Какое соединение называется соединением треугольником: Контрольные вопросы

Содержание

Контрольные вопросы

  1. Какое соединение фаз называется соединением в треугольник?

  2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями при соединении приемников в треугольник?

  3. Каковы соотношения между фазными и линейными токами для любой нагрузки и для симметричной нагрузки при соединении приемников в треугольник?

  4. Каковы особенности соединения фаз приемников треугольником?

  5. В каком случае следует применять соединение фаз приемников в треугольник?

  6. В чем достоинства схемы соединения в треугольник по сравнению со схемой соединения в звезду?

  7. Изменяются ли линейные токи при изменении сопротивления одной из фаз приемников?

  8. Изменяются ли линейные токи при обрыве одной из фаз приемников?

  9. Как влияет на режим работы цепи обрыв одного из линейных проводов?

  10. Как изменяются линейный ток и мощность, если соединенные в звезду одинаковые однофазные приемники переключить на треугольник (линейные напряжения в обоих случаях одинаковы)?

  11. Объяснить построение векторных диаграмм.

Ответы:

  1. Соединением в треугольник называется соединение, когда конец одной фазы соединяется с началом другой, образуя замкнутый контур. Полученные узлы присоединяют к соответствующим началам фаз генератора линейными проводами

  2. При соединении фаз приемников с сопротивлениями в треугольник каждая фаза включается на линейное напряжение источника. Поэтому фазные напряжения равны линейным напряжениям.

  3. Фазные токи определяются по формулам

; ;.

Линейные токи определяются по фазным токам из уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа для узлова, в, с (см. рис. 19).

, ;

ж,;

, .

Рис. 19. Схема трехпроводной трехфазной цепи при соединении приемников в треугольник

При симметричной нагрузке

  1. При несимметричной нагрузке в результате изменении сопротивления одной из фаз, режим работы других фаз останется неизменным, так как сохраняется постоянство напряжений на фазах нагрузки, что является важной особенностью соединения фаз приемника треугольником.

  2. В случае, когда необходимо сохранить режим работы других фаз неизменным, то есть сохранить постоянство напряжений на фазах нагрузки. Схему соединения треугольником используют для включения несимметричных однофазных приемников, например, осветительных приборов в трехпроводную осветительную сеть.

  3. В зависимости от условий работы нагрузки целесообразно изменять способ соединения фаз – переключать со звезды на треугольник и обратно, при этом линейный ток нагрузки изменяется в три раза, а следовательно и мощность.

  4. При изменении сопротивления одной из фаз, режим работы других фаз останется неизменным, так как сохраняется постоянство напряжений на фазах нагрузки

  5. Не изменятся, так как любой из линейных токов равен геометрической разности токов тех двух фаз нагрузки, которые соединяются с данным линейным проводом.

  6. Изменений наблюдаться не будет

  7. В зависимости от условий работы нагрузки целесообразно изменять способ соединения фаз – переключать со звезды на треугольник и обратно, при этом линейный ток нагрузки изменяется в три раза.

;

, тогда отношение , т. е..

Активную мощность каждой фазы можно определить по формуле

,

а всей цепи – как .

Активная мощность симметричного трехфазного приемника, как и при соединении фаз звездой: .

Реактивная мощность каждой фазы определяется по формуле

.

11. Построение векторной диаграммы

1. Выбрать масштаб для тока и для напряжения.

2. Построить равносторонний треугольник фазных (линейных) напряжений приемника Uав, Uвс,

Uса (см. рис. 20).

3. С учетом характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная) строятся векторы фазных токов. При индуктивной нагрузке вектор фазного тока отстает от своего напряжения на 90о, при емкостной – вектор фазного тока опережает напряжение на 90о, при чисто активной нагрузке фазный ток совпадает по направлению со своим напряжением .

4. На основании уравнений (21) построить векторы линейных токов.

Соединение звездой

Если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в одну общую точку, а начала обмоток присоединены к линейным проводам, то такое соединение называется соединением звездой и обозначается условным знаком Y. На рис. 1 обмотки генератора и потребителя соединены звездой. Точки, в которых соединены концы фазных обмоток генератора или потребителя, называются соответственно нулевыми точками генератора (0) и потребителя (0’). Обе точки 0 и 0’ соединены проводом, который называется нулевым, или нейтральным проводом. Остальные три провода трехфазной системы, идущие от генератора к потребителю, называются линейными проводами. Таким образом, генератор соединен с потребителем четырьмя проводами. Поэтому эта система называется

четырехпроводной системой трехфазного тока.


Рис. 1. Соединение звездой

Сравнивая несвязанную и четырехпроводную системы трехфазного тока, видим, что в первом случае роль обратного провода выполняют три провода системы, а во втором – один нулевой провод. По нулевому проводу протекает ток, равный геометрической сумме токов:
IA, IB и IC, т. е. Ī0= ĪA + ĪB + ĪC.
Напряжения, измеренные между началами фаз генератора (или потребителя) и нулевой точкой (или нулевым проводом), называются фазными напряжениями и обозначаются UA, UB и UC, или в общем виде Uф. Часто задаются величины э.д.с. фазных обмоток генератора. Они обозначаются ЕA, ЕB и ЕC, или Еф. Если пренебречь сопротивлениями обмоток генератора, то можно записать:
ЕA= UA, ЕВ= UВ, ЕC= UС.
Напряжения, измеренные между началами двух фаз: А и В, В и С, С и А – генератора или потребителя, называются линейными напряжениями и обозначаются U

АВ, UВС, UСА, или в общем виде Uл. На рис. 1 стрелки показывают выбранное положительное направление тока, которое в линейных проводах принято от генератора к потребителю, а в нулевом проводе – от потребителя к генератору.

Если присоединить зажимы вольтметра к точкам А и В, то он покажет линейное напряжение UАВ. Так как положительные направления фазных напряжений UA, UB и UC выбраны от начал фазных обмоток к их концам, то вектор линейного напряжения UАВ будет равен геометрической разности векторов фазных напряжений UA и UB:
ŪA— ŪВ.
Аналогично можно записать:
ŪВСВ— ŪС;
ŪСАС— ŪА.
Иначе можно сказать, что мгновенное значение линейного напряжения равно разности мгновенных значений соответствующих фазных напряжений. На рис. 2 вычитание векторов заменено сложением векторов:
UA и — UB; U

В и — UС; UС и — UА.
Из векторной диаграммы видно, что векторы линейных напряжений составляют замкнутый треугольник.


Рис. 2. Фазные и линейные напряжения при соединении звездой


Зависимость между линейным и фазным напряжениями:
U=2UBcos30o, так как cos30o=√3/2, то U=√3UB,
или в общем виде Uл=√3Uф.
Следовательно, при соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения.

Ток, протекающий по фазной обмотке генератора или потребителя, называется фазным током и обозначается в общем виде Iф. Ток, протекающий по линейному проводу, называется линейным током и обозначается в общем виде Iл. На рис. 1 видно, что при соединении звездой линейный ток равен фазному току, т. е.
Iл=Iф.

Рассмотрим случай, когда нагрузка в фазах потребителя одинакова как по величине, так и по характеру. Такая нагрузка называется равномерной, или симметричной. Это условие выражается равенством
z1= z2= z3.
Нагрузка не будет равномерной, если, например, z

1= r1=0,5ом; z2=ωL2=0,5ом и z3=1/ωC3=0,5ом, так как здесь выполнено лишь одно условие – равенство сопротивлений фаз потребителя по величине, в то время как характер сопротивлений различен (r1 - активное сопротивление, ωL2 - индуктивное сопротивление, 1/ωC3 - емкостное сопротивление).

При симметричной нагрузке
IА=UА/zА; IВ=UВ/zВ; IС=UС/zС; IА=IВ=IС.
Фазные коэффициенты мощности вследствие равенства сопротивлений и одинаковости их характера будут одинаковы:
cosφ1=rА/zА; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.
В нулевом проводе должна протекать геометрическая сумма токов всех трех фаз. Если посмотреть на кривые изменения токов при симметричной нагрузке трехфазной системы, то увидим, что максимальные значения для всех трех синусоид тока одинаковы. Поскольку при симметричной нагрузке сумма мгновенных значений токов трехфазной системы равна нулю, следовательно, ток в нулевом проводе будет равен нулю.

Отбрасывая нулевой провод в четырехпроводной системе, переходим к трехпроводной системе трехфазного тока. Если имеется симметричная нагрузка, как, например, трехфазные двигатели переменного тока, трехфазного тока, трехфазные печи, трехфазные трансформаторы и т. п., то к такой нагрузке подводятся только три провода. Потребители, включенные звездой с несимметричной нагрузкой фаз, нуждаются в нулевом проводе.

При симметричной нагрузке фазные напряжения отдельных фаз равны между собой. При несимметричной нагрузке трехфазной системы симметрия токов и напряжений нарушается. Однако в четырехпроводных цепях часто пренебрегают незначительной несимметрией фазных напряжений. В этих случаях между линейными и фазными напряжениями существует зависимость
Uл=√3Uф.

Соединение звездой и многоугольником

Существуют два основных способа соединения обмоток генераторов, трансформаторов и приемников в многофазных цепях: соединение звездой и соединение многоугольником. Например, соединение генератора и приемника звездой показано на рис. 4, а соединение треугольником — на рис. 5.


При соединении звездой (рис. 4) все «концы» фазных обмоток генератора и ветвей звезды приемника называют нейтральными (нулевыми) точками, а соединяющий их провод — нейтральным (нулевым) проводом. Остальные провода, соединяющие обмотки генератора с приемником, называют линейными.
При соединении треугольником (рис. 5) или многоугольником фазные обмотки генератора соединяются последовательно таким образом, чтобы «начало» одной обмотки образовало с «концом» другой обмотки общую точку. Общие точки каждой пары фазных обмоток генератора и общие точки каждой пары ветвей приемника соединяются линейными проводами. На первый взгляд может показаться, что соединение обмоток генератора треугольником (многоугольником) равносильно короткому замыканию, как это было бы при подобном соединении, например, гальванических элементов. На самом деле при симметричной системе ЭДС сумма ЭДС, действующих в контуре треугольника (многоугольника), в любой момент времени равна нулю. Убедиться в этом можно хотя бы из рассмотрения векторной диаграммы и кривых мгновенных значений ЭДС трехфазного генератора (см. рис. 2).
Заметим, что схемы рис. 4 и 5 можно представить получающимися из схем несвязанных трехфазных цепей, показанных на рис. 6, путем объединения друг с другом проводов, вычерченных рядом.
Схемы соединения обмоток источников питания и приемников не зависят друг от друга. В одной и той же цепи могут быть источники питания и приемники с разными схемами соединений.
Лучи звезды или ветви многоугольника приемника называют фазами приемника, а сопротивления фаз приемника — фазными сопротивлениями. ЭДС, наводимые в фазных обмотках генератора или трансформатора, напряжения на их выводах, напряжения на фазах приемниках и токи в них называют соответственно фазными ЭДС, напряжениями и токами (Еф, Uф, Iф). Напряжения между линейными проводами и токи в них называют линейными напряжениями и токами (Uл, Iл). При соединении фаз звездой линейные токи равны фазным Iл = Iф. При соединении фаз многоугольником линейное напряжение между проводами, присоединенными к одной и той же фазе приемника или источника питания, равно соответствующему фазному напряжению Uл = Uф.

Положительные направления токов во всех линейных проводах выберем одинаковыми от источника питания к приемнику, а в нейтральном проводе — от нейтральной точки приемника к нейтральной точке источника питания. Положительные направления напряжений в ветвях звезды источника питания выберем от начал обмоток к нейтральной точке:
(см. рис. 4), у приемника — также от начал обмоток к нейтральной точке: .
Положительные направления ЭДС и токов в ветвях треугольника источника питания будем обычно выбирать в направлении АС В А, а напряжений и токов в ветвях треугольника приемника — в направлении аbса (см. рис. 5).
Многофазную цепь и многофазный приемник называют симметричным и, если комплексные сопротивления всех фаз одинаковы. В противном случае их называют несимметричными.
Если к симметричной трехфазной цепи приложена симметричная система напряжений, то получается симметричная система токов. Режим многофазной цепи, при котором многофазные системы напряжений и токов симметричны, называется симметричным.

Соотношение между линейными и фазными величинами

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой.

