Neitrālvada mērķis trīsfāzu sistēmās
Viena no svarīgākajām barošanas avota ekonomiskajām problēmām ir samazināt elektrotīkla vadu svaru uz doto pārraidīto jaudu un noteiktu procentuālo zudumu tīklā. To var panākt ne tikai palielinot spriegumu tīklā, bet arī apvienojot vairākus neatkarīgus tīklus, un dažos vados ir iespējams izveidot strāvas, kas kompensē viena otru. Tas ļauj samazināt vai nu vadu skaitu, vai to šķērsgriezumu.
Jau pirmajos elektrotehnikas attīstības gados, kad enerģijas pārvade tika veikta pie nemainīga sprieguma, šī ideja tika izmantota t.s. trīs vadu sistēma, ierosināja Dolivo-Dobrovolski.
Lai ir divi identiski (sprieguma un jaudas ziņā) nemainīga sprieguma U avoti, no kuriem katrs kalpo saviem lietotājiem.
Tīkls sastāv no četriem vadiem.Ja apvienosiet divus vadus tā sauktajā izlīdzināšanas (neitrālajā) vadā, tad tajā tiks summētas pretēji virzītas strāvas, tādējādi var ievērojami samazināt stieples šķērsgriezumu.
Trīs vadu sistēma
Ar simetrisku slodzi (I1 = I2) izlīdzināšanas vads nav nepieciešams, un ietaupījumi vados sasniedz 50 °. Mainoties slodzēm (bez izlīdzinošā vada), spriegums tiks pārdalīts starp tām, kas ir nevēlami.
Izlīdzināšanas vadītājs ievērojami samazina asimetrisko sprieguma sadalījumu. Ja ir iespējams ignorēt avotu iekšējo pretestību un līnijas pretestību, asimetrija tiek gandrīz pilnībā novērsta. Līdzīga ideja ir daudzfāzu maiņstrāvas sistēmu būvniecības pamatā.
Daudzfāzu simetriska sistēma ir vairāku mainīgu spriegumu kopums ar vienādu amplitūdu un frekvenci, kas laika gaitā ir simetriski ārpus fāzes. Trīsfāzu sistēma ir ieguvusi praktisku izplatību (sk. Trīsfāzu EMF sistēma).
Trīsfāzu (un jebkurai daudzfāžu) sistēmai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar vienfāzes sistēmu: tā ļauj palielināt elektrotīkla vadu svaru, nodrošina vienmērīgāku motora slodzi, rotējošu elektrisko trīs- fāzes sprieguma ģenerators, un visbeidzot ļauj izveidot plašu rotējošu magnētisko lauku izmanto elektromotoros.
Ja trīsfāžu sistēmas vietā izmanto vienfāzes sistēmu (ar tādu pašu jaudu un vienādu spriegumu), tad būs nepieciešami tikai divi vadi, bet to šķērsgriezumam būs jāpaļaujas uz trīskāršu strāvu.Salīdzinot ar vienfāzes sistēmu, trīsfāzu sistēma ietaupa stieples svaru par 30-40%.
Skatīt arī šeit: Trīsfāzu strāva ir labāka nekā vienfāzes strāva
Neatkarīgi no ģeneratora komutācijas ķēdes (parasti lietotājam nezināma), trīsfāzu sistēmas slodzi var savienot arī divos veidos - trīsstūra vai zvaigzne.
Pirmajā gadījumā spriegums pie katra no lietotājiem ir vienāds ar līnijas spriegumu un nemainās, pārtraucot slodžu simetriju.Strāva lietotāja (fāzē) atšķiras no strāvas līnijā.
Kad patērētāji ir savienoti ar zvaigznīti, strāva katrā slodzē ir vienāda ar atbilstošo līnijas strāvu, bet spriegums pie katras slodzes (fāzes) atšķiras no līnijas.
Skatīt arī -Sprieguma, strāvas un jaudas vērtības zvaigznes un trīsstūrveida savienojumiem
Mainoties slodzēm, strāvas tiek automātiski pārdalītas un to summa (kas iegūta kopējā slodžu punktā) vienmēr pazūd. Tajā pašā laikā notiek atbilstoša spriegumu pārdale starp nevienmērīgām slodzēm.
Šis trūkums tiek novērsts, ja ir nulles vadītājs (savienots ar kopējo slodžu punktu), jo tas ļauj trīs fāzu strāvu summai palikt nullei, t.i. nelīdzsvarotā slodzē trīsfāzu sistēmas neitrālais vadītājs palīdz uzturēt nemainīgu slodzes spriegumu.