Stjerne- og deltaforbindelser, fase- og linjespenninger og strømmer

  • Verktøy

I trefasekretser brukes to typer generatorviklingsforbindelser - i en stjerne og en trekant (figur 1).

Når de er koblet til en stjerne, er alle ender av fasevindingene koblet til en node, kalt nøytral eller nullpunkt, og betegnes som regel ved bokstaven O.

Når det er koblet i en trekant, kobles generatorens viklinger slik at begynnelsen av en er koblet til enden av den andre. EMF i spolene i dette tilfellet betegner henholdsvis EBA, ECB, EAC. Hvis generatoren ikke er koblet til lasten, strømmer ikke strømmen gjennom viklingene, siden mengden emf er null.

Fig. 1 Generator viklingsforbindelser - i stjerne og delta

Tilkoblingstrekantmotstander: a - plasseringen av motstandene langs sidene, b - parallellarrangementet av motstander

Lastmotstandene er inkludert i stjernen og trekanten som vist på fig. 2. Fasemotstand Za, Zb, Zc, Z ab, Z bc, Z ca, koblet i en trekant eller i en stjerne, kalles lastfaser.

Fig. 2 Stjerne- og deltabelastningsforbindelser

Det er fem typer tilkobling av generatorer med en last: en stjerne - en stjerne med null tråd, en stjerne - en stjerne uten en nøytral tråd, en trekant - en trekant, en stjerne - en trekant og en trekant - en stjerne (figur 3).

Tilkoblingskablene mellom begynnelsen av faser av lasten og begynnelsen av fasene til generatoren kalles de lineære ledningene. I utgangspunktet er starten på fasene av generatorene utpekt i store bokstaver, og i store bokstaver. Ledningen kobler nullpunktene til generatoren og lasten, kalt null eller nøytral ledning.

Strømretningen i de lineære ledningene er laget for å velge fra generatoren til lasten, og til null - fra lasten til generatoren. På fig. 3 Uab (AB), Ubc (BC), Uca (CA), Ia, Ib, Ic-linjespenninger og strømmer. Ua (A), Ub (B), Uc (C), Iab, Ibc, Ica - fasespenninger og strømmer.

Linjespenninger (spenninger mellom ledninger) er forskjellen på de tilsvarende fasespenningene Uab - Ua - Uc, Ubc = Ub - Uc, Uca = Uc - Ua

Linjære strømmer ved aksepterte retninger av strømmer (figur 3) bestemmes av den første Kirchhoff-loven Ia = Iab - Ica, Ib = Ibc - Iab, Ic = Ica - Ibc

Fasespenningene på generatoren er således spenningene som er påført viklingene til generatoren UAO, UCO, UBO, og spenningen av faser av lasten er spenningene ved de tilsvarende motstandene UaO1, UbO1, UcO1. Fasestrømmer er strømmer som strømmer i generator eller belastningsfaser. Det skal bemerkes at fasen og de lineære spenningene i trekanten er lik, så vel som fase og lineære strømninger i stjernen.

Kombinasjonen av den tilsvarende fasen til generatoren, forbindelsestråd og fase av lasten kalles fase av en trefasekrets.

Fig. 3 Fase- og lineære spenninger og strømmer ved tilkoblinger i en stjerne delta

Hva er forskjellen mellom stjerne- og deltaforbindelser?

Effekt asynkronmotor kommer fra et trefaset nettverk med vekselstrøm. En slik motor, med et enkelt ledningsdiagram, er utstyrt med tre viklinger plassert på statoren. Hver vikling er forskjøvet fra hverandre med en vinkel på 120 grader. Et skifte i en slik vinkel er ment å skape en rotasjon av magnetfeltet.

Endene av faseviklingene til den elektriske motoren er avledet til en spesiell "blokk". Dette er gjort for å lette tilkoblingen. I elektroteknikk brukes de to viktigste metodene for å koble til asynkrone elektriske motorer: metoden for å koble en "trekant" og metoden til en "stjerne". Ved tilkobling av endene brukes spesielle designere.

Forskjeller mellom "stjerne" og "trekant"

Basert på teorien og praktisk kunnskap om det grunnleggende innen elektroteknikk, gjør metoden for tilkobling av "stjernen" motoren til å fungere mykere og mykere. Men samtidig gir denne metoden ikke motoren til å gå til all kraft som presenteres i de tekniske spesifikasjonene.

Ved å koble fasevindingene til "trekant" -ordningen, kan motoren raskt nå maksimal driftskraft. Dette gjør at du kan bruke full effektivitet av elmotoren, i henhold til databladet. Men en slik tilkoblingsordning har sin ulempe: store startstrømmer. For å redusere strømmen av strømmene, brukes en startrheostat, slik at en jevnere motor starter.

Star-tilkobling og fordeler

Hver av de tre arbeidsviklingene til en elektrisk motor har to terminaler - henholdsvis begynnelsen og slutten. Endene på alle tre viklinger er koblet til et felles punkt, den såkalte nøytrale.

Hvis det er en nøytral ledning i kretsen, kalles kretsen 4-tråd, ellers blir den betraktet som 3-tråd.

Begynnelsen av konklusjonene knyttet til de tilsvarende fasene i strømnettet. Den påførte spenningen i slike faser er 380 V, sjeldnere 660 V.

De viktigste fordelene ved å bruke "stjerne" ordningen:

  • Stabil og langsiktig non-stop motor operasjon;
  • Økt pålitelighet og holdbarhet, ved å redusere kraften på utstyret;
  • Maksimal glatt start av den elektriske stasjonen;
  • Muligheten for eksponering for kortvarig overbelastning;
  • Under drift overhaller ikke utstyrssaken.

Det er utstyr med en intern tilkobling av endene av viklingene. På blokken av slikt utstyr vil det kun vises tre konklusjoner, som ikke tillater å bruke andre metoder for tilkobling. Det elektriske utstyret som utføres i en slik type for tilkobling, krever ikke kompetent spesialist.