Фазное напряжение – возникает между началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное – которое определяют еще как межфазное или между фазное – возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз. Показатель фазного напряжения составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73 раза. В трехфазной сети напряжение, как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и условно обозначают IА, IB, IC либо условно Iф. Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода соединения:

При соединении ветвей схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. получается замкнутый контур. Для каждого узла схемы выполняется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке выполняется соотношение:

При соединении ветвей элементов схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:

Соединение потребителей трехфазного тока по схеме "звезда". Симметричный и несимметричный режимы.

При соединение фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.

Провода Aa, Bb и Cc, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод Nn, соединяющий точкуN генератора с точкой n приемника, – нейтральным.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8526 – | 8112 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой.

Фазное напряжение – возникает между началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное – которое определяют еще как межфазное или между фазное – возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз. Показатель фазного напряжения составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73 раза. В трехфазной сети напряжение, как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и условно обозначают IА, IB, IC либо условно Iф. Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода соединения:

При соединении ветвей схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. получается замкнутый контур. Для каждого узла схемы выполняется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке выполняется соотношение:

При соединении ветвей элементов схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:

Соединение потребителей трехфазного тока по схеме "звезда". Симметричный и несимметричный режимы.

При соединение фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.

Провода Aa, Bb и Cc, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод Nn, соединяющий точкуN генератора с точкой n приемника, – нейтральным.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9136 – | 7298 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

При соединении фаз по схеме «звезда» линейное напряжение по модулю в раз больше фазного напряжения, что следует из рисунка 4.7.

Рисунок 4.7 – Соотношение между фазными и линейными токами

при соединении обмоток по схеме «звезда»

В соответствии с этим, в четырехпроводной трехфазной цепи имеются два уровня напряжения, различающиеся в раз (380/220 и 220/127), что позволяет использовать приемники с различным номинальным напряжением.

Так как обмотка генератора, линейный провод и приемник, принадлежащие одной фазе, соединяются последовательно, то при соединении генератора «звездой» линейный ток равен фазному току IЛ=Iф. Комплексные величины линейных и фазных токов обозначаются İA, İB, İC.

Ток в нейтральном проводе определяется по первому закону Кирхгофа:

Таким образом, ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме фазных токов. При возникновении несимметрии токов в фазах нагрузки по нейтральному проводу протекает ток i, амплитуда которого меньше амплитуды токов в линейных проводах. В соответствии с этим сечение нулевого провода принимают на ступень меньше сечения линейных проводов.

В симметричной трехфазной системе при соединении фаз по схеме «звезда» действующие фазные и линейные токи равны друг другу, а линейное напряжение в раз больше фазного. Обмотки трехфазных генераторов на электростанциях всегда соединяют «звездой», что позволяет выполнять изоляцию обмоток на фазное напряжение.

При соединении фаз по схеме «треугольник» напряжение между началом и концом фазы – это напряжение между линейными проводами.

В симметричной трехфазной системе при соединении фаз нагрузки «треугольником» фазные и линейные напряжения равны друг другу, а линейный ток в раз больше фазного.

Рисунок 4.8– Соотношение между фазными и линейными токами при

соединении по схеме «треугольник»

Преимуществом соединения фаз приемника «треугольником» является взаимная независимость фазных токов.

Таблица 4.1 – Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при различном соединении фаз для симметричной трехфазной цепи

4.3 Приемники, включаемые в трехфазную цепь

Приемники, включаемые в трехфазную цепь, могут быть однофазными и трехфазными. К однофазным приемникам относятся осветительные и различные бытовые приборы, однофазные двигатели и т.д. К трехфазным – трехфазные асинхронные двигатели и индукционные печи.

Фазы обмоток трехфазных приемников, а также однофазные приемники могут быть соединены как «звездой», так и «треугольником». При этом способ соединения обмоток генератора не влияет на способ соединения фаз потребителя. Несимметричные приемникии включаются или по схеме «звезда» в четырехпроводную сеть или по схеме «треугольник» в трехпроводную.

Соединение нагрузки по схеме «звезда»

Рисунок 4.9 – Соединение фаз нагрузки «звездой»

Приемники электрической энергии называют симметричными, если равны между собой комплексные сопротивления

При этом фазные токи равны по значению İABC=IФ и углы сдвига фаз между током и напряжением одинаковы:

Фазные токи при симметричной нагрузке образуют симметричную систему (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 – Симметричная нагрузка (а) и векторная диаграмма фазных токов и напряжений (б)

В данном случае напряжение опережает ток на углы φABC. При построении векторной диаграммы, где из вектора тока IА вычитаем вектора токов фаз В и С и получаем, что ток в нейтральном проводе равен нулю Таким образом, при симметричной нагрузке создается такой режим работы трехфазной цепи, при котором тока в нейтральном проводе нет. В этом случае переходят к трехпроводной трехфазной цепи (без нулевого провода).

Если условия симметрии не выполняются, то приемники называются несимметричными. При этом нагрузка может быть равномерной, если реактивные сопротивления равны между собой ZA=ZB=ZC или однородной, если φABC. Векторная диаграмма фазных напряжений и токов при несимметричной нагрузке представлена на рисунке 4.11

Рисунок 4.11– Несимметричная нагрузка (а) и векторная диаграмма фазных токов и напряжений (б)

В четырехпроводную сеть включают однофазные несимметричные приемники, режимы работы которых не зависят друг от друга, а нулевой провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника, то за счет него напряжения на каждой из фаз будут равны ŮA=Uа=Uф соответствующим фазным напряжениям генератора по амплитуде и по фазе. А фазные токи в каждой из фаз будут разными.

Рисунок 4.12– Схема четырехпроводной цепи при соединении фаз генератора

и нагрузки по схеме «звезда»

В нейтральном проводе четырехпроводной осветительной цепи запрещена установка предохранителей или выключателей, т. к. при отключении нейтрального провода фазные напряжения становятся неравными, что может привести к выходу из строя бытовых электротехнических приборов. Если при соединении «звездой» перегорит один из магистральных предохранителей, то отключатся только потребители данной фазы.

Соединение нагрузки по схеме «треугольник». При соединении нагрузки в треугольник положительные направления для токов выбирают по часовой стрелке. Индексы у токов соответствуют выбранным положительным направлениям: первый индекс – точка, от которой ток утекает, второй – точка, к которой ток притекает. При таком соединении линейные токи не равны фазным токам нагрузки и определяются через них по первому закону Кирхгофа:

Таким образом, линейные токи İA, İB, İC при соединении треугольником равны векторной разности фазных токов тех фаз, которые соединены с данным линейным проводом. Фазные токи İAB, İBC, İCA при симметричной нагрузке равны по значению и сдвинуты по отношению к векторам напряжений на одинаковый угол φ.

Система линейных (фазных) напряжений ŮAB, ŮBC и ŮCA при соединении треугольником образует замкнутый треугольник (рисунок 4.13). Так как линейные токи определяются через фазные так же, как и линейные напряжения через фазные при соединении звездой, то можно сразу построить векторы линейных токов, соединив концы векторов фазных токов. Векторы линейных токов образуют замкнутый треугольник. Линейные токи при симметричной нагрузке, соединенной треугольником, в раза больше фазных токов. В общем случае, когда нагрузка несимметрична, системы фазных и линейных токов также несимметричны (рисунок 4.13 в).

Рисунок 4.13 – Векторная диаграмма напряжений и фазных токов при соединении фаз треугольником (а) и диаграмма фазных и линейных токов при:

б) симметричной нагрузке; в) несимметричной нагрузке

Преимуществом соединения приемника по схеме «треугольник» является взаимная независимость фазных токов, которые определяются как

,

а нагрузки не равны . Токи в линейных проводах определяются через разность фазных токов (4.4) и их сумма будет равна нулю.

Если при таком соединении перегорит предохранитель в линейном проводе, то приемники в прилагающих к нему фазах окажутся включенными последовательно и напряжение на них будет равно половине линейного напряжения, напряжение на третьей фазе будет нормальным.

На рисунке 4.14 показаны схемы включения однофазных и трехфазных приемников.

Рисунок 4.14 – Схемы включения однофазных и трехфазных потребителей

Симметричными приемниками на рисунке 4.14 являются асинхронный двигатель, обмотки которого соединены «звездой» и батарея конденсаторов, соединенная треугольником. Симметричные трехфазные приемники можно включать в трехпроводную цепь, как по схеме «звезда», так и по схеме «треугольник». Поэтому на щитках трехфазных электродвигателей указывается два напряжения (одно– для включения фаз звездой, другое – треугольником) и имеется шесть выводов. Например, Y-380/220-: если UЛ = 380В, то фазы обмотки двигателя включают «звездой» и UФ =220В, т.к. UЛ=UФ, если UЛ = 220 В, то фазы включают «треугольником» и UФ=UЛ =220В.

HydroMuseum – Фазное напряжение

Фазное напряжение

Фазное напряжение – элементы трехфазной цепи

Трехфазный генератор

В настоящее время электрическая энергия переменного тока вырабатывается, передается и распределяется между отдельными токоприемниками в системе трехфазных цепей.

Системой трехфазных цепей называют такую совокупность электрических цепей, в которой токоприемники получают питание от общего трехфазного генератора.


Рис. 1. Схема трёхфазного генератора

Трехфазным называется такой генератор, который имеет обмотку, состоящую из трех частей. Каждая часть этой обмотки называется фазой. Поэтому эти генераторы и получили название трехфазных.

Следует отметить, что термин «фаза» в электротехнике имеет два значения:

  1. в смысле определенной стадии периодического колебательного процесса;
  2. как наименование части электрической цепи переменного тока (например, часть обмотки электрической машины).

Для уяснения принципа действия трехфазного генератора обратимся к модели, схематически изображенной на рисунке 64. Модель состоит из статора, изготовленного в виде стального кольца, и ротора — постоянного магнита. На кольце статора расположена трехфазная обмотка с одинаковым числом витков в каждой фазе. Фазы обмотки смещены в пространстве одна относительно другой на угол 120°.

Представим себе, что ротор модели генератора приведен во вращение с постоянной скоростью против движения часовой стрелки. Тогда, вследствие непрерывного движения полюсов постоянного магнита относительно проводников обмотки статора, в каждой ее фазе будет наводиться ЭДС

Применяя правило правой руки, можно убедиться, что ЭДС, наводимая в фазе обмотки северным полюсом вращающегося магнита, будет действовать в одном направлении, а наводимая южным полюсом — в другом. Следовательно, ЭДС фазы генератора будет переменной.

Крайние точки (зажимы) каждой фазы генератора всегда размечают: одну крайнюю точку фазы называют началом, а другую — концом. Начала фаз обозначают латинскими буквами A, B, C, а концы их соответственно — X, Y, Z. Наименования «начало» и «конец» фазы дают, руководствуясь следующим правилом: положительная ЭДС генератора действует в направлении от конца фазы к ее началу.

ЭДС генератора условимся считать положительной, если она наведена северным полюсом вращающегося магнита. Тогда разметка зажимов генератора для случая вращения его ротора против движения часовой стрелки должна быть такой, как показано на рисунке 1.

При постоянной скорости вращения полюсов ротора амплитуда и частота ЭДС, создаваемых в фазах обмотки статора, сохраняются неизменными. Однако в каждое мгновение величина и направление действия ЭДС одной из фаз отличаются от величины и направления действия ЭДС двух других фаз. Это объясняется пространственным смещением фаз. Все явления во второй фазе повторяют явления в первой фазе, но с опозданием. Говорят, что ЭДС второй фазы отстает во времени от ЭДС первой фазы. Они, например, в разное время достигают своих амплитудных значений. Действительно, наибольшее значение ЭДС, – наведенной в какой-либо фазе, будет в тот момент, когда центр полюса ротора проходит середину этой фазы. В частности, для момента времени, соответствующего расположению ротора, показанному на рисунке 1, электродвижущая сила первой фазы генератора будет положительной и максимальной. Положительное максимальное значение ЭДС второй фазы наступит позже, когда ротор повернется на угол 120°. Поскольку за один оборот двухполюсного ротора генератора происходит полный цикл изменения ЭДС, то время T одного оборота является периодом изменения ЭДС Очевидно, что для поворота ротора на 120° необходимо время, равное одной трети периода (T/3).

Следовательно, все стадии изменения ЭДС второй фазы наступают позже соответствующих стадий изменения ЭДС первой фазы на одну треть периода. Такое же отставание в периодическом изменении ЭДС наблюдается в третьей фазе по отношению ко второй. Само собой разумеется, что по отношению к первой фазе периодические изменения ЭДС третьей фазы совершаются с опозданием на две трети периода (2/3 T).

Путем придания соответствующей формы полюсам магнитов можно добиться изменения ЭДС во времени по закону, близкому к синусоидальному.

