним системом: омогућава вам да додате тежину жицама електричне мреже, обезбеђује равномерније оптерећење мотора, ротирајући електрични троструки генератор фазног напона, и коначно вам омогућава да креирате широко ротирајуће магнетно поље користи се у електромоторима.

Ако се уместо трофазног користи једнофазни систем (са истом снагом и истим напоном), онда ће бити потребне само две жице, али ће њихов попречни пресек морати да се ослања на троструку струју.У поређењу са једнофазним системом, трофазни систем штеди 30-40% тежине жице.

Погледајте и овде: Трофазна струја је боља од једнофазне

Без обзира на склопно коло генератора (обично непознато кориснику), оптерећење трофазног система се такође може повезати на два начина - трокут или звезда.

У првом случају напон код сваког од корисника је једнак линијском напону и не мења се када се наруши симетрија оптерећења.Струја у кориснику (фази) се разликује од струје у линији.

Када су потрошачи повезани звездом, струја у сваком оптерећењу је једнака одговарајућој линијској струји, али се напон на сваком оптерећењу (фази) разликује од линијског.

Такође видети -Вредности напона, струје и снаге за везе звезда и трокут

Када се оптерећења промене, струје се аутоматски редистрибуирају и њихов збир (добијен на заједничкој тачки оптерећења) увек нестаје. Истовремено, постоји одговарајућа прерасподела напона између неуједначених оптерећења.

Овај недостатак се елиминише ако постоји неутрални проводник (повезан са заједничком тачком оптерећења), пошто омогућава да збир три фазне струје остане различит од нуле, тј. у неуравнотеженом оптерећењу неутрални проводник трофазног система помаже у одржавању константног напона оптерећења.