Tilkobling av en trefasemotor til et enkeltfaset nettverk i henhold til stjernekretsen

Triangelforbindelse og fordelene

Prinsippet for "trekant" -forbindelsen består i serieforbindelsen til slutten av viklingen av fase A med begynnelsen av viklingen av fase B. Og videre, analogt, slutten av en vikling med begynnelsen av den andre. Som et resultat lukker slutten av viklingsfasen C den elektriske kretsen, skaper en uoppløselig krets. Denne ordningen kan kalles en sirkel, om ikke for fjellkonstruksjonen. Formen på trekanten forstyrrer den ergonomiske plasseringen av forbindelsesviklingene.

Ved tilkobling av en "trekant" på hver av viklingene, er det en lineær spenning lik 220V eller 380V.

De viktigste fordelene ved å bruke "trekant" -ordningen:

  • Øk til maksimal effekt av elektrisk utstyr;
  • Bruk start rheostat;
  • Økt dreiemoment;
  • Flott trekkraft.

ulemper:

  • Økt startstrøm;
  • Ved langvarig drift er motoren veldig varm.

Metoden for å koble motorviklingene "delta" brukes mye når man arbeider med kraftige mekanismer og tilstedeværelsen av høye startbelastninger. Stort dreiemoment er opprettet ved å øke EMF-indeksene for selvinduksjon forårsaket av de flytende store strømmer.

Tilkobling av en trefasemotor til et enkeltfaset nettverk i henhold til delta-ordningen

Star-delta-tilkoblingstype

I komplekse mekanismer brukes en kombinert stjerne-delta-krets ofte. Med en slik bryter vokser kraften dramatisk, og hvis motoren ikke er konstruert for å fungere med "trekant" -metoden, vil den overopphetes og brenne.

I dette tilfellet vil spenningen ved tilkobling av hver vikling være 1,73 ganger mindre, derfor vil strømmen som strømmer i denne perioden også være mindre. Videre er det en økning i frekvens og en fortsettelse av nedgangen i dagens lesing. Når du bruker stigekretsen, vil du bytte fra "stjerne" til "trekant".

Som en følge av dette, får vi maksimal pålitelighet og effektiv produktivitet av det elektriske utstyret som brukes, uten frykt for å deaktivere den.

Star-delta-bryter er akseptabelt for lys-elektriske motorer. Denne metoden gjelder ikke hvis det er nødvendig å senke startstrømmen og samtidig ikke redusere et stort startmoment. I dette tilfellet brukes en motor med en fasrotor med en startreostat.

De viktigste fordelene ved kombinasjonen:

  • Økt levetid. Glatt oppstart gjør det mulig å unngå ujevn belastning på den mekaniske delen av installasjonen;
  • Evnen til å skape to nivåer av makt.

Stille-delta-forbindelsesforskjell

Koble stjernen og trekanten - hva er forskjellen?

Vindlingene til generatorer, transformatorer, elektriske motorer og andre elektriske mottakere når de er koblet til et trefaset nettverk, er koblet på to måter: en stjerne eller en trekant. Disse ledningsdiagrammene er svært forskjellige fra hverandre og har forskjellige strømbelastninger. Derfor er det behov for å forstå spørsmålet om hvordan stjernen og trekanten er forbundet - hva er forskjellen?

Hva er ordningene

Tilkobling av viklingene med en stjerne er deres forbindelse på et punkt, som kalles nullpunktet eller nøytralt. Det er betegnet med bokstaven "O".

Delta-forbindelsen er en serieforbindelse av endene av arbeidsviklingene, hvor begynnelsen av en vikling er forbundet med enden av den andre.

Forskjellen er åpenbar. Men hva er formålet med disse typer tilkoblinger, hvorfor stjernetrekanten brukes i forskjellige elektriske installasjoner, hva er effektiviteten til begge. Det er mange spørsmål om dette emnet, og vi bør håndtere dem.

Til å begynne med, når du starter den samme motoren, har dagens, som kalles start-en, en høy verdi som overstiger den nominelle verdien hver seks eller åtte. Hvis dette er en lavspenningsenhet, kan beskyttelsen motstå en slik strøm, og hvis den er en elektrisk motor med høy effekt, vil det ikke motstå noen beskyttende blokker. Og dette vil nødvendigvis føre til en "sagging" av spenningen og sviktet i sikringer eller strømbrytere. Den samme motoren vil begynne å rotere med lav hastighet, forskjellig fra passet. Det vil si at det er mange problemer med innstrømmingsstrøm.

Derfor bør det bare reduseres. Det er flere måter å gjøre dette på:

  • installer en av følgende enheter i elektrisk motor tilkoblingssystem: transformator, choke, rheostat;
  • endring av tilkoblingsskjema for rotorviklingene.

Det er det andre alternativet som brukes i produksjon, som det enkleste og mest effektive. Forvandlingen av en stjerne til en trekant utføres bare. Det er da motorens oppstart er koblet til i henhold til stjernekretsen, og så snart motoren tar opp fart, bytter den til en trekant. Prosessen med å bytte en stjerne til en trekant utføres automatisk.

Det anbefales i elektriske motorer, hvor to tilkoblingsalternativer brukes - en stjerne-delta, ved stjernekoblingen, det vil si til deres felles tilkoblingspunkt, koble en nøytral fra strømnettet. Hva er det nødvendig å gjøre? Faktum er at under arbeidet med denne varianten av forbindelse, vises en høy sannsynlighet for asymmetri av amplituder av forskjellige faser. Det er det nøytrale som vil kompensere for denne asymmetrien, som vanligvis oppstår på grunn av at statorviklingene kan ha forskjellig induktiv motstand.

Fordelene ved de to ordningene

Stjerneordningen har ganske alvorlige fordeler:

  • jevn start av den elektriske motoren;
  • dens nominelle kapasitet vil tilsvare passdataene;
  • Motoren vil fungere normalt og ved kortsiktige høye belastninger, og ved langsiktige små overbelastninger;
  • Under drift vil motorhuset ikke overopphetes.

Når det gjelder trekanten, er den største fordelen å oppnå maksimal effekt av elmotoren i prosessen med driften. Men det anbefales å følge driftsbetingelsene som er malt i passet til motoren. Testing av elektriske motorer koblet i et trekant mønster viste at strømmen er tre ganger mer enn den som er koblet til i en stjernekrets.

Hvis vi snakker om generatorer som leverer strøm til strømnettet, er stjernen og deltaforbindelseskretsene nøyaktig de samme i deres tekniske parametere. Det vil si at spenningen som genereres av trekanten, vil være større, men ikke tre ganger, men ikke mindre enn 1,73 ganger. Faktisk viser det seg at generatorspenningen på en stjerne, lik 220 volt, konverteres til 380 volt, hvis du bytter fra ett alternativ til et annet. Men det skal bemerkes at kraften til enheten selv forblir uendret, fordi alt adlyder Ohms lov, der spenningen og strømmen er i invers proporsjonalitet. Det vil si å øke spenningen 1,73 ganger reduserer strømmen med nøyaktig samme mengde.

Herfra kommer konklusjonen: Hvis alle seks endene av viklingene befinner seg i generatorens terminalboks, vil det være mulig å få spenningen til to verdier, forskjellig fra hverandre med en faktor på 1,73.

Tegn konklusjoner

Hvorfor finnes trekant og stjerneforbindelser til stede i alle moderne høydrevne elektriske motorer? Av det ovenstående blir det klart at hovedkravet for situasjonen er å redusere den nåværende belastningen som oppstår under oppstart av selve enheten.

Hvis du maler formlene for en slik tilkobling, ser de slik ut:

Uф = Il / 1.73 = 380 / 1.73 = 220, hvor Uф er spenningen over fasene, Il - på tilførselsledningen. Dette er en stjerneforbindelse.

Etter at den elektriske enheten akselererer, det vil si at rotasjonshastigheten tilsvarer passdataene, vil en overgang til en trekant fra stjernen oppstå. Fasespenningen vil dermed være lik lineær.

Slik kobler du motorstjerne og deltaet riktig til

Forbindelsesdiagram over en trefase elektrisk motor til et trefaset nettverk

Hvordan koble en trefase elektrisk motor til et 220V nettverk - ordninger og anbefalinger

Star og Triangle Egenskaper

Typiske tilfeller av tilkoblinger til en stjerne og en trekant av generatorer, transformatorer og elektriske mottakere er omtalt i artiklene "Connection diagram" Star "og" Connection diagram "Triangle". La oss nå dvele på det viktigste spørsmålet om kraft for tilkoblinger til en stjerne og en trekant, siden for hver mekanisme som drives av en elektrisk motor eller drevet av en generator eller transformator, er kraften til slutt viktig.

Ved å bestemme kraften til generatorene i formlene innbefatter e. D. s, når du bestemmer strømmen til elektrofreez - spenningen på sine terminaler. Ved bestemmelse av kraften til elektriske motorer, tas også hensyn til effektiviteten, da kraften på akselen er indikert på motorplaten.

Strøm når den er koblet til en stjerne

Når de er koblet til en stjerne, vil de lineære strømmene I og fasestrømmene If er like, og mellom fasen
og linjespenninger er det et forhold U = √3 × Uf. hvorfra duf = U / √3.

Sammenligning av disse formlene ser vi at kreftene uttrykt i form av lineære verdier når de er koblet til en stjerne, er:
full S = 3 × Sf = 3 × (U / √3) × I = √3 × U × I;
aktiv P = √3 × U × I × cos φ;
reaktiv Q = √3 × U × I × sin φ.

Delta kraft

Når den er koblet i en delta lineær U og fase Uf spenningene er like, og mellom fase og lineære strømmer er det et forhold I = √3 × If. fra hvor jegf = I / √3.

Viktig merknad. Den samme typen kraftformler for tilkoblinger i en stjerne og en trekant forårsaker noen ganger misforståelser, fordi det ikke bringer erfarne mennesker til feil konklusjon at typen tilkoblinger alltid er likegyldig. La oss vise med et eksempel hvor feil denne visningen er.

Den elektriske motoren var koblet i en trekant og arbeidet fra strømnettet 380 V ved en strøm på 10 A med full effekt

S = 1,73 × 380 × 10 = 6574 B × A.

Deretter ble elmotoren koblet til stjernen igjen. I dette tilfelle hadde hver fasevikling en 1,73 ganger lavere spenning, selv om spenningen i nettverket forblir den samme. Den lavere spenningen førte til at strømmen i viklingene reduserte 1,73 ganger. Men dette er ikke nok. Når den var koblet til en trekant, var den lineære strømmen 1,73 ganger fasestrømmen, og nå er fase- og lineærstrømmen like.

Dermed reduserte den lineære strømmen når den ble koblet til en stjerne med 1,73 × 1,73 = 3 ganger.

Med andre ord, selv om ny kapasitet må beregnes ved hjelp av samme formel. men andre verdier bør erstattes av det. nemlig:

Fra dette eksemplet følger det at når strømmen fra en trekant til en stjerne kobles til og kobles fra samme elektriske nettverk, reduseres strømmen som utvikles av den elektriske motoren 3 ganger.

Hva skjer når du bytter fra en stjerne til en trekant og tilbake i de vanligste tilfellene?

Vi sier at dette ikke handler om interne tilbakekoblinger (som utføres på fabrikken eller i spesialiserte verksteder), men om gjenkoblinger på panelene på enhetene, hvis de har begynnelsen og endene av viklingene.
1. Ved bytte fra en stjerne til en deltavikling av generatorer eller sekundære viklinger av transformatorer, reduseres spenningen i nettverket 1,73 ganger, for eksempel fra 380 til 220 V. Strømmen til generatoren og transformatoren forblir den samme. Hvorfor? Fordi spenningen til hver fasevikling forbli den samme og strømmen i hver fasevikling er den samme, selv om strømmen i de lineære ledningene øker 1,73 ganger.

Når man skifter viklinger av generatorer eller sekundære viklinger av transformatorer fra en trekant til en stjerne, skjer reversen, det vil si at linjespenningen i nettverket øker 1,73 ganger, for eksempel fra 220 til 380 V, forblir strømmen i fasevindingene like, strømmen i de lineære ledningene faller i 1,73 ganger.

Derfor er generatorer og sekundære viklinger av transformatorer, hvis de har alle seks ender, egnet for nettverk med to spenninger som varierer med 1,73 ganger.

2. Når du skifter lamper fra en stjerne til en trekant (forutsatt at de er koblet til det samme nettverket der lampene slås på av stjernen brenner med normal glød), vil lampene blåses.

Når du skifter lamper fra en trekant til en stjerne (forutsatt at lampene, når de er koblet i en trekant, gløder med normal varme), vil lampene gi svakt lys. Dette betyr at lamper, for eksempel 127 V, i et nettverk med en spenning på 127 V må slås på med en trekant. Hvis de må være drevet fra et 220 V-nettverk, er det nødvendig med en stjerneforbindelse med en nøytral ledning (for mer informasjon, se artikkelen "Stikkordningsdiagram"). Bare lamper med samme kraft, jevnt fordelt mellom fasene, kan kobles til en stjerne uten nøytrale ledninger. som for eksempel i teaterlysekroner.

3. Alt sa om lampene gjelder motstander. elektriske ovner og lignende elektriske mottakere.

4. Kondensatorer. hvorav samler batterier for å øke cos φ. har en nominell spenning som indikerer spenningen til nettverket som kondensatoren skal kobles til. Hvis nettspenningen, for eksempel 380 V, og kondensatorens nominelle spenning er 220 V, skal de være koblet til en stjerne. Hvis netspenningen og nominell spenning på kondensatorene er de samme, koble kondensatorene i deltaet.

5. Som forklart ovenfor, når strømmen av en elektrisk motor fra en trekant til en stjerne reduseres, reduseres effekten med omtrent tre ganger. Omvendt, hvis den elektriske motoren blir byttet fra en stjerne til en trekant. kraften øker dramatisk, men den elektriske motoren, hvis den ikke er konstruert for å fungere ved en gitt spenning og en deltaforbindelse, vil brenne.

Start av en kortsluttet elektrisk motor med bytte fra en stjerne til en trekant

brukes til å redusere startstrømmen, som er 5 - 7 ganger motorens driftsstrøm. For motorer med relativt høy effekt er startstrømmen så høy at det kan føre til at sikringer blåses. avstenging av maskinen og føre til en betydelig reduksjon i spenningen. Reduksjon av spenningen reduserer varmen til lamper, reduserer dreiemomentet til de elektriske motorene. 2. kan føre til frakobling av kontaktorer og magnetiske forretter. Derfor forsøker å redusere startstrømmen, som oppnås på flere måter. Alle kokes til slutt til en reduksjon i spenningen i statorkretsen i oppstartperioden. For å gjøre dette, settes en rheostat, en choke, en autotransformer inn i statorkretsen i oppstartperioden, eller viklingen skiftes fra en stjerne til en trekant. Faktisk, før starten og i første oppstartstid, er viklingene koblet til en stjerne. Derfor er hver av dem forsynt med en spenning som er 1,73 ganger mindre enn den nominelle, og derfor vil strømmen være mye mindre enn når viklingene er slått på for full spenning av nettverket. Ved å starte motoren øker hastigheten og strømmen minker. Deretter bytter viklingene til en trekant.

advarsler:
1. Bytte fra en stjerne til en trekant er bare tillatt for motorer med en lett oppstartsmodus, siden når den er koblet til en stjerne, er startmomentet omtrent to ganger mindre enn det øyeblikket som ville ha vært med en direkte start. Derfor er denne metoden for å redusere startstrømmen ikke alltid egnet, og hvis det er nødvendig å redusere startstrømmen og samtidig oppnå et stort startmoment, tas en elektrisk motor med en fasrotor, og en startrheostat innføres i rotorkretsen.
2. Det er mulig å bytte fra en stjerne til en trekant bare de elektriske motorer som er beregnet for drift ved en deltaforbindelse, det vil si at de har viklinger utformet for spenningsforsyning.

Bytt fra trekant til stjerne

Det er kjent at underbelastede elektriske motorer opererer med en meget lav effektfaktor cos φ. Derfor anbefales det å bytte underbelastede elektriske motorer med mindre kraftige. Hvis imidlertid utskiftningen ikke kan utføres, og effektmarginen er stor, er det mulig å øke cos φ ved å bytte fra en trekant til en stjerne. Samtidig er det nødvendig å måle strømmen i statorkretsen og sørge for at den ikke overskrider nominell strøm med en stjernekobling; ellers vil motoren overopphetes.

1 Aktiv effekt er målt i watt (W), reaktiv - i volt-ampere reaktive (var), full-volt-ampere (V × A). Verdier 1000 ganger større er henholdsvis kalt kilowatt (kW), kilovar (kvar), kilovolt-ampere (kV × A).
2 Dreiemomentet til en elektrisk motor er proporsjonal med spenningen av spenningen. Derfor, når spenningen reduseres med 20%, reduseres dreiemomentet ikke med 20, men med 36% (1² - 0.82² = 0.36).

Kilde: Kaminsky, E.A. "Star, triangle, zigzag" - 4. utgave, revidert - Moskva: Energi, 1977 - 104s.

Les også

Stjerne- og deltakobling av generatorviklinger

Forfatter Man 6 mars 2016

Når du lager en enhet, er det viktig ikke bare å velge de nødvendige detaljene, men også for å koble dem alle sammen riktig. Og i denne artikkelen vil bli fortalt om forbindelsen mellom stjernen og trekanten. Hvor gjelder det? Hvordan ser denne handlingen ut som skjematisk? Disse og andre spørsmål vil bli besvart i artikkelen.

Hva er et trefaset strømforsyningssystem?

Det er et spesielt tilfelle av flerfasesystemer for konstruksjon av elektriske kretser for vekselstrøm. De opererer opprettet ved hjelp av en felles kilde til energi sinusformet emf som har samme frekvens. Men samtidig blir de forskjøvet i forhold til hverandre med en viss grad av fasevinkel. I et trefasesystem er det 120 grader. Den seksledende (ofte også kalt multi-leder) design for vekselstrøm ble oppfunnet på den tiden av Nikola Tesla. Også et betydelig bidrag til utviklingen ble laget av Dolivo-Dobrovolsky, som først foreslo å lage tre- og fire-trådsystemer. Han oppdaget også en rekke fordeler som har trefasestrukturer. Hva er inkluderingsordninger?

Stjerne mønster

Såkalt tilkobling, hvor endene av fasene av viklingene til generatoren er forbundet med et felles punkt. Det kalles nøytral. Endene av fasene av forbrukerviklingene er også forbundet med et felles punkt. Nå til ledningene som forbinder dem. Hvis det er mellom begynnelsen av faser av forbrukeren og generatoren, kalles den lineær. Ledningen som forbinder nøytraltene er betegnet som nøytral. Også navnet på kjeden avhenger av det. Hvis det er en nøytral, kalles kretsen fire ledninger. Ellers vil det være tre ledninger.

trekant

Dette er typen forbindelse der begynnelsen (H) og slutten (K) av kretsen er på samme punkt. Så er den andre fasen forbundet med den første fasen; Hennes K forbinder med den tredje. Og slutten er forbundet med begynnelsen av den første. En slik ordning kan kalles en sirkel, om ikke en egenskap ved dens montering, når plassering i form av en trekant er mer ergonomisk. For å lære alle funksjonene i tilkoblingen, se følgende typer tilkoblinger. Men før det litt mer informasjon. Hva er forskjellen mellom en stjerne og en trekant? Forskjellen mellom dem er at fasene er koblet på forskjellige måter. Det er også visse forskjeller i ergonomi.

Som det kan forstås fra figurene, er det ganske mange alternativer for implementering av inkludering av deler. Resistanser som oppstår i slike tilfeller kalles belastningsfaser. Det er fem typer tilkoblinger, som kan kobles til generatorbelastningen. Dette er:

  1. Star er en stjerne. Den andre brukes med en nøytral ledning.
  2. Stjernestjerne Den andre brukes uten en nøytral ledning.
  3. Triangle trekant.
  4. Stjerne trekant.
  5. Triangle stjerne

Og hva er disse forbeholdene i første og andre ledd? Hvis du allerede har spurt dette spørsmålet, les informasjonen som går til stjernediagrammet: det er et svar. Men her vil jeg legge til et lite tillegg: Begynnelsen av generatorens faser er indikert ved hjelp av store bokstaver, og i store bokstaver. Dette er i forhold til skjematisk. Nå, ved å bruke erfaring: Når du velger retningen for strømmen, i de lineære ledningene, blir de laget slik at den ledes fra generatoren til lasten. Med null gjør motsatt. Se hva star-delta-tilkoblingsordningen ser ut. Tall viser veldig tydelig hvordan og hva som skal være. Stjerne / deltaviklingsforbindelsesordningen presenteres i forskjellige vinkler, og det bør ikke være noen problemer med forståelsen.

fordeler

Hver EMF jobber i en bestemt fase av den periodiske prosessen. For betegnelsen av ledere bruker de latinske bokstavene A, B, C, L og tallene 1, 2, 3. Når det gjelder trefasesystemer, skiller de vanligvis fordelene ut:

  1. Effektivitet i overføring av elektrisitet over lange avstander, som gir en stjernekobling og en trekant.
  2. Lavt materialeforbruk av trefasetransformatorer.
  3. Balansesystem. Dette elementet er en av de viktigste, siden det gjør det mulig å unngå ujevn mekanisk belastning på kraftgenererende enheten. Dette resulterer i et lengre levetid.
  4. Lavt strømforbruk har strømkabler. På grunn av dette, med det samme strømforbruket i forhold til enfasede kretser, reduseres strømmen som er nødvendig for å opprettholde forbindelsen mellom stjernen og trekanten.
  5. Det er mulig uten betydelig innsats for å oppnå et sirkulært roterende magnetfelt, hvilket er nødvendig for driften av den elektriske motoren og en rekke andre elektriske anordninger som opererer på et lignende prinsipp. Dette oppnås takket være muligheten til å skape en enklere og samtidig effektiv konstruksjon, som igjen følger av kostnadseffektivitetsindikatorene. Dette er et annet signifikant pluss som har en stjernekobling og en trekant.
  6. I en installasjon kan du få to driftsspenninger - fase og lineær. Du kan også lage to strømnivåer når det er en "trekant" eller "stjerne" -tilkobling.
  7. Du kan dramatisk redusere den flimrende og stroboscopic effekten av armaturer som arbeider på lysrør, ved å følge veien for å plassere enheter drevet av forskjellige faser i den.

Takket være de ovennevnte syv fordelene er trefasesystemer nå den vanligste innen moderne elektronikk. Tilkoblingen av stjerne / delta transformator viklinger lar deg velge de optimale mulighetene for hvert enkelt tilfelle. I tillegg er det uvurderlig å påvirke spenningen som overføres via nettene til beboernes hjem.

konklusjon

Disse tilkoblingssystemene er de mest populære på grunn av deres effektivitet. Men det skal huskes at arbeidet går med høyspenning, og det er nødvendig å observere ekstrem forsiktighet.

Tilkoblingsstjerne og trekant - hva er forskjellen

For drift av en elektrisk enhet, motor, transformator i et trefaset nettverk, er det nødvendig å koble til viklingene i henhold til et bestemt system. De vanligste forbindelsesordninger er trekanten og stjernen, selv om andre tilkoblingsmetoder kan brukes.

Hva er en stjernekobling?

Trefasemotoren eller transformatoren har 3 arbeidsavhengige viklinger. Hver sving har to utganger - begynnelsen og slutten. Stjerneforbindelsen innebærer at alle ender av de tre viklinger er koblet til en knute, ofte kalt nullpunktet. Derfor kommer konseptet - nullpunktet.

Hva er forbindelsen til viklingene i en trekant?

Tilkobling av viklingene i en trekant består i å koble enden av hver vikling med begynnelsen av den neste. Slutten av den første viklingen, forbinder med begynnelsen av den andre. Slutten av den andre - fra begynnelsen av den tredje. Slutten av den tredje viklingen skaper en elektrisk krets som den lukker en elektrisk krets.

Forskjellen mellom forbindelsen til viklingen i en trekant og en stjerne

Hovedforskjellen ligger i det faktum at det ved bruk av samme forsyningsnettverk er mulig å oppnå forskjellige parametere for elektrisk spenning og strøm i enheten eller apparatet. Selvfølgelig varierer disse tilkoblingsmetodene i implementering, men det er den fysiske komponenten av forskjellen som er viktig.

Bruken av metoden for å koble triangelen brukes ofte i tilfeller av kraftige mekanismer og store startbelastninger. Å ha store indikatorer på strømmen som strømmer gjennom viklingen, mottar motoren store indikatorer på selv-induksjons-EMF, som igjen sikrer større dreiemoment. Å ha store startbelastninger og samtidig bruke stjernekoblingsskjemaet, er det mulig å forårsake skade på motoren. Dette skyldes det faktum at motoren har en mindre nåverdi, noe som fører til mindre indikatorer for størrelsen på rotasjonsmomentet.

Øyeblikkets oppstart av en slik motor og dens utgang til nominelle parametere kan være lang, noe som kan føre til termiske effekter av strøm, som under bytte kan overstige nåværende verdier med 7-10 ganger.

Fordeler ved å koble til viklinger i en stjerne

De viktigste fordelene ved å koble stjernevindinger er som følger:

  • Reduser utstyrets kraft for å forbedre påliteligheten.
  • Bærekraftig driftsmodus.
  • For en elektrisk stasjon, gir denne tilkoblingen en jevn start.

Fordelene ved å forbinde viklingene i en trekant

De viktigste fordelene ved å forbinde viklingene i en trekant er:

  1. Øk kraften på utstyret.
  2. Mindre startstrømmer.
  3. Flott spinnmoment.
  4. Økt trekkegenskaper.

Utstyr med mulighet til å bytte tilkoblingstype fra stjerne til trekant

Ofte har elektrisk utstyr evnen til å fungere både på en stjerne og på en trekant. Hver bruker må selvstendig bestemme behovet for å koble viklingene til en stjerne eller en trekant.

I spesielt kraftige og komplekse mekanismer kan en elektrisk krets med en kombinasjon av en trekant og en stjerne brukes. I dette tilfellet, på tidspunktet for oppstart, kobles viklingene til den elektriske motoren i en trekant. Etter at motoren går til nominelle verdier, skifter triangelen til en stjerne ved hjelp av en relé-kontaktorkrets. På den måten oppnås maksimal pålitelighet og produktivitet for den elektriske maskinen uten risiko for skade eller deaktivering av den.

Se også en interessant video om dette emnet:

Hva er forskjellen mellom en stjerne og en trekant?

Den asynkrone motoren drives av et trefaset AC-nettverk. For arbeid kan forbindelsen brukes en trekant og en stjerne. For at alt skal virke stabilt, er det nødvendig å bruke spesielle hoppere laget for dette formålet, enten det er en stjerne eller en trekantforbindelse. Dette er de mest praktiske alternativene for tilkobling og dermed høy grad av pålitelighet.

Forskjeller av forbindelser

Først må du finne ut hva som er forskjellen mellom en stjerne og en trekant. Hvis vi nærmer oss dette spørsmålet fra elektroteknisk synspunkt, gjør det første alternativet at motoren kan fungere mer jevnt og forsiktig. Men det er en ting: motoren vil ikke kunne nå full kapasitet, som presenteres i den tekniske planens egenskaper.

Delta-tilkoblingen gjør at motoren snart kan nå maksimal effekt. Følgelig blir enhetens fulleffektivitet påført. Det er imidlertid en alvorlig ulempe, som ligger i store inngangsstrømmer.

Kampen mot slike fenomener som høye innstrømmingsstrømmer er å koble til oppstartskatalysatoren. Dette gjør det mulig å utføre en mye jevnere motorstart og forbedre ytelsen.

Stjerneforbindelse

Stjerneforbindelsen er at endene av alle 3 viklinger gjenforenes på et felles punkt kalt nøytral. Hvis det er en nøytral ledning, så betraktes en slik krets som fire ledninger, i fravær er den tre-ledet.

Begynnelsen av funnene er fastsatt i bestemte faser av strømforsyningen. Spenningen på disse fasene er 380 volt eller 660 volt. De viktigste fordelene med denne ordningen er:

  • Uavbrutt drift av motoren i lang tid og med stabilitet.
  • Ved å redusere effekten på utstyret øker påliteligheten og driftstiden for stjernekretsen.
  • Drevet av den elektriske typen på grunn av en slik tilkobling er veldig jevn.
  • Det er en mulighet til å påvirke parametrene for kortsiktig overbelastning.
  • Under drift vil utstyrets bolig ikke være tilgjengelig for overoppheting.

Utstyret er tilgjengelig med en svingforbindelse innvendig. Siden bare tre terminaler settes på en blokk med lignende utstyr, kan andre tilkoblingsmetoder ikke brukes. Slik utførelse krever ikke tilgjengeligheten av kvalifiserte fagfolk.

Triangle mønster

Istedenfor en stjernekrets kan du bruke en trekantforbindelse, hvis essens er i forbindelse med endene og viklingene begynte på en sekvensiell måte. Enden av viklingsfasen C lukker kretsen og skaper en hel krets. På grunn av denne formen vil det resulterende skjemaet være mer ergonomisk.

Hver vikling har en spenning på 220 eller 380 volt. Av de viktigste fordelene med ordningen er:

  1. Strømmen til elektriske motorer når den høyeste verdien.
  2. Bruk riktig reostat for en jevnere start.
  3. Signifikant økt dreiemoment.
  4. Høye trekkraft.

En trekant brukes i slike mekanismer der det kreves signifikant startbelastning og energi for kraftige mekanismer. Et vesentlig dreiemoment oppnås ved å øke verdiene til selv-induksjons-EMF. Et slikt fenomen er forårsaket av store strømningsstrømmer.

Kombinasjonen av en stjerne og en trekant

Hvis konstruksjonen av en kompleks type, bruk deretter den kombinerte metoden til stjernen og trekanten. Bruk av denne metoden fører til at kraften øker kraftig. Men i tilfelle når motoren ikke passer til spesifikasjonene, vil alt overopphetes og brenne.

For å redusere den lineære spenningen i statorviklingene, bør du bruke en stjernekrets. Etter å ha redusert strømningsstrømmen øker frekvensen. Stigenkredsløpet bidrar til å bytte trekant til en stjerne.

Det er denne kombinasjonen som gir størst pålitelighet og betydelig produktivitet av utstyret som brukes uten frykt for feil. Denne ordningen er effektiv for motorer der det er involvert en lett oppstartsplan. Men med en reduksjon i startstrømmen og et konstant øyeblikk, bør det ikke brukes. Et alternativ er en fasrotor med en reostat for å starte.

Ytterligere tips

Strømmen under starten av motoren er 7 ganger driftsstrømmen. Kraften er en og en halv ganger høyere når den er koblet til en trekant, mens du starter med høy glatthet, oppnås ved hjelp av frekvenstypene.

Metoden for gjenforening av en stjerne krever at det tas hensyn til det faktum at det er nødvendig å korrigere faseforvridninger, ellers er det fare for utstyrssvikt.

Lineære og fasespenninger ved en trekant er lik hverandre. Hvis du vil slå på motoren i et hjemmenettverk, trenger du en kondensator med faseskifting. Dermed avhenger bruken av en trekant eller stjerneordning av motorenes design og kravene til hjemmenettverket. Derfor bør du nøye se på ytelsen til motoren og de nødvendige parametrene som må økes for en mer effektiv drift av konstruksjonen.

Star Connection Diagram

Star Connection Three Phase Generator

Plasser på tegningen bildene av de tre viklingsaksene, ved og cz av en trefasegenerator ved vinkler på 120 ° som i figur 1, a. Koble til hver viklingsbelastning. I dette tilfellet er det motstand zen, zb og zc. I praksis kan lasten være lamper, ovner, elektriske motorer og andre elektriske mottakere. Det tok seks ledninger for å koble generatorviklingene til lastene. På hvert øyeblikk er tre av dem direkte - strømmen gjennom dem går fra generatoren til lasten. De andre tre ledningene er omvendt.

E vektoreren, Eb og ec er anordnet parallelt med viklingene og viser deres elektromotoriske krefter (red. s.). Spenning uen, Ub og duc mindre enn tilsvarende e. d. en. på størrelsen av spenningsfallet i viklingene. Nåværende veibeskrivelse ien, jegb og jegc avbildet av piler.

Kombinere de tre returleddene til en gir en fire ledningskrets (figur 1, b). I det kalles ledningene som er koblet til generatorterminalene a, b og c, lineære (eller bare fase). Den vanlige ledningen kalles enten nøytral med den begrunnelse at den til enhver tid tilhører en hvilken som helst fase, eller null, siden i noen tilfeller er dagens i det jeg0 tilsvarer null.

Naturligvis oppstår spørsmålet: Kan strømmen i ledningen være lik null, langs hvilken strømmen av de tre fasene må returnere til generatoren? Svaret er gitt ved figur 1, i, hvor vektorene representerer strømmene Ien, jegb og jegc (summen av disse danner en nåværende I0) og gjorde deres tillegg. Først blir strømmene til de to fasen tilsatt, deretter blir summen tilsatt til dagens tredje fase. Som et resultat ble null oppnådd, siden den geometriske summen av strømmene i de to faser, som tydelig ses i figur 1, c, er like stor som strømmen av den tredje fase b og er rettet motsatt.

Figur 1. Stjerneforbindelse av en trefasegenerator.

Den fysiske betydningen av resultatet som er oppnådd er at på grunn av faseskiftet mellom strømmene i hvert øyeblikk i tid, går strømmen i noen lineære ledninger fra generatoren, i andre til generatoren. Med andre ord, noen av dem er direkte, andre er omvendte. Det er klart at rollen av lineære ledninger som direkte og omvendt endres kontinuerlig, men på en eller annen måte, med en jevn (like) belastning av faser, er det ingen strøm for andelen av nøytraltråden.

Med en jevn belastning blir ikke fasene av den nøytrale ledningen laget, og dermed oppnås en tre-ledningskrets (figur 1, d).

Med ujevn belastning i fire-ledningskretsen går bare ubalansen i strømmen over nullledningen. Derfor er tverrsnittet av den nøytrale ledningen ikke større enn tverrsnittet av de lineære ledningene, og som regel dobbelt så liten. Detaljer om tverrsnittet av den nøytrale ledningen er omtalt nedenfor.

Uansett om kretsen er laget med seks, fire eller tre ledninger (som for øvelse gjør det selvfølgelig ingen forskjell, for det første fordi trelednings kretser er billigere, og for det andre fordi hver krets har visse egenskaper og er konstruert for visse forhold ), slutter systemet ikke å være trefaset.

Grunnleggende relasjoner:
1. Når de er koblet til en stjerne, er de lineære og fasestrømmer de samme, fordi for strømmen som går gjennom faseviklingen, er det ingen annen måte enn den lineære ledningen.
2. Linjespenninger er mer enn fase √3 = 1,73 ganger, hvorfra de kjente forholdene 127/220 V følger (127 x 1,73 = 220); 220/380 V (220 x 1,73 = 380), 6,6 / 11 kV (6,6 x 1,73 = 11) og så videre.

Hvordan bevise den lineære spenningen √3 = 1,73 ganger mer fase? For å gjøre dette må du starte med et enkelt, men godt forstått eksempel. To batterier med e. d. en. E1 = 5 V og E2 = 7 V kan kobles enten som i figur 2, a, eller som i figur 2 b. I det første tilfellet er motsatt terminaler forbundet: pluss (start) ett batteri med en minus (ende) av den andre, og e. d. c, som handler mellom fri motsatte konklusjoner, er lik summen av E1 + E2 = 5 + 7 = 12 V. I det andre - de samme konklusjonene er tilkoblet: pluss ett batteri med et pluss av et annet, og e. d. c, som virker mellom de samme konklusjonene, er lik forskellen E1 - E2 = 5 - 7 = -2 V. Minustegnet indikerer en endring i spenningsretningen motsatt i forhold til det som bare var fra en e. d. en. E1. Kort sagt, resulterende e. d. en. når du kobler motsatte konklusjoner til summen, og når du kobler de samme konklusjonene - forskjellen mellom komponentene i e. d. en. og rettet mot den større e. d. en.

Figur 2. Bestemmelse av lineære spenninger ved tilkobling til en stjerne.

Nå kan du gå tilbake til stjernekoblingen. Siden i dette tilfelle kobler de samme konklusjonene (enten begynnelsen eller endene), blir den resulterende lineære spenningen funnet ved subtraksjon. Konsistent med skjemaet i figur 2, c, som indikerer rotasjonsretningen av fasene og indikerer differansen Uen - Ub, Ub - Umed og dumed - Uog (subtraksjon er alltid i samme retning, det vil si spenningen som følger den subtraheres fra spenningen i den avanserte fasen), i figur 2 d utføres subtraksjonen. Ved å direkte måle lengder av vektorene eller ved hjelp av geometriske formler, er det enkelt å verifisere at de lineære spenningene (Uen - Ub, Ub - Uc, Uc - Uen) √3 = 1,73 ganger fasen Uen, Ub, Uc.

Løsningen av det samme spørsmålet, det vil si beviset på at de lineære påkjenninger bestemmes av subtraksjon, kan nærmer seg annerledes. Faktisk, hvis du slår på lampen som vist på figur 2, d, er det lett å se at i lampen er det strømmer opprettet ved hjelp av fasespenninger Uen og dub, sendt for å møte. Så, lineær spenning Uab det er nødvendig å finne subtraksjon, men selvfølgelig geometrisk.

La oss ta et skritt videre. La oss overføre fra figur 2, d vektorer Uen - Ub, Ub - Uc og duc - Uen parallelt med seg selv, slik at deres ender og begynnelser er i endene av vektorene Uen, Ub og duc, danner en stjerne. En triangel vil bli oppnådd (figur 2, e).
Det innebærer direkte at:

For å bestemme størrelsen på de lineære spenningene, er det nok å konstruere en trekant nær stjernen i fasespenningene;
For å bestemme retningen av det lineære stresset til vektorene som danner sidene av trekanten, må du ordne pilene i fasens rotasjonsretning.

Linjespenningsbetegnelse

I figur 2, e er de lineære spenningene ikke bare indikert som forskjellen i de tilsvarende fasespenningene, men også ved et enkelt brev med to indekser, i vårt eksempel Uab (Ubc og duca). Ordren på indeksene er ikke vilkårlig: det viser i hvilken retning subtraksjonen ble utført.

Så subtracted vi fra en fasespenning lik den i størrelse, men vi fikk ikke null, men en verdi, 1,73 ganger større. Dette resultatet er ikke uventet, siden det ikke var en algebraisk, men en geometrisk subtraksjon.

La oss benytte anledningen til å understreke en annen viktig omstendighet som vi gjentatte ganger vil møte i fremtiden. Det består i det faktum at når man geometrisk trekker en verdi fra en annen, lik den modulo 1, i motsetning til algebraisk subtraksjon, kan man ikke bare få null, men en verdi som varierer fra null til to ganger verdien. Det som er sagt her, er illustrert i figur 3 med flere eksempler. Til venstre trekker vi vektorer som falt sammen i fase (skift 0 °), og selvfølgelig ble null oppnådd. Til høyre blir vektorer forskjøvet med 45 ° trukket: forskjellen er 0.707 av lengden av noen av dem, og så videre. Og til slutt, i figur 3 til høyre - var forskjellen dobbelt så stor som avtagende.

Figur 3. Differansen av vektorer avhenger av vinkelen mellom dem.

Star Connection Power Consumers

Strømmottakere kan enten være konsentrert eller spredt last. I tillegg kan det være ensartet, som for eksempel viklingene av trefase elektriske motorer, og ujevn, for eksempel belysning av hus, gater og lignende.

Den konsentrerte lasten er: en elektrisk motor (figur 4, a), et kondensatorbatteri (figur 4, b), en teatekronekrone (figur 4, c) hvor alle tre fasene befinner seg i umiddelbar nærhet.

De distribuerte lastene er: belysningsnett av hus (figur 4, d og e), hvor fra inngangs boksen 1, stiger stigerør 2 langs trappehusene og i sin tur grenen 3 inn i leilighetene. Det er veldig viktig å forstå at i belysningsnett ikke alle områder har en trefaselast.

Faktisk går fire forsyningsledninger til inngangsboksen: A, B, C og 0. Dette er et ekte trefaset nettverk. Bare ubalansestrømmen i hele huset går gjennom nullledningen, som bestemmes av ujevn lasting av fasene. Det samme gjelder stigerørene 2 i figur 4, g, hvor en ubalansestrøm passerer gjennom nulltrådene innenfor en gitt trapp.

Når det gjelder stigerørene i figur 4, d, som hver har bare en fase og null, samt grener til leilighetene, selv om de drives av et trefaset nettverk, men de representerer en enkeltfaselast, samt via fase- og null-ledninger samme nåværende passerer (det finnes ingen andre måter). Derfor må tverrsnittet av fase- og nøytrale ledninger være det samme.

Figur 4. Tilkobling til en stjerne av strømforbrukere.

Merk: Med en jevn belastning (Figur 4, a - c) påføres en tretrådskrets. Under ikke-jevn belastning (figur 4, d og d) - fire ledninger.

For å forstå hvorfor de gjør dette, viser vi til figur 5. Figur 5, a, viser tre grupper av identiske lamper (det vil si at de har samme nominelle spenninger, i vårt eksempel 127 V, og like kraft). Under disse forholdene og den lineære spenningen på 220 V-nettverket, brenner lampene med en normal glød. Men antall samtidig tændte lamper, samt deres kraft i belysningsnett, er avhengig av forbrukernes ønske. I det spesielle tilfellet kan belastningen av en av fasene, for eksempel fase c, være helt frakoblet i noen tid (Figur 5, b). Og så vil belastningen av de andre to faser bli koblet i serie. Hvis de er like, vil linjespenningen deles like mellom dem, og lampene vil brenne med en liten mengde, siden 220 V / 2 = 110 V er mindre enn nominell spenning på 127 V.

Det er mye verre hvis noen av lampene som er koblet til en av fasene, for eksempel fase b, er slått av, for eksempel som vist i figur 5, c. Faktisk er motstanden til en lampe 3 ganger motstanden til en gruppe av tre slike lamper koblet parallelt. Dette betyr at spenningen på 220 V vil bli delt ujevnt mellom dem: 165 V (¾ fra 220 V) vil ha større motstand og lampen kan brenne ut; 55 V (¼ fra 220 V) 2 kreves for mindre motstand.

Med en 4-tråds krets (Figur 5, d) påvirker ujevnheten i belastningen av fasene ikke lampens varme så mye fordi belastningen av hver fase er direkte forbundet med begge terminaler av fasens vikling av generatoren eller sekundