Tilkoblingsskjemaer for trefasekretser i elektriske nettverk

Fordelene med trefasenettverk, som sikrer bred distribusjon, er åpenbare:

• energi overføres over tre ledninger over lange avstander mer økonomisk enn om det var færre faser;

• synkrone generatorer, asynkrone motorer, trefase transformatorer - enkle å produsere, økonomiske og pålitelige i drift;

• Til slutt har et trefaset AC-system evnen til å gi (og ta) konstant øyeblikkelig strøm i en periode med sinusformet strøm hvis trefasegeneratorbelastningen er den samme i alle faser.

La oss se på hvilke grunnleggende trefasekretser som finnes i elektriske nettverk.

Viklingene til en trefaset dynamo kan generelt kobles til belastninger på forskjellige måter. Så den mest økonomiske måten ville være å koble en separat belastning direkte til hver fase av generatoren, og forlenge to ledninger for hver belastning. Men med denne tilnærmingen vil seks ledninger være nødvendig for å koble til.

Dette er veldig bortkastet med tanke på materialforbruk og upraktisk.For å oppnå materialbesparelser, kombineres viklingene til en trefasegenerator ganske enkelt i en «stjerne» eller «delta»-krets. Med denne ledningsløsningen oppnås maksimalt 4 ("stjerne med nullpunkt" eller "delta") eller minimum 3.

En trefasegenerator er avbildet på diagrammer i form av tre viklinger plassert i vinkler på 120 ° til hverandre. Hvis tilkoblingen av viklingene til generatoren utføres i henhold til "stjerne"-skjemaet, er terminalene med samme navn på viklingene koblet til hverandre på ett punkt (det såkalte "nullpunktet" til generatoren ). Nullpunktet er merket med bokstaven «O», og de frie klemmene (faseklemmene) til viklingene er merket med bokstavene «A», «B» og «C».

Hvis viklingene til generatoren er koblet til hverandre i et "trekant" -skjema, er slutten av den første viklingen koblet til begynnelsen av den andre viklingen, slutten av den andre viklingen - til begynnelsen av den tredje, slutten av den tredje - til begynnelsen av den første - trekanten er lukket. Geometrisk vil summen av EMF i en slik trekant være null. Og hvis belastningen ikke er koblet i det hele tatt til terminalene «A», «B» og «C», vil strømmen ikke flyte gjennom generatorens viklinger.

Som et resultat får vi fem grunnleggende ordninger for tilkobling av en trefasegenerator med en trefasebelastning (se figurer). I bare tre av disse figurene kan du se en stjernekoblet trefaselast, der de tre endene av lasten er kombinert i et enkelt punkt. Dette punktet i sentrum av laststjernen kalles «last nullpunkt» og er merket «O'».

Lederen som forbinder nøytralpunktene til lasten og generatoren kalles nøytrallederen i slike kretser. Strømmen til den nøytrale ledningen er betegnet som «Io».For strømmens positive retning tas retningen fra lasten til generatoren vanligvis, det vil si fra punktet «O'» til punktet «O».

Ledningene som forbinder punktene "A", "B" og "C" på generatorterminalene med lasten kalles linjeledninger, og kretsene henholdsvis: stjerne-stjerne med nøytral ledning, stjerne-stjerne, stjerne-delta, delta- delta, delta-stjerne - bare fem grunnleggende ordninger for tilkobling av trefasekretser i elektriske nettverk.

Strømmer som flyter gjennom lineære ledere kalles lineære strømmer og betegnes med Ia, Ib, Ic. For den positive retningen til linjestrømmen tas vanligvis retningen fra generatoren til lasten. Modulverdiene til linjestrømmene betyr Il, som regel uten tilleggsindekser, siden det ofte skjer at alle linjestrømmene av kretsen er like store. Spenningen mellom to lineære ledere er den lineære spenningen, betegnet med Uab, Ubc, Uca eller, hvis vi snakker om modul, skriver de ganske enkelt Ul.

Hver av generatorviklingene kalles en generatorfase, og hver av de tre delene av en trefaselast kalles en lastfase. Strømmene til fasene til generatoren og følgelig av belastningene kalles fasestrømmer, betegnet med If. De interne spenningene til generatorfasene og lastfasene kalles fasespenninger, de er betegnet Uf.

Hvis generatorens viklinger er koblet i en «stjerne», er linjespenningene 3 ganger roten (1,73 ganger) høyere i absolutt verdi enn fasespenningene. Dette er fordi linjespenningene geometrisk vil bli basene til likebente trekanter med spisse vinkler ved bunnen av 30°, hvor bena er fasespenningene.Vær oppmerksom på at en serie med lave trefasespenninger: 127, 220, 380, 660 — ganske enkelt dannes ved å multiplisere den forrige verdien med 1,73.

Når viklingene til generatoren er koblet i "stjerne", er åpenbart linjestrømmen lik fasestrømmen. Men hva skjer med spenningene når generatorviklingene er deltakoblet? I dette tilfellet vil nettspenningen være lik fasespenningen for hver fase og for hver del av lasten: Ul = Uf. Når lasten er stjernekoblet vil linjestrømmen være lik fasestrømmen: Il = If.

Når lasten er tilkoblet i henhold til "delta"-skjemaet, for den positive retningen til strømmene, velg retningen med klokken til delta-bypasset. Bestemmelsen gjøres av de relevante indeksene: fra hvilket punkt strømmen flyter og til hvilket punkt den flyter, for eksempel er Iab betegnelsen på strømmen fra punkt "A" til punkt "B".

Hvis en trefaselast er deltakoblet, vil linjestrømmene og fasestrømmene ikke være lik hverandre. Linjestrømmer detekteres da av fasestrømmer i henhold til Kirchhoffs første lov: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.