Рис. 2. Кривые мгновенных значений трёхфазной системы ЭДС

Следовательно, если изменение ЭДС первой фазы генератора происходит по закону синуса

e1 = Eмsinωt ,

то закон изменения ЭДС второй фазы может быть записан формулой

e2 = Eм sinω (t − T/3) ,

а третьей — формулой

e3 = Eм sinω (t − 2/3 T) ,

Сказанное иллюстрирует график рисунка 2.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: при равномерном вращении полюсов ротора во всех трех фазах генератора наводятся переменные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, периодические изменения которых по отношению друг к другу совершаются с запаздыванием на 1/3 периода.

Трехфазные токоприемники

Трехфазный генератор служит источником питания как однофазных, так и трехфазных электрических устройств. Однофазные токоприемники, как известно, имеют два внешних зажима. К ним относятся, например, осветительные лампы, различные бытовые приборы, электросварочные аппараты, индукционные печи, электродвигатели с однофазной обмоткой.

Трехфазные устройства в общем случае имеют шесть внешних зажимов. Каждое такое устройство состоит из трех, обычно одинаковых, электрических цепей, которые называются фазами. Примерами трехфазных токоприемников могут служить электрические дуговые печи с тремя электродами или электродвигатели с трехфазной обмоткой.

Способы соединения фаз генератора и токоприемника

Несвязанная и связанная трехфазные цепи

Рис. 3. Схема несвязанной трёхфазной цепи

Трехфазную цепь называют несвязанной, если каждая фаза генератора независимо от других соединена двумя проводами со своим токоприемником (рис. 3). Основной недостаток несвязанной трехфазной цепи заключается в том, что для передачи энергии от генератора к приемникам нужно применять шесть проводов. Число проводов может быть уменьшено до четырех или даже до трех, если фазы генератора и токоприемников соединить между собой соответствующим способом. В этом случае трехфазную цепь называют связанной трехфазной цепью.

На практике почти всегда применяют связанные трехфазные цепи, как более совершенные и экономичные. Существует два основных способа соединения фаз генератора и фаз приемников: соединение звездой и соединение треугольником.

При соединении фаз генератора звездой (рис. 4, а) все «концы» фазных обмоток X, Y, Z соединяют в одну общую точку 0, называемую нейтральной или нулевой точкой генератора.

На рисунке 4, б схематически показаны три фазы генератора в виде катушек, оси которых смещены в пространстве одна относительно другой на угол 120°.

Напряжение между началом и концом каждой фазы генератора называют фазным напряжением, а между началами фаз — линейным.

Поскольку фазные напряжения изменяются во времени по синусоидальному закону, то линейные напряжения также будут изменяться по синусоидальному закону. Условимся за положительное направление действия линейных напряжений считать то направление, когда они действуют: от зажима A первой фазы к зажиму B второй фазы; от зажима B второй фазы к зажиму C третьей фазы; от зажима C третьей фазы к зажиму A первой фазы. Эти три условно положительных направления действия линейных напряжений на рисунке 4, б показаны стрелками.

Рис. 4. Трёхфазная обмотка, соединённая звездой: а – схема соединения; б – схема обмотки.

Расчеты и измерения показывают, что действующее значение линейного напряжения генератора, три фазы которого соединены в звезду, в √3 раз больше действующего значения фазного напряжения.

Соединение фаз токоприемников звездой

Для передачи энергии от генератора, соединенного звездой, к однофазным или трехфазным токоприемникам, в общем случае нужны четыре провода. Три провода присоединяют к началам фаз генератора (A, B, C). Эти провода называют линейными проводами. Четвертый провод соединяют с нейтральной точкой (0) генератора и называют нейтральным (нулевым) проводом.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом дает возможность использовать два напряжения генератора. Приемники в такой цепи можно включать между линейными проводами на линейное напряжение или между линейными проводами и нейтральным проводом на фазное напряжение.

Рис. 5. Четырёхпроводная трёхфазная цепь

На рисунке 5 показана схема включения токоприемников, рассчитанных на фазное напряжение генератора. В этом случае фазы токоприемников будут иметь общую точку соединения — нейтральную точку 0′, а токи в линейных проводах (линейные токи) будут равны токам в соответствующих фазах нагрузки (фазным токам).

Каждая фаза нагрузки может быть образована как одним токоприемником, так и несколькими токоприемниками, включенными между собой параллельно (рис. 6).

Если фазные токи и углы сдвига фаз этих токов по отношению к фазным напряжениям одинаковы, то такая нагрузка называется симметричной. Если хотя бы одно из указанных условий не соблюдается, то нагрузка будет несимметричной.

Симметричная нагрузка может быть создана, например, лампами накаливания одинаковой мощности. Допустим, что каждая фаза нагрузки образована тремя одинаковыми лампами (рис. 7).

Рис. 6. Схема включения однофазных токоприёмников в четырёхпроводную сеть


Рис. 7. Схема соединения симметричной нагрузки звездой

Путем непосредственных измерений можно убедиться, что при включении нагрузки звездой с нейтральным проводом напряжение на каждой фазе нагрузки Uф будет меньше линейного напряжения Uл в √3 раз, подобно тому, как это было при включении звездой фаз обмоток генератора

Uл = √3Uф.

На практике широкое распространение получили трехфазные цепи с нейтральными проводами при напряжениях

Uл = 380 В; Uф = 220 В

или

Uл = 220 В; Uф = 127 В.

Из рисунка 70 видно, что ток в линейном проводе (Iл) равен току в фазе (Iф)

Iл = Iф.

Величина тока в нейтральном проводе при симметричной нагрузке равна нулю, в чем можно убедиться также путем непосредственного измерения.

Но если ток в нейтральном проводе отсутствует, то зачем же нужен этот провод?

Для выяснения роли нейтрального провода проделаем следующий опыт. Допустим, что в каждой фазе нагрузки имеется по три одинаковых лампы и одному вольтметру, а в нейтральный провод включен амперметр (см. рис. 7).


Рис. 8. Схема осветительной сети жилого дома при соединении фаз нагрузки звездой

Когда в каждой фазе включены по три лампы, то все они находятся под одним и тем же напряжением и горят с одинаковым накалом, а ток в нейтральном проводе равен нулю. Изменяя число включенных ламп в каждой фазе нагрузки, мы убедимся в том, что фазные напряжения не изменяются (все лампы будут гореть с прежним наклоном), но в нейтральном проводе появится ток.

Отключим нейтральный провод от нулевой точки приемников и повторим все изменения нагрузки в фазах. Теперь мы заметим, что большее напряжение будет приходиться на ту фазу, сопротивление которой больше других, то есть, где включено меньшее количество ламп. В этой фазе лампы будут гореть с наибольшим накалом и даже могут перегореть. Это объясняется тем, что в фазах нагрузки с большим сопротивлением происходит и большее падение напряжения.

Следовательно, нейтральный провод необходим для выравнивания фазных напряжений нагрузки, когда сопротивления этих фаз различны.

Благодаря нейтральному проводу, каждая фаза нагрузки оказывается включенной на фазное напряжение генератора, которое практически не зависит от величины тока нагрузки, так как внутреннее падение напряжения в фазе генератора незначительно. Поэтому напряжение на каждой фазе нагрузки будет практически неизменным при изменениях нагрузки.

Если сопротивления фаз нагрузки будут равными по величине и однородными, то нейтральный провод не нужен (рис. 7). Примером такой нагрузки являются симметричные трехфазные токоприемники.

Обычно осветительная нагрузка не бывает симметричной, поэтому без нейтрального провода ее не соединяют звездой (рис. 8). Иначе это привело бы к неравномерному распределению напряжений на фазах нагрузки: на одних лампах напряжение было бы выше нормального и они могли бы перегореть, а другие, наоборот, находились бы под пониженным напряжением и горели бы тускло.

По этой же причине никогда не ставят предохранитель в нейтральный провод, так как перегорание предохранителя может вызвать недопустимые перенапряжения на отдельных фазах нагрузки (см. рис. 8).

Рис. 9. Трёхпроводная трёхфазная цепь

Соединение фаз токоприемников треугольником

Если три фазы нагрузки включить непосредственно между линейными проводами, то мы получим такое соединение фаз токоприемников, которое называется соединением треугольником (рис. 9). Допустим, что первая фаза нагрузки R1 включена между первым и вторым линейными проводами; вторая R2 — между вторым и третьим проводами, а третья R3 — между третьим и первым проводами. Нетрудно видеть, что каждый линейный провод соединен с двумя различными фазами нагрузки.


Рис. 10. Схема осветительной сети жилого дома при соединении фаз нагрузки треугольником

Соединять треугольником можно любые нагрузки. На рисунке 9 дана более общая схема соединения фаз нагрузки треугольником. Соединение треугольником осветительной нагрузки жилого дома показано на рисунке 10. При соединении фаз нагрузки треугольником напряжение на каждой фазе нагрузки равно линейному напряжению

Uл = Uф.

Это соотношение сохраняется и при неравномерной нагрузке.

Линейный ток при симметричной нагрузке фаз, как показывают измерения, будет больше фазного тока в √3 раз

Iл = √3·Iф.

Однако следует иметь в виду, что при несимметричной нагрузке фаз это соотношение между токами нарушается.

Рис. 11. Схема включения однофазных токоприёмников в трёхпроводную сеть

Принципиально можно соединять треугольником и фазы генератора, но обычно этого не делают. Дело в том, что для создания заданного линейного напряжения каждая фаза генератора при соединении треугольником должна быть рассчитана на напряжение, в √3 раз большее, чем в случае соединения звездой. Более высокое напряжение в фазе генератора требует увеличения числа витков и усиленной изоляции для обмоточного провода, что увеличивает размеры и стоимость машины. Именно поэтому фазы трехфазных генераторов почти всегда соединяют звездой.

Приемники электрической энергии независимо от способа соединения обмоток генератора могут быть включены либо звездой, либо треугольником. Выбор того или иного способа соединения определяется величиной напряжения сети и номинальным напряжением приемников.

Соединение треугольником. Мощность трехфазной цепи

Соединение треугольником

Если обмотки генератора трехфазного тока соеди­нить так, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй с началом третьей, конец третьей с началом первой, а к общим точкам подключить линейные провода, то получим соеди­нение треугольником (рис. 5.7).

Кажущегося короткого замыкания в обмотках ге­нератора не произойдет, так как сумма мгновенных значений ЭДС в них равна нулю:

= = =0 (5.6)

в чем легко убедиться, построив векторную диаг­рамму.

На рис. 5.7 три приемника тока ZАВ, ZВС, ZСА также включены треугольником. В отличие от со­единения звездой, где в большинстве случаев применяется четырехпроводная система, здесь исполь­зуются три провода.

При соединении треугольником существуют толь­ко линейные напряжения (UАВ, UВС, UСА), посколь­ку нулевой провод отсутствует, но появляются фаз­ные (IАВ, IВС, IСА) и линейные (IА, IВ, IС) токи. Соотношения между линейными и фазными тока­ми легко могут быть получены, если для каждой узловой точки потребителя применить первое пра­вило Кирхгофа:

A= AВ- СA;

В= ВС- АВ; (5.7)

С= СА- ВС.

Из этих соотношений видно, что любой из линей­ных токов равен геометрической разности двух фазных токов. Кроме того, почленное сложение этих ра­венств показывает, что геометрическая сумма ли­нейных токов равна нулю:

A+ В+ С=0 (5.8)

Для построения векторной диаграммы в качестве расходных возьмем три вектора линейных напряжений (UАВ, UВС, UСА), расположенных под углом 120° относительно друга (рис. 5.8).

рис. 58 .

При симметричной нагрузке векторы фазных токов IАВ, IВС, IСА сдвинуты по фазе относительно соответствующих напряжений на угол φ, величина ко­торого зависит от характера нагрузки.

Теперь, пользуясь соотношениями (5.7), построим, на этой же диаграмме векторы линейных токов. Для того чтобы построить вектор линейного тока A, нужно к вектору фазного тока AВ прибавить вектор ( - СA), т. е. вектор равный по длине СA, но противоположный по направлению. Так же строятся ос­тальные векторы линейных токов.

Для нахождения соотношения между модулями линейных и фазных токов рассмотрим тупоугольный треугольник с углом 120° при вершине, образованный векторами A, (- СA ) и AВ. Опустим перпендикуляр из вершины тупого угла этого тре­угольника на противоположную сторону и найдем, что IА/2 =IАВcos30° . Следовательно, Iл = Iф. Таким образом, в трехфазной системе, соединенной треугольником, линейные токи больше фазных в раз, а фазные напряжения совпадают с линей­ными.

Наличие двух способов включения нагрузок рас­ширяет возможности потребителей. Например, если каждая из трех обмоток трехфазного электродвига­теля рассчитана на напряжение 220 В, то электро­двигатель может быть включен треугольником в сеть 220/127 В или звездой в сеть 380/220 В. Соедине­ние треугольником чаще всего используется в си­ловых установках (электродвигатели и т. п.), где нагрузка близка к равномерной. В трехфазных це­пях способ включения нагрузки (звездой или треу­гольником) не зависит от способа включения обмо­ток генератора или трансформатора, питающего дан­ную цепь.

Мощность трехфазной системы и методы ее измерения

Активной мощностью трехфазной системы называют сумму активных мощностей ее отдельных фаз:

Р=РАВС=

IФАUФА + IФВUФВ + IФСUФС . (5.9)

При симметричной нагрузке мощности отдельных фаз равны между собой, а общая мощность опреде­ляется как

Р=3IФUФ . (5.10)

На практике мощность трехфазной системы чаще выражают через линейные, а не через фазные токи и напряжения. При соединении звездой Uф = Uл / и Iф = Iл, а при соединении треугольником Uф = Uл и Iф= Iл/ . В обоих случаях, заменяя фазные ве­личины линейными, мы получим одно и то же вы­ражение для мощности трехфазной системы при симметричной нагрузке:

Р=3 IФ UФ = IЛUЛ . (5,11)

Для трехфазной системы также справедливы сле­дующие соотношения для полной, активной и реак­тивной мощностей, соответственно:

S = IЛUЛ;

P = IЛUЛ ; (5.12)

Q = IЛUЛ .

Существуют несколько методов измерения мощ­ности трехфазной системы, у каждого из них своя область применения. Для измерения мощности ис­пользуются в основном однофазные ваттметры элек­тродинамической системы. Однофазный ваттметр (рис. 5.9) со­держит две обмотки - токовую (обозначена более жирной линией), которая включается последователь­но с объектом измерения (как амперметр), и обмотку напряжения, включаемую параллельно (как вольт­метр).

Сначала рассмотрим измерение активной мощ­ности. Для измерения активной мощности приме­няют четыре способа:

1. Способ одного ваттметра используют для измерения мощности при симметричной нагрузке, соединенной звездой с доступной нулевой точкой (рис. 5.10).

рис 5.10

При этом токовая цепь ваттметра включается по­следовательно с одной из фаз нагрузки, а цепь на­пряжения прибора - на напряжение этой же фазы.

В этом случае общая мощность трехфазной систе­мы равна утроенному показанию ваттметра:

P = IЛUЛ . (5.13)

2. Способ одного ваттметра с созданием ис­кусственной нулевой точки применяют тогда, ког­да нагрузка симметрична, а нулевая точка нагрузки недоступна или вообще отсутствует (например, при соединении треугольником). Токовая обмотка ватт­метра включается последовательно в одну из фаз нагрузки, а нулевую точку создают путем включе­ния двух одинаковых добавочных сопротивлений Rд между двумя другими фазами (рис: 5.11).

Величина добавочных сопротивлений должна быть равна сопротивлению обмотки напряжения ватт­метра. Тогда искусственная нулевая точка являет­ся нулевой точкой звезды, состоящей из сопротив­ления обмотки напряжения ваттметра и двух добавочных сопротивлений, и цепь напряжения ватт­метра находится под фазным напряжением, а через токовую цепь проходит фазный ток. В этом случае общая мощность трехфазной системы равна утроенному показанию ваттметра.

3. Способ трех ваттметров применяют для из­мерения мощности при неравномерной нагрузке, со­единенной звездой. В каждый из линейных проводов включается токовая цепь одного из ваттметров, а их цепи напряжения включаются между соответ­ствующим линейным проводом и нулевым прово­дом системы (рис. 5.12).

При таком соединении каждый из ваттметров из­меряет мощность одной фазы системы. Активная мощность

всей трехфазной системы равна сумме по­казаний трех ваттметров.


рис 5.12

4. Способ двух ваттметров. Этот способ уни­версален - он применяется при симметричной и несимметричной нагрузках и при любом типе со­единения. Нулевой провод может быть, а может и отсутствовать - он просто не используется. Токовые обмотки ваттметров включают в какие-нибудь две фазы, а обмотки напряжения между третьей (незанятой) фазой и той фазой, в которую включена токовая обмотка данного ваттметра (рис. 5.13).

В этом случае общая мощность трехфазной сис­темы равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров. Докажем это для случая соединения треугольником.

Общая мгновенная мощность трехфазной цепи, при соединении треугольником равна сумме мгно­венных мощностей отдельных фаз:

Р=Р12233112u12+ і23 u23+ і31 u31. (5.14)

Сумма мгновенных значений линейных напряжений (при соединении как треугольником, так и звездой) равна дулю:

u12+ u23+u31=0. (5.15)

Из уравнения (5.15) можно выразить мгновенные значения линейных напряжений:

u12= - u23 - u31;

u23= - u12 - u31; (5.16)

u31= - u12 – u23;

Подставив первое из них в (5.14), получим:

Р=і12 (- u23 - u31 )+ і23 u23+ і31 u31= u31 31 - і12)+u23 23 - і12). (5.17)

Поскольку i12 – i31 = i1, i23 - i12= i2 и u31 = -u13, то

P = u13i1+ u23i2. (5.18)

Таким образом, мощность трехфазной цепи мож­но измерить двумя ваттметрами, включив их опи­санным выше способом.

Вопросы для повторения

1. Дайте определение трехфазной системы перемен­ного тока.

2. Какое соединение называется соединением звездой?

3. Как строится векторная диаграмма для токов и напряжений при соединении звездой?

4. Какое соединение называется соединением треуголь­ником?

5. Как строится векторная диаграмма для токов и напряжений при соединении треугольником?

6. В каком случае отсутствует ток в нулевом прово­де?

7. Какова связь между линейными и фазными напря­жениями при соединении звездой?

8. Какова связь между линейными и фазными токами при соединении треугольником?

9. Какие способы измерения мощности трехфазной си­стемы вы знаете? В каких случаях применяется каждый из них?

Трехфазный ток

Трехфазный ток 

Трехфазный ток лежит в основе производства и распределения энергии в современной электроиндустрии. Трехфазная система образуется при трех одинаковых по амплитуде и частоте переменных токах, которые сдвинуты относительно друг друга на одну треть периода или 120°. В трехфазной системе существует два способа соединения фаз генератора и токоприемников — соединение звездой и соединение треугольником. Для того чтобы соединить три фазы источника электропитания с тремя нагрузками необходимо шесть проводов. Такая система электроцепи называется несвязной. В наши дни она не применяется, так как ее использование экономически нецелесообразно.

Соединение трехфазной системы по схеме «звезда» подразумевает под собой соединение в общую точку всех обмоток фаз источника питания. В нагрузке производят такое же соединение. После этого все обратные провода соединяются в один и подключаются к общим точкам токоприемника, являющимся источником нагрузки. Соответственно по полученному проводу протекает суммарный ток всех трех фаз. В случае протекания во всех фазах одинаковых токов и их сдвиге относительно друг друга на 1/3 (120°), сумма токов будет равна нулю. В связи с этим в общем проводе ток протекать не будет. Данный провод называется нулевым или нейтральным. Остальные провода, которые соединяют фазы генератора с токоприемниками, называются линейными.

Нагрузка, при которой выполняется условие равенства по величине токов во всех фазах, а так же одинаковых сдвигов фаз по отношению к фазным электродвижущим силам, называется симметричной. При соединении трехфазной системы по схеме «звезда» с симметричной нагрузкой нейтральный (нулевой) провод отсутствует, в связи с тем, что в нем нет необходимости. Такая система является трехпроводной. В других случаях применяется система с нейтральным проводом, которая называется четырехпроводной.

Фазными напряжениями в трехфазной системе являются напряжения между началом и концом фазных обмоток, а напряжения между линейными проводами называются линейными. Токи, которые протекают в обмотках фаз генератора или токоприемника, называются фазными токами, а токи в линейных проводах, линейными соответственно.

Между линейными и фазными величинами при соединении по схеме «звезда» при симметричной нагрузке существует связь. При соединении треугольником обмотки фаз источников питания подключаются последовательно так, чтобы начало первой обмотки соединялось с концом следующей. Все общие точки каждой из пар фазных обмоток генератора соединяются проводами, которые называют линейными, с общими точками каждой пары ветвей электроприемника. Также нетрудно убедиться в том, что соединение треугольником в трехфазной системе можно также получить из трехфазной несвязанной цепи с помощью объединения друг с другом вычерченных рядом проводов. При симметричной нагрузке электросистемы, которая соединяется в треугольник, фазные напряжения равны линейным напряжениям, а линейные токи больше фазных токов в √3-раз. При соединении фаз генератора треугольником из-за более высокого напряжения в фазах генератора требуется увеличение числа витков и усиление изоляции для обмоточного провода, что в свою очередь влияет на увеличение размеров и стоимость машины. В связи с этим фазы трехфазных генераторов в большинстве случаев соединяют по схеме «звезда».

Приемники электроэнергии могут быть включены либо треугольником, либо звездой независимо от способа соединения обмоток генератора. Выбор способа соединения определяется номинальным напряжением приемников и величиной напряжения сети.

      Определение соединения треугольником

      - ваше руководство по электрике


      В этом методе соединения разнородные концы трехфазных обмоток соединяются вместе, т.е. конечный конец одной фазы соединяется с начальным концом другой фазы и так далее, чтобы получить замкнутую цепь.

      Три линейных проводника взяты из трех стыков сетки и обозначены R, Y и B. Это называется трехфазным трехпроводным соединением треугольником .

      В сбалансированном соединении треугольником три фазных напряжения равны по величине и смещены друг от друга на 120 o , а их сумма векторов равна нулю.

      При соединении треугольником нейтрали не существует, поэтому могут быть сформированы только трехфазные трехпроводные системы. Дельта-соединение также известно как сетчатое соединение.

      В сбалансированном соединении треугольником

      В L = В ф. (по величине и фазе)
      I L = √3 I ф. (по величине)

      В симметричном Соединение треугольником линейный ток отстает от фазного тока на 30 .

      Мощность 3- φ = √3V L I L cos φ

      Мощность 3- φ = 3V ph I ph cos φ

      Применение соединений треугольником

      • Соединение "треугольник" подходит только для роторных преобразователей.
      • Трансформаторы лучше работают при подключении по схеме «треугольник».
      • Соединение треугольником в основном используется для трехфазных двигателей низкого напряжения.

      Сбалансированное соединение треугольником


      Сбалансированное соединение треугольником - это соединение, в котором три фазных напряжения равны по величине, но смещены друг от друга на 120 o . В сбалансированной системе, соединенной треугольником, три линейных напряжения также будут равны по величине, но смещены друг от друга на 120 o .

      Основы AC | Все сообщения

      © http://www.yourelectricalguide.com/ определение дельта-соединения.

      Почему соединение звездой? Почему Delta Connection?

      Первая из трех частей

      Одним из наиболее запутанных элементов трехфазного питания являются схемы подключения обмоток индуктивных устройств, таких как трансформаторы и двигатели. Хотя большинство из нас, обладающих базовыми знаниями в области питания переменного тока, понимает, как работают двигатели и трансформаторы, мы редко вникаем в эти загадочные соединения обмоток и их влияние на производительность.

      Эта простая серия из трех частей не сделает вас экспертом, но я надеюсь, что она сделает эти связи немного более понятными.

      Однофазное соединение звездой и треугольником

      Простая иллюстрация того, почему соединение звездой или треугольником требуется в трехфазной цепи, - это однофазное соединение. На рисунке 1 показаны схемы двух типичных однофазных трансформаторов.

      Рис. 1. Схема двух типичных однофазных трансформаторов

      Тот, что слева, принимает более высокое первичное напряжение и производит 120 вольт во вторичной обмотке. Схема справа принимает такое же первичное напряжение и выдает 240 вольт. Он также имеет заземленный центральный ответвитель с нейтралью, который создает напряжение 120 В между ответвлением и внешними выводами. Обратите внимание, что на этих рисунках нет разницы в количестве витков первичной и вторичной обмоток.Если бы это было так, то в первичной обмотке было бы больше, чем во вторичной, поскольку оба снижают первичное напряжение. Соотношение витков определяет увеличение или уменьшение напряжения и тока между первичной и вторичной обмотками.

      На рисунке 1 выделяется то, что только два соединения находятся в любой точке схемы. И первичная, и вторичная катушки имеют по две. Вторичная обмотка слева подключена к заземлению, а вторая - к горячей. Два центральных отводных напряжения также имеют контакт с землей.С тремя входящими фазами схема подключения различается, и в этом заключается цель соединений звезды и треугольника.

      Различия в трехфазном соединении звездой и треугольником

      Трехфазные трансформаторы состоят из трех отдельных наборов катушек, каждая из которых подключена к отдельной фазе. Чтобы напряжение и ток протекали через катушки, между ними должно быть какое-то общее соединение.На рисунке 2 показаны два возможных подключения. Соединение Delta соединяет катушки в виде равностороннего треугольника и применяет отдельные фазы в каждой из вершин.

      Рис. 2. Два возможных соединения - Delta и Wye

      Соединение "звезда" соединяет вместе один конец каждой из катушек и подводит отдельные фазы к открытым концам. Эти два соединения дают очень разные результаты при подаче питания.

      Преимущество соединения Delta - более высокая надежность. Если одна из трех первичных обмоток выйдет из строя, вторичная по-прежнему будет обеспечивать полное напряжение на всех трех фазах.

      Единственное требование - оставшиеся две фазы должны выдерживать нагрузку. Если одна из обмоток в первичной обмотке звезды выходит из строя, на двух фазах вторичной обмотки треугольником будет пониженное напряжение.

      Если вторичная обмотка также подключена звездой, на двух фазах будет пониженное напряжение, а на другой - ноль.Преимущество соединения "звезда" состоит в том, что оно может обеспечивать несколько напряжений без необходимости в дополнительных трансформаторах. Это может снизить стоимость многих приложений.

      Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть спроектированы как треугольник / треугольник, звезда / звезда, треугольник / звезда и звезда / треугольник. Дельта / Дельта используется во многих промышленных установках, а Дельта / звезда - наиболее распространенная конфигурация. Звезда / треугольник используется при передаче высокого напряжения, а звезда / звезда редко используется из-за потенциального дисбаланса.

      На рисунке 3 представлена ​​схема конфигурации "треугольник / звезда". Первичный намотан как Дельта, а вторичный намотан как Уай.

      Рис. 3. Схема для конфигурации треугольник / звезда

      Входящие фазные напряжения прикладываются к точкам P1, P2 и P3. S1, S2 и S3 - выходные напряжения.

      Я упоминал ранее, что вывод двух подключений отличается.Любой из них может быть намотан для получения определенного фазного напряжения, но междуфазные напряжения будут разными для соединений звезды и треугольника. Давайте посмотрим на два примера.

      На рисунке 4 показана вторичная (выходная) сторона трехфазного трансформатора, соединенного звездой. Зеленая линия - это центральный отвод, ведущий к земле. На рисунке 4 отдельные фазы имеют напряжение 120 вольт, и каждая из них вырабатывает 120 вольт при подключении к центральному отводу.

      Рисунок 4.Вторичная (выходная) сторона трехфазного трансформатора с соединением звездой

      При подключении между фазами напряжение составляет всего 208 вольт, а не 240 вольт, которые мы могли бы ожидать. Почему? Ответ - Уай.


      Соединения звездой создают разный фазовый угол между фазами, а фазовый угол определяет межфазное напряжение.


      Если вам интересно узнать больше о фазовых углах и векторных диаграммах, которые их измеряют, см. «Пазл с изменением напряжения» на сайте www.PumpEd101.com.


      Преимущество состоит в том, что константа позволяет вычислить межфазное напряжение, создаваемое звездообразным соединением. Междуфазное напряжение всегда будет в 1,732 раза больше фазного напряжения. На рисунке 5 показана вторичная (выходная) сторона трехфазного трансформатора, соединенного по схеме треугольника. Как и в примере с звездой, отдельные фазы вырабатывают 120 вольт.

      Рис. 5. Вторичная (выходная) сторона трехфазного трансформатора, соединенного треугольником

      В этом примере межфазные напряжения вдвое превышают напряжения отдельных фаз, или 240 вольт.Может показаться, что Delta - более эффективная конструкция, но фазовый угол также играет здесь роль.

      Междуфазный ток в схеме треугольника всего в 1,732 раза больше фазного тока, но в два раза больше фазного тока в схеме звезды. Вот почему постоянная 1,732 появляется в уравнениях, используемых для расчета мощности и других значений в трехфазных цепях.

      Он учитывает влияние фазового угла на напряжение и ток в двух разных соединениях.

      Мощность (Вт) = E x I x 1,732 x Коэффициент мощности

      В колонке следующего месяца будут рассмотрены три мутации общей вторичной дельта-схемы и их возможные проблемы. Прочтите статью здесь.

      Чтобы прочитать другие статьи Джо Эванса, перейдите сюда.

      Что такое звезда и дельта? | Глава 1 - Напряжение, ток, энергия и мощность

      На предыдущей странице мы узнали, что резисторы можно подключать последовательно или параллельно.Иногда анализ схемы упрощается, если мы преобразовываем последовательные или параллельные резисторы в один эквивалентный резистор. Однако резисторы можно настроить таким образом, чтобы они не приводили к последовательному или параллельному соединению:

      Рисунок 1. Дельта- и звездообразные сети

      Эти две конфигурации резисторов не могут быть сведены к одному эквивалентному сопротивлению. Их называют сетями дельта и звезда (или Y) из-за их формы.Они также могут быть организованы как сети pi (π) и T . Важно понимать, что с точки зрения электрических характеристик сеть дельта точно такая же, как сеть пи, а сеть звезда точно такая же, как сеть Т; они просто нарисованы иначе.

      Рис. 2. Сети Pi и T (названия происходят от их внешнего вида) - это альтернативные способы построения сетей типа треугольник и звезда.

      Трехфазное питание

      Сети

      "треугольник" и "звезда" используются вместе с трехфазным питанием (как вы увидите ниже, конфигурация "треугольник" также встречается в схеме мостового выпрямителя).Большинство людей привыкло к однофазному переменному току, который подается в дома, но трехфазный переменный ток широко используется в распределительных системах и для питания промышленного оборудования. Он называется «трехфазным», потому что состоит из трех синусоидальных напряжений; эти напряжения имеют одинаковую амплитуду и частоту, но они сдвинуты по фазе на 120 ° относительно друг друга.

      Трехфазная схема более эффективна по сравнению с однофазной реализацией, поскольку трехфазная система может выдавать большую мощность по сравнению с весом проводников.Трехфазное питание также выгодно, потому что количество мгновенной мощности, доступной от системы, является постоянным. Мгновенная мощность, выдаваемая однофазным переменным током, изменяется в соответствии с синусоидальной природой напряжения питания, но при трехфазном переменном токе изменения амплитуды одного из трех напряжений уравновешиваются сдвинутыми по фазе изменениями двух других напряжений.

      Конфигурации

      "треугольник" и "звезда" позволяют схеме обеспечивать равную или сбалансированную нагрузку для всех трех фаз.Важное различие между дельта-конфигурацией и конфигурацией звезды - количество узлов: дельта имеет три (то есть по одному узлу для каждой фазы), а звезда - четыре. Четвертый узел в сети звезда позволяет подключать нейтральный провод. Нейтральный провод должен быть доступен, если одна из фаз будет использоваться для питания оборудования, работающего от однофазного переменного тока.

      Дельта-звезда преобразования

      Можно преобразовать дельта-сеть в функционально эквивалентную звездообразную сеть, а также возможно преобразовать звездообразную сеть в функционально эквивалентную дельта-сеть.«Функционально эквивалентный» означает, что общее электрическое поведение преобразованной сети идентично общему электрическому поведению исходной сети. Другими словами, если исходная сеть подключена к системе на терминалах A, B и C, мы можем удалить исходную сеть и подключить преобразованную сеть к терминалам A, B и C без изменения поведения системы.

      На данный момент мы знаем, что такое дельта-звездообразное преобразование, но не знаем, зачем кому-то понадобиться выполнять эти преобразования.Оказывается, преобразование дельта-сети в треугольную или треугольную сеть в дельта-сеть может облегчить анализ более крупной схемы, которая включает в себя дельта- или звездообразную сеть. В следующем разделе мы рассмотрим формулы преобразования, а затем рассмотрим пример.

      Формулы преобразования Дельта-звезда

      Следующие формулы позволяют рассчитать сопротивления сети звездой из сопротивлений схемы треугольником.

      Для расчета сопротивлений дельта-сети на основе сопротивлений звездообразной схемы мы используем следующие формулы:

      Пример

      Рассмотрим следующую схему:

      Рисунок 3.R 1 , R 2 и R 3 образуют треугольную конфигурацию

      Выглядит довольно сложно, но проницательный читатель распознает R 1 , R 2 и R 3 как образующие треугольную конфигурацию. Теперь самое интересное!

      Во-первых, давайте изменим метки резисторов, чтобы мы могли напрямую использовать формулы преобразования.

      Рисунок 4. Обновленные метки резисторов

      Теперь мы можем преобразовать дельта-конфигурацию, состоящую из R AB , R AC и R BC , в конфигурацию звезды.

      Рис. 5. Преобразование дельта-конфигурации в конфигурацию "звезда"

      Используя формулы из предыдущего раздела, мы можем найти R A , R B и R C для нашей звездообразной сети.

      Рисунок 6. R A , R B и R C для звездообразной сети


      R B и R 4 представляют собой последовательные резисторы с эквивалентным сопротивлением 20 Ом, а R C и R 5 имеют эквивалентное сопротивление 15 Ом.Эти два эквивалентных сопротивления включены параллельно, поэтому общее эквивалентное сопротивление R B , R C , R 4 и R 5 можно рассчитать и добавить к R A . Теперь у нас есть эквивалентное сопротивление для всей группы резисторов, и, поскольку мы знаем напряжение на этом эквивалентном сопротивлении, мы можем использовать закон Ома, чтобы найти ток через R A . Этот ток позволяет нам с помощью простых, но длительных вычислений определить напряжения, показанные на рисунке 7.

      Рисунок 7. Расчетные напряжения

      Теперь мы можем перенести эти результаты в нашу исходную дельта-сеть, имея в виду, что эквивалентные сети будут производить такие же напряжения на клеммах A, B и C.

      Рисунок 8. Напряжение на каждом резисторе

      На рисунке 8 показано напряжение на каждом резисторе, и теперь мы можем использовать закон Ома, чтобы найти ток, протекающий через каждый резистор.

      Обзор сетей Delta и Wye

      Мы обсудили трехфазное питание переменного тока и конфигурации двух цепей - схему треугольником и сеть звездой - которые используются в трехфазных системах. Мы также рассмотрели роль преобразования треугольника в звезду в анализе цепей.

      На следующей странице мы рассмотрим электрическую мощность в контексте напряжения и тока переменного тока.

      Что такое соединение звездой и треугольником? »Электрооборудование BABA

      Что такое соединение звездой и соединение треугольником? | Как осуществляется соединение звездой и треугольником?

      हिन्दी मे पढ़ें

      Подключение 3-фазной обмотки выполняется особым образом, чтобы сделать 3-фазную систему питания более эффективной.Это соединение называется внутренним соединением 3 фазы. Для передачи, распределения и использования трехфазной энергии очень важно трехфазное внутреннее соединение.

      Схема подключения звезда-треугольник

      Это внутреннее соединение выполняется компанией Star & Delta двумя способами.

      Звездное соединение

      Это соединение называется соединением «звезда» или (Y) соединением. Как показано на рисунке, U1, V1, W1 или U2, V2, W2, начиная с 6 клемм трехфазной обмотки, все три клеммы любой из этих 2 групп закорочены вместе.Остальные 3 терминала укомплектованы для снабжения.

      Точка подключения звезды

      Группа, которая сокращается вместе, их сокращенная точка называется Звездной Точкой Звездной Связи. Нейтральный провод выводится от этой точки звезды.

      Свойства звездного соединения

      • Соединение звездой имеет одинаковый фазный ток и линейный ток. (IL = Iph), потому что из-за соединения звездой ток, протекающий через любую из двух фазных обмоток, одинаков.
      • Линейное напряжение в √3 раза превышает фазное напряжение.
      • Одно из этих двух фазных напряжений имеет разность фаз 60 ° как при отрицательном фазном напряжении (-Vph), так и при другом положительном фазном напряжении (Vph).
      • Линейное напряжение на 30 ° выше фазного напряжения.
      • Общая мощность равна суммарной мощности всех трех фаз.

      Формула полной мощности звездного соединения

      Где используется соединение звездой?

      • 3-фазная 4-проводная система - соединение звездой используется в 3-фазной 4-проводной системе.3-фазная 4-проводная система используется для вторичного распределения. Он использует 3 фазных провода R, Y, B и нейтраль «N». Нейтральный провод, который подключается к Star Point системы Star Connection.
      • Звезда генератора переменного тока выполняется на электростанциях.
      • Для запуска трехфазных индукционных моторов Big. Использование Star Connection вредно.

      Соединение треугольником

      Схема подключения треугольником

      Как выполняется дельта-соединение?

      Дельта-соединение также называется сетчатым соединением.

      Как показано на рисунке выше, отдельные точки 3-фазной обмотки закорочены при соединении треугольником. Причем 3 провода из закороченных контактов вынесены на стерилизацию. Значение U, V, W в 3-х фазных обмотках U2 V1, V2 W1, W2 U1 как это или

      U1 V2, V1 W2, W1 U2 Таким образом, точки укорачиваются. А от укороченных точек к питанию подводятся 3 провода. Так выполняется дельта-соединение.

      Свойства соединения треугольником
      • В связи с этим каждая фазная обмотка имеет параллельные фазы по 2 фазы, благодаря чему фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы.
      • Линейный ток в √3 раза превышает фазный ток.

      В чем разница между соединением «звезда» и «треугольник»?

      Звездное соединение

      Соединение треугольником
      1. Линейный ток = фазный ток
      1. Линейный ток = √3 × фазный ток
      1. Напряжение сети = √3 фазное напряжение
      2.Напряжение сети = напряжение фазы
      1. Общая мощность = √3 × VL × IL × коэффициент мощности
      3. Полная мощность = √3 × VL × IL × коэффициент мощности
      1. Фазное напряжение в √3 раза меньше линейного напряжения, из-за чего количество витков обмотки меньше. Это экономит медь.
      4. Из-за того же сетевого и фазного напряжения количество витков в обмотке этого соединения велико.
      1. В нем есть нейтраль.
      5. Что не нейтрально.
      1. Из-за наличия нейтрали доступны 2 типа напряжений, например, фазное напряжение 240 В и напряжение сети 415 В. Следовательно, к этому соединению можно добавить осветительную нагрузку на однофазную и силовую нагрузку на 3 фазы.
      6. В этом соединении доступно только 3 фазы 415 Вольт. По этой причине вы не можете выдержать в нем нагрузку в 1 одну фазу.
      1. В этом случае линейное напряжение составляет 30 °, ведущее к этому фазному напряжению.
      7. В этой линии ток на 30 ° опережает фазный ток.
      1. Имеет более низкое напряжение пробоя.
      8. Имеет низкое напряжение пробоя.

      Нравится:

      Нравится Загрузка ...

      Связанные

      Четырехпроводные схемы треугольника - Continental Control Systems, LLC

      Четырехпроводная схема подключения по схеме «треугольник» (4WD) - это подключение по трехфазной схеме «треугольник» с центральным ответвлением на одной из обмоток трансформатора для создания нейтрали для однофазных нагрузок.Нагрузки двигателей обычно подключаются к фазам A, B и C, а однофазные нагрузки подключаются к фазе A или C и к нейтрали. Фаза B, «высокая» ветвь, не используется для однофазных нагрузок.

      Этот тип обслуживания, который также известен как услуга «высокая нога», «дикая нога», «стингер-нога» или «дикая фаза», распространен на старых производственных предприятиях с в основном трехфазными двигателями и нагрузками. около 120 вольт однофазного освещения и розеток.

      Загрузить: Four Wire Delta Service (AN-113) (PDF, 1 страница)

      120/208/240 Вольт Сервис


      Совместимые модели WattNode
      Любая дельта 240 В (3D) модель

      Это наиболее распространенная четырехпроводная трехфазная схема подключения по схеме «треугольник» и, по сути, представляет собой трехфазную трехпроводную схему подключения по схеме «треугольник» с напряжением 240 В, при этом одна из центральных обмоток трансформатора на 240 вольт отводится для обеспечения двух цепей 120 В переменного тока, которые на 180 градусов не совпадают по фазе друг с другом.Напряжение, измеренное от этой центральной отводной нейтрали до третьего «дикого» плеча, составляет 208 В пер. Тока.

      Эта услуга почти всегда имеет нейтральное соединение, но в некоторых редких случаях нейтральный провод недоступен. Обычно он находится у служебного входа, но может не доходить до панели или нагрузки. Теоретически четырехпроводный треугольник без нейтрали - это просто трехфазный треугольник, но есть одно отличие. В нормальном трехфазном треугольнике заземление будет либо центральным напряжением, либо одной ветвью, но трехфазная дельта, полученная от четырехпроводного дельта-трансформатора, будет иметь заземление на полпути между двумя ветвями.Измерители WattNode модели Delta - лучший выбор, так как они будут работать с нейтральным подключением или без него.


      240/415/480 Вольт Сервис


      Совместимые модели WattNode
      Любая дельта 480 В (3D) модель

      Это встречается гораздо реже, но иногда мы получаем запросы на измерение этого типа услуги, которая по сути идентична услуге 120/208/240, но с удвоением всех напряжений.

      Общие замечания

      • Высоковольтная ветвь или фаза с более высоким напряжением, измеренным относительно нейтрали, традиционно называлась «фазой B». Изменения в NEC 2008 года теперь позволяют обозначать верхнюю часть четырехпроводной трехфазной дельта-сети как фазу «C», а не фазу «B».
      • Кодекс NEC требует, чтобы верхняя часть ноги была обозначена оранжевым цветом (ее часто называли дельтой красной ноги) или другими эффективными средствами, и обычно это фаза «B».Однако, чтобы приспособиться к конфигурациям счетчиков коммунальных услуг, разрешается использовать верхнюю опору в фазе «C», когда счетчики являются частью распределительного щита или щитовой панели. Для изменения кода в этом разделе требуется четкая, постоянная маркировка полей на распределительном щите или щите управления.
      • На этикетке коробки CAT III на текущих производимых счетчиках WattNode указано « Ø-N 140 В ~ » (или « Ø-N 277 В ~ »), но напряжение между фазой и нейтралью на высокой ветви будет 208 В пер. (или 416 В переменного тока). Это нормально и не повредит глюкометру.
      • Фазовые углы (относительно нейтрали) будут A = 0 градусов, B = 90 градусов, C = 180 градусов. Это отличается от обычной схемы 3Y-208 или 3D-208, где фазовые углы составляют 0, 120, 240 градусов.
      • Для точных измерений межфазного (или межфазного) напряжения настройте параметр PhaseOffset следующим образом:
        • Для моделей BACnet установите объект PhaseOffset на 3 .
        • Для прошивки Modbus версии 16 или более поздней установите для регистра PhaseOffset (1619) значение 90 .
        • В версиях прошивки Modbus до версии 16 измерения межфазного напряжения неточны, но другие измерения будут работать нормально.
      • Из-за необычных фазовых углов при измерении цепи 4WD с резистивной нагрузкой коэффициенты мощности будут равны 1,0, 0,87, 0,87. При нагрузке двигателя вы можете получить такие коэффициенты мощности, как 0.9, 0,5, 0,0 (или даже отрицательный на одной фазе). Следует ожидать очень несбалансированных показаний мощности (кВт) и изменения реактивной мощности от фазы к фазе. Но, если все подключено правильно, фазные токи должны почти совпадать.
      • Средний измеренный коэффициент мощности может быть неточным для четырехпроводных схем треугольника.

      См. Также

      Однофазных трансформаторов, подключенных треугольником



      ЗАДАЧИ

      • объясните с помощью схем, как подключаются однофазные трансформаторы. в трехфазной схеме с замкнутым треугольником.

      • Опишите отношения между напряжениями на каждой катушке и на трехфазные линии для входа (первичный) и вывода (вторичный) блока трансформаторов дельта-дельта.

      • перечислить шаги процедуры проверки правильности подключения вторичные обмотки в схеме замкнутого треугольника включают типичное напряжение чтения.

      • опишите, как блок трансформаторов, соединенных треугольником, может обеспечить оба 240 В, трехфазная нагрузка и 120/240 В, однофазная, трехпроводная нагрузка.

      • Опишите, используя схемы, соединение открытого треугольника и его использование.

      • определить ответвления первичной обмотки для трехфазного подключения.

      Большая часть электроэнергии вырабатывается трехфазными генераторами переменного тока. Трехфазные системы используются для передачи и распределения вырабатываемая электрическая энергия. Напряжение в трехфазных системах часто должно быть преобразованным, либо от более высокого значения к более низкому значению, либо от более низкого значения значение к более высокому значению.

      Преобразование напряжения в трехфазных системах обычно достигается с помощью использование трех однофазных трансформаторов (1). Эти трансформаторы могут быть подключены несколькими способами для получения желаемых значений напряжения.

      Обычная схема подключения, которую часто требуется использовать электрику для трех однофазных трансформаторов используется соединение по схеме "треугольник".

      Другой тип соединения, который обычно используется, - это открытый треугольник или V соединение, которое требует только двух трансформаторов для преобразования напряжения на трехфазная система.

      ЗАКРЫТЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК

      Когда три однофазных катушки подключены так, что каждый конец катушки подключен к началу другой катушки, простая система замкнутого треугольника принудительно (2).


      ил. 1 Три больших однофазных, станционного класса, маслонаполненных трансформаторы (McGraw-Edison Company, Power Systems Division)


      ил. 2 Простое соединение треугольником

      Когда три катушки обозначены как Coil A, Coil B и Coil C, конец каждой из трех катушек обозначена буквой 0.Истоки катушек помечены A, B и C. Обратите внимание, что каждый конец катушки соединен с другой катушкой. начало. Каждая из трех точек соединения связана с подводящим проводом. трехфазная система.

      Если три однофазных трансформатора должны использоваться для понижения 2400 вольт, трехфазный, до 240 вольт, трехфазный, используется соединение по схеме «треугольник». Каждый из трех трансформаторов рассчитан на 2400 вольт высоковольтной сети. сторона и 240 вольт на стороне низкого напряжения (3).

      ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕЛЬТА

      Выводы трансформатора на входе высокого напряжения или первичной обмотке каждого однофазный трансформатор маркируется h2 и h3. Выводы на низковольтные выходная или вторичная сторона каждого однофазного трансформатора помечены X1 и X2.

      Для подключения первичных обмоток высокого напряжения по схеме замкнутого треугольника. к трехфазному источнику три обмотки подключаются следующим образом: при подключении конец одной первичной обмотки подключается к начало следующей первичной обмотки.В fgr3 h2 - начало каждой катушки, а h3 - конец каждой катушки. Таким образом, каждый конец первичной обмотки h3 подключен к началу h2 другой первичной обмотки. Трехфазный Линейный провод также подключается в каждой точке соединения h2-h3. Обратите внимание, что первичный обмотка каждого трансформатора подключается непосредственно к линии напряжения. Это означает, что трансформаторы, соединенные треугольником, должны быть намотаны на всю линию. Напряжение. На рисунке 3 каждое из трех линейных напряжений составляет 2400 вольт, а первичная обмотка каждого трансформатора также рассчитана на 2400 вольт.После подключения высоковольтной первичной обмотки трехфазный 2400-вольтный вход может быть под напряжением. Нет необходимости проверять полярность входная сторона.


      ил. 3 Принципиальная схема подключения трансформатора треугольник-треугольник

      Следующим шагом будет подключение низковольтного выхода или вторичных обмоток. в паттерне закрытая дельта. Выводы вторичной обмотки обозначены X1 для начало каждой катушки и X2 для конца каждой катушки.При создании подключения к вторичной обмотке, необходимо соблюдать следующую процедуру:

      1. Убедитесь, что выходное напряжение каждого из трех трансформаторов составляет 240 вольт.

      2. Соедините конец одной вторичной обмотки с началом другой. вторичная обмотка (4).


      ил. 4: Вольтметр используется для проверки правильности подключения.


      ил. 5: Показания вольтметра указывают на неправильное подключение.

      Напряжение на открытых концах, показанное в 4, должно быть таким же. как выход каждого трансформатора или 240 вольт. Если один из трансформаторов имеет обратное соединение вторичной обмотки, напряжение на разомкнутом концы будут 1,73 х 240 = 415 вольт.

      ill 5 показывает неправильное соединение, которое необходимо изменить, чтобы что это такое же соединение, как показано на 4.

      илл. 6 показывает правильное подключение вторичной катушки. третьего трансформатора .Напряжение на двух последних открытых концах должен быть равен нулю, если все трансформаторы подключены, как показано. Если напряжение равен нулю на двух последних открытых концах, они могут быть соединены вместе. Затем в каждую из трех точек соединения X1 - Х2. Эти три провода представляют собой трехфазный выход на 240 вольт. Обратите внимание, что каждый трех линейных напряжений и каждого из трех выходных напряжений трансформатора равно 240 вольт.


      ил.6: Показания вольтметра указывают на правильность подключения.

      Когда вторичная обмотка третьего трансформатора перевернута, напряжение на последних двух открытых выводах 240 + 240 = 480 вольт.

      ill 7 показывает неправильное соединение, которое приводит к считыванию 480 вольт. Подключения на вторичной обмотке третьего трансформатора должны быть наоборот.

      ил. 7: (см. Вверху справа) Показания вольтметра указывают на обратное катушка

      Внимание: никогда не завершайте последнее подключение, если есть разница напряжений. больше нуля.Если соединения правильные, эта разность потенциалов равно нулю. Соблюдайте технику безопасности. Обесточьте первичную обмотку при выполнении соединения.

      Когда три трансформатора соединены своими первичными обмотками по схеме треугольник, а вторичные обмотки - по схеме треугольник, общее соединение называется треугольником. связь. Первый символ дельты указывает способ подключения первичные обмотки, а второй символ треугольника показывает, как вторичные обмотки подключены.Когда два или три однофазных трансформатора используются для пошагового понижающее или повышающее напряжение в трехфазной системе, группа называется трансформатором банк.


      ил. 8: Схема подключения треугольника-треугольника.

      ill 8 - еще один способ сначала показать соединение по схеме "треугольник". показано на рисунке 3. Проследив соединение, можно видно, что все обмотки высокого и низкого напряжения соединены в паттерн закрытая дельта.Схема трансформатора такого типа часто используется электриком.

      НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК

      При любом подключении трансформатора с замкнутым треугольником необходимо учитывать два важных факта. имел в виду.

      1. Линейное напряжение и напряжение на обмотках трансформатора равны одинаковый. Исследование любого соединения треугольником показывает, что каждая катушка трансформатора подключается непосредственно к двум линейным выводам: следовательно, линейное напряжение и напряжение обмотки трансформатора должны быть одинаковыми.

      2. Линейный ток больше, чем ток катушки при соединении треугольником. трансформаторный банк. Линейный ток равен 1,73 x ток катушки. Изучение соединения трансформатора с замкнутым треугольником показывает, что каждый линейный провод запитан двумя токами обмотки трансформатора, которые не совпадают по фазе и, следовательно, не могут быть добавлено напрямую.

      В схеме, показанной на 9, ток катушки в каждом трансформаторе вторичный - 10 ампер. Однако линейный ток составляет 1,73 x 10 или 17.3 амперы. Поскольку токи катушки не совпадают по фазе, общий ток не 10 + 10 или 20 ампер. Скорее, полный ток - это результирующий ток в сбалансированная система с замкнутым треугольником и равна 1,73 x ток катушки (1,73 равно квадратному корню из трех).

      Три однофазных трансформатора одинаковой мощности в киловольт-амперах (кВА) используются почти во всех блоках трансформаторов с подключением по схеме треугольник-треугольник, используемых для питания сбалансированные трехфазные промышленные нагрузки. Например, если промышленная нагрузка состоит из трехфазных двигателей, ток в каждом линейном проводе сбалансирован.Для определения общей мощности в кВА всего трансформатора, подключенного по схеме треугольник-треугольник. банк, добавьте три номинала трансформатора кВА. Таким образом, если каждый трансформатор номинальная мощность 50 кВА, общая кВА составляет 50 + 50 + 50 = 150 кВА


      ил. 9: Линейный ток в квадрате rt (3) умноженный на ток катушки в треугольнике. связь.

      ОБСЛУЖИВАНИЕ ПИТАНИЯ И ОСВЕЩЕНИЯ ОТ ТРАНСФОРМАТОРА, СОЕДИНЕННОГО ТРЕУГОЛЬНИКОМ БАНК

      Блок трансформаторов, соединенных треугольником, с одной вторичной обмоткой трансформатора с центральным отводом, может использоваться для питания двух типов нагрузки: (1) 240 В, трехфазный промышленная силовая нагрузка и (2) 120/240 В, однофазное, трехпроводное освещение нагрузка.

      Однофазный трансформатор для питания однофазных трехпроводных осветительная нагрузка обычно больше по размеру, чем два других трансформатора в банк. Это позаботится о размещенной здесь дополнительной световой нагрузке. А отвод должен быть выведен из средней точки низковольтной обмотки на 240 вольт. так что можно получить однофазное трехпроводное питание с напряжением 120/240 В. Многие трансформаторы имеют низковольтную сторону, состоящую из двух Обмотки на 120 вольт.Эти обмотки можно соединить последовательно на 240 вольт, параллельно на 120 вольт или последовательно с выведенным отводом, чтобы дать 120 / 240-вольтное обслуживание.

      илл 10А иллюстрирует три однофазных трансформатора, соединенных как Блок трансформаторов дельта-дельта. Каждый трансформатор имеет два 120-вольтовых низковольтных обмотки. Эти 120-вольтовые обмотки соединены последовательно, чтобы получить общий выходное напряжение 240 вольт на каждый трансформатор. Схема подключения для высоковольтный ввод или первичная обмотка замыкаются треугольником.Низковольтный выходные или вторичные обмотки также подключены по схеме замкнутого треугольника. для обеспечения трехфазного питания 240 В для промышленной силовой нагрузки. Примечание на рисунке 10A средний трансформатор питает однофазный ток, трехпроводная осветительная нагрузка 120/240 вольт. Этот центральный трансформатор имеет среднюю коснитесь вторичной (выходной) стороны, чтобы обеспечить напряжение 120/240 вольт. Также обратите внимание что этот отвод подключен к заземленному нейтральному проводу. ill 10B показывает один представление линейной диаграммы.

      Трехфазная промышленная энергосистема на 240 В также подключена к Блок трансформаторов, проиллюстрированный на 10B. Проверка соединений показывает что обе линии A и C трехфазной 240-вольтовой системы имеют 120 вольт К земле, приземляться. Линия B, однако, имеет 208 вольт на землю (120 x 1,73 = 208). Этот ситуация называется высокой фазой.

      Статья 384-3 Национального электротехнического кодекса требует, чтобы фаза высокого напряжения или дикая нога, или высокая нога быть оранжевого цвета и помещаться посередине в распределительный щит или щиток.

      Осторожно: Ситуация с высокой фазой может представлять серьезную опасность для человека. жизни, а также к любому 120-вольтовому оборудованию, неправильно подключенному между высокая фаза и нейтраль. Когда напряжение на земле превышает 250 вольт на любом проводник в любом металлическом кабельном канале или кабеле с металлической оболочкой, Национальная электротехническая Код требует специальной защиты от склеивания.

      Например, если для подключения услуг используется жесткий кабелепровод, необходимо быть два локаута. Одна контргайка используется снаружи и одна внутри любой выпускной коробки. или шкаф.Обычная концевая втулка кабелепровода также должна использоваться для защиты изоляция проводов в кабелепроводе. Где проводники выше для данного размера этот кабельный ввод должен быть изолирующим или эквивалентным, в соответствии с Национальными правилами установки электрооборудования в разделе о шкафах.

      Обратите внимание, что для незаземленных цепей наибольшее напряжение между заданными проводник и любой другой проводник цепи считается напряжением К земле, приземляться.


      ил.10A: Блок трансформаторов с замкнутым треугольником, питающий однофазный трехпроводной осветительная нагрузка и трехфазная трехпроводная силовая нагрузка.


      ил. 10B: Однолинейная схема трансформатора A-is с трехфазным четырехпроводным вторичный.

      РАЗЪЕМ ТРЕУГОЛЬНИК ИЛИ V

      Трехфазное преобразование энергии возможно с использованием всего двух трансформаторов. Такое соединение называется открытым треугольником или V-соединением. В соединение с открытым треугольником часто используется в экстренных случаях, когда один из трех трансформаторы в банке дельта-дельта выходят из строя.Когда это необходимо как можно скорее восстановить трехфазное электроснабжение потребителя, неисправный трансформатор может быть отключен с помощью разомкнутого треугольника договоренность.

      В следующем примере показано, как соединение разомкнутого треугольника может использоваться в чрезвычайная ситуация. Три трансформатора на 50 кВА, каждый на 2400 вольт на обмотка высокого напряжения и 240 вольт на обмотке низкого напряжения, подключены в банке дельта-дельта (11). Этот банк закрытой дельты используется для пошагового понизить трехфазный вход 2400 В до трехфазного выхода 240 В, чтобы снабжение промышленного потребителя.Внезапно трехфазное питание отключено. прервано из-за удара молнии и повреждения одного из трансформаторов. Сервис необходимо немедленно восстановить. Эта ситуация проиллюстрирована на 12.


      ил. 11: Три однофазных трансформатора, используемых для создания трехфазного распределения. система .


      ил. 12: Открытое соединение треугольником. ПРИМЕЧАНИЕ: ТРАНСФОРМАТОР 3 НЕИСПРАВЕН. ВЕДУЩИЕ ОТКЛЮЧЕНЫ.


      ил. 13: Принципиальная схема соединения треугольником или V.

      Трансформатор 3 неисправен. Если все выводы поврежденного трансформатор отключен, банк замкнутого треугольника автоматически становится блок трансформаторов открытого треугольника.

      Принципиальная схема этого соединения с открытым треугольником проиллюстрирована на 13. Обратите внимание, что после снятия одного трансформатора треугольное расположение катушек открыт с одной стороны. Поскольку схематическая диаграмма напоминает букву V, это расположение также называется V-образным соединением.

      Хотя кажется, что общая кВА в банке открытой дельты должна составлять две трети рейтинг банка с закрытой дельтой, фактический рейтинг в кВА банка с открытой дельтой составляет всего 58 процентов емкости закрытого дельта-банка. Причина для это то, что токи двух трансформаторов в разомкнутом треугольнике не совпадают по фазе, в результате чего общая доступная мощность разомкнутого треугольника банк составляет всего 58 процентов вместо 66,7 процента.

      В примере с открытым треугольником подключены три трансформатора мощностью 50 кВА. в банке дельта-дельта.Это дает общую мощность в кВА 50 + 50 + 50 = 150 кВА для замкнутой дельты. Когда один трансформатор отключен, блок трансформаторов переходит в конфигурацию открытого треугольника, и общая Мощность кВА в настоящее время составляет только 58 процентов от первоначальной мощности по замкнутому треугольнику.

      150x0,58 = 87кВА

      В некоторых случаях изначально устанавливается группа трансформаторов с разомкнутым треугольником. Третий трансформатор добавляется при увеличении промышленной мощности нагрузки. на банке трансформатора гарантирует добавление.Когда третий трансформатор добавляется в банк, формируется закрытый дельта банк.

      Когда два трансформатора установлены по схеме открытого треугольника, Общая емкость банка может быть определена с помощью следующей процедуры.

      1. Сложите два отдельных трансформатора номинальной мощностью кВА. (Для данной проблемы однофазные трансформаторы рассчитаны на 50 кВА.)

      50 + 50 = 100 кВА

      2. Затем умножьте общее значение кВА на 86,5 процента. Это даст общая мощность трансформаторной батареи открытого треугольника в кВА.

      100 x 86,5% = 87 кВА

      Таким образом, у банка с открытой дельтой мощность кВА составляет 58 процентов от мощности. закрытого дельта-банка; банк с открытой дельтой имеет мощность 86,5 процента кВА мощности двух трансформаторов.

      Другой способ объяснить снижение процентной доли выходной кВА - использовать номинальные напряжения и токи. В паттерне открытая дельта нет вектора сложение тока в точке соединения; линейный ток равен к току катушки.Как и в паттерне закрытая дельта, открытая дельта напряжение на линиях такое же, как напряжения катушки. Результаты могут быть показано в следующем примере: Если каждый из трансформаторов рассчитан на 50 кВА и вторичные напряжения составляют 240 вольт, тогда ток катушки каждого трансформатор 50 000/240 = 208 А. В схеме разомкнутого треугольника линия I равна Катушка I и линия E равны катушке E. Трехфазная мощность двух трансформаторов подключенный открытый треугольник:

      Линия E x Линия I x 1.73 = 86,5 кВА.

      Это то же самое, что 86,55% от двух добавленных кВА. Это тоже то же самое, что и 58% от первоначальной 150 кВА или в 1,73 раза больше, чем 50 кВА.

      ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ПЕРВИЧНЫМИ ОТВЕТВИТЕЛЯМИ

      Некоторые распределительные трансформаторы на заводе предварительно собираются и подключаются на заводе. заводом в трехфазную батарею в едином корпусе или как единое целое. Эти сборки состоят из трех однофазных трансформаторов в одном корпусе, обычно сухого типа с воздушным охлаждением.У некоторых есть клеммы первичного ответвления, так что напряжение питания можно подобрать более точно (14). Электрик необходимо производить регулировку на работе, пока первичная обмотка трансформатора соответствует измеренному напряжению питания. Вторичный затем будет производить требуемое напряжение для достижения более точного соответствия напряжению, указанному на паспортной табличке оборудования. Коммунальные предприятия не всегда предоставляют желаемое точное напряжение. Также может быть падением напряжения внутри установки.

      При использовании ответвлений на трехфазном трансформаторе или группе трансформаторов важно, чтобы одинаковые ответвления на каждой из трех первичных обмоток были подключены. в том же положении на каждой катушке.(См. Раздел «Отводы первичной обмотки трансформатора» в блоке 17.) При неправильном подключении отводов могут возникнуть следующие проблемы:

      1. Выходное напряжение на каждом из трех вторичных напряжений не будет одинаковый. Это вызовет большие несимметричные токи, которые вызовут перегрев. асинхронных двигателей.

      2. Нежелательный циркулирующий ток создаст состояние «ложной нагрузки». если трансформатор подключен по схеме треугольник-треугольник.

      Отводы используются для стабильно высокого или низкого напряжения.Они не используются с напряжения, которые колеблются или часто меняются.


      ил. 14: Отводы для трехфазного банка .

      РЕЗЮМЕ

      Однофазные трансформаторы часто используются для создания различных схем питание трехфазных нагрузок. Один из паттернов - паттерн закрытая дельта. В этом шаблон, линейное напряжение такое же, как фазное напряжение, но ток на линиях в 1,73 раза больше тока катушки. Убедитесь, что выводы катушки отмечены правильно и дважды проверьте процедуры подключения перед подачей питания банк дельта-трансформаторов.

      Однофазные трансформаторы могут подключаться по схеме разомкнутого треугольника для обеспечения питание системы пониженной мощности, если один из фазных трансформаторов терпит неудачу. Однофазные трансформаторы, подключаемые по замкнутому или разомкнутому треугольнику. не обязательно должен быть такой же номинал кВА. Часто один трансформатор больше, если система должна обеспечивать трехфазный треугольник и несколько однофазных трехпроводных системы. Если надлежащее номинальное напряжение недоступно на первичной обмотке трансформатора, могут потребоваться отводы первичной обмотки, чтобы вернуть напряжение в норму. надлежащий уровень.

      ВИКТОРИНА

      1. Какое практическое применение однофазных подключенных трансформаторов? в конфигурации дельта-дельта?

      2. Какое простое правило необходимо соблюдать при создании соединения треугольником?

      3. Покажите схему подключения трех подключенных однофазных трансформаторов. по схеме замкнутого треугольника. Этот блок трансформаторов используется для понижения 2400 вольт, трехфазный, до 240 вольт, трехфазный. Каждый трансформатор рассчитан на при 50 кВА, при 2400 вольт на высоковольтной обмотке и 240 вольт на обмотка низкого напряжения.Марк ведет H X и так далее. Показать все напряжения.

      4. Какова общая мощность трансформаторной батареи с замкнутым треугольником в вопрос 3?

      5. Каково одно из практических применений блока трансформаторов с открытым треугольником?

      6. Составьте схему подключения двух однофазных трансформаторов. в открытой дельте. Каждый трансформатор рассчитан на 10 кВА, с 4800 вольт на обмотка высокого напряжения, а на обмотке низкого напряжения 240 вольт. Этот банк трансформаторов должен понизить 4800 вольт, трехфазный, до 240 вольт, три фаза.Марк ведет H X и так далее. Показать все напряжения. Подсчитайте общую кВА мощности этого блока трансформаторов открытого треугольника.

      7. Какие проблемы могут возникнуть при неправильном подключении отводов? на батарее трехфазного трансформатора?

      Понимание основ расчетов дельта-трансформатора

      Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей «Расчет трансформатора
      ».

      Названия конфигураций трансформатора, такие как «треугольник» и «звезда», происходят от способа соединения обмоток внутри трансформатора. Эти соединения определяют поведение трансформатора, а также определяют методы расчета, необходимые для правильного применения данного трансформатора.

      Трансформаторы, соединенные треугольником, имеют обмотки трех однофазных трансформаторов, соединенных последовательно друг с другом для образования замкнутой цепи. Линейные провода подключаются к блоку, где встречаются два однофазных трансформатора.Эта конфигурация получила свое название, потому что на электрическом чертеже она выглядит как треугольник (греческий символ Δ для буквы «дельта»). Многие называют это системой с высокой ветвью, потому что напряжение между линией 2 и землей выше, чем на других ветвях. Например, трансформатор дельта 120 В будет иметь ножку 208 В.

      Рис. 1. Важно отметить, что линейный ток от дельта-трансформатора не равен фазному току. В этом примере линейный ток составляет 87 А, а фазный ток - 50 А.

      Трансформатор тока треугольник. В трансформаторе треугольником линейный ток не равен фазному току (как в трансформаторе звезды). Поскольку каждая линия трансформатора с конфигурацией треугольником подключена к двум фазам трансформатора, линейный ток от трехфазной нагрузки будет больше, чем фазный ток, на квадратный корень из 3. Обратите внимание на следующие формулы:

      I Строка = I Фаза × √3

      I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

      I Фаза = I Линия ÷ √3

      I Фаза = VA Фаза ÷ E Фаза

      Инжир.2. Вы можете использовать ту же формулу, чтобы найти как первичный, так и вторичный ток линии.

      Если вы вставите несколько цифр, вы сможете более четко увидеть влияние дельта-конфигурации на токи. Давайте попробуем это с трехфазной нагрузкой 240 В, 36 кВА (, рис. 1, выше).

      Сначала давайте решим линейный ток (общая мощность сети = 36 кВА).

      I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

      I Строка = 36000 ВА ÷ (240 В × √3)

      I Строка = 87A

      Теперь давайте решим фазный ток (фазная мощность = 12 кВА на обмотку).

      I Фаза = VA Фаза ÷ E Фаза

      I Фаза = 12000 ВА ÷ 240 В = 50 А

      Вы также можете найти линейный и фазный токи, используя две другие формулы, показанные выше.

      I Строка = I Фаза × √3

      I Линия = 50A × 1,732 = 87A

      I Фаза = I Линия ÷ √3

      I Фаза = 87A ÷ 1,732 = 50A

      Мы также можем использовать формулу: I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3).Например, каков ток вторичной обмотки для трехфазного дельта-трансформатора от 480 В до 240/120 В, 150 кВА ( Рис. 2 )? Ответ найден следующим образом:

      I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

      I Строка = 150,000 ВА ÷ (240 В × 1,732) = 360 A

      Рис. 3. При вычислении фазного тока не забудьте разделить общую мощность трансформатора в кВА на 3.

      Вы можете рассчитать фазный ток обмотки трансформатора, соединенного треугольником, разделив фазу VA на фазное напряжение: I Phase = VA Phase ÷ E Phase .Фазная нагрузка в ВА трехфазной нагрузки 240 В - это линейная нагрузка, деленная на три (одна треть нагрузки на каждую обмотку). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 240 В - это линейная нагрузка (все на одной обмотке). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 120 В - это линейная нагрузка (все на одной обмотке).

      Давайте посмотрим на другой пример проблемы. Каков ток вторичной фазы для трехфазного дельта-трансформатора от 480 В до 240/120 В, 150 кВА (, рис. 3, выше)?

      Мощность фаз = 150,000 ВА ÷ 3 на фазу

      Фазная мощность = 50 000 ВА на фазу

      I Фаза = 50,000 ВА ÷ 240 В

      I Фаза = 208A

      Чтобы лучше понять, что происходит в дельта-системе, попробуйте запустить эти числа с нагрузкой 10 А, а затем с нагрузкой 75 А.

      Рис. 4. На этой схеме показана балансировка трансформатора. Для простоты максимальная токовая защита для этих цепей не показана.

      Балансировка трансформатора треугольником. Для правильного выбора трансформатора треугольник / треугольник фазы (обмотки) трансформатора должны быть сбалансированы. Вы можете сделать это в два этапа:

      Шаг 1 . Определите номинальную мощность в ВА всех нагрузок.

      Шаг 2 . Разбалансируйте нагрузки на обмотках трансформатора следующим образом:

      • Трехфазные нагрузки: одна треть нагрузки на каждой из фаз.

      • Однофазные нагрузки 240 В: 100% нагрузки на фазе A или B. Вы можете поместить часть однофазной нагрузки 240 В на фазу C, когда это необходимо для баланса.

      • Нагрузки 120 В: 100% нагрузки на C1 или C2.

      Для определения размеров щитка и его проводов необходимо уравновесить нагрузки в амперах. Зачем балансировать панель в амперах? Почему бы не взять ВА по фазе и не разделить на фазное напряжение? Поскольку линейный ток трехфазной нагрузки рассчитывается по следующей формуле:

      I Строка = VA ÷ (E Строка × √3)

      I Строка = 150,000 ВА ÷ (240 В × 1.732) = 208 А на строку.

      Если вы возьмете мощность линии 50 000 ВА и разделите ее на одно линейное напряжение 120 В, вы получите неверный линейный ток 50 000 ВА ÷ 120 В = 417 А.

      Расчет трансформатора треугольником. Рассмотрите этот метод в следующий раз, когда будете определять параметры трансформаторов, подключенных по схеме треугольника, где большая часть нагрузок является линейной. После того, как вы уравновесите трансформатор, подберите его в соответствии с нагрузкой каждой фазы. Измерьте трансформатор «C», используя в два раза большее из «C1» или «C2».«Трансформатор« С »на самом деле представляет собой единый блок. Если одна сторона имеет большую нагрузку, эта сторона определяет размер трансформатора.

      Обратитесь к этой разбивке нагрузки по фазам для решения практической задачи ниже.

      Давайте попробуем еще одну практическую задачу, чтобы закрепить эти концепции. Какой типоразмер трансформатора от 480 В до 240/120 В требуется для следующих нагрузок: одна трехфазная тепловая пластина 240 В, 36 кВА; две трехфазные нагрузки 240 В, 10 кВА; три нагрузки 120 В, 3 кВА, однофазные ( Рис. 4 )?

      (а) три однофазных трансформатора 25 кВА

      (б) один трехфазный трансформатор 75 кВА

      (c) a или b

      (d) ничего из вышеперечисленного

      Фазная обмотка A = 22кВА

      Фазная обмотка B = 22кВА

      Фазная обмотка C = (12 кВА C1 × 2) = 24 кВА

      Ответ: (c), a или b.Для этой нагрузки можно использовать один однофазный трансформатор 75 кВА или три трансформатора по 25 кВА.

      Теперь, когда вы понимаете основы расчета трансформаторов и особенности расчетов дельта-трансформаторов, вы сможете правильно рассчитать дельта-трансформаторы, когда большинство нагрузок являются линейными. Трансформаторы дельта-дельта чаще всего встречаются в специальных приложениях. Самая распространенная конфигурация - треугольник-звезда. В случае трансформатора, соединенного треугольником, теперь вы знаете, как определить размер первичной обмотки.После выхода статьи в следующем месяце, в которой будут рассмотрены расчеты трансформатора со звездой, вы сможете определить размер любой комбинации трансформаторов с треугольником и звездой.

      Боковая панель: знайте свои термины

      Чтобы избежать путаницы с расчетами трансформатора, важно иметь твердое представление о некоторых основных концепциях ( Рис. 5 ниже). Как только вы освоите эти термины, вы должны быть готовы взяться за все типы расчетов трансформатора.

      Рис. 5. Знание параметров трансформатора является ключом к правильным расчетам.

      Линия - Незаземленный (токоведущий) провод (и).

      Линейный ток - Ток на незаземленных проводниках (B1 и B2 в рис. 6 ). В системе треугольника линейный ток больше фазного тока на квадратный корень из 3, что составляет примерно 1,732). В звездообразной системе линейный ток равен фазному току.

      Линейное напряжение - Напряжение между любыми двумя линейными (незаземленными) проводниками (A1 и A2 в рис. 6 ).В схеме треугольника линейное напряжение равно фазному напряжению. Но у дельта-системы есть и высокая ножка.

      Рис. 6. Основные показания напряжения и тока в системе треугольник / треугольник.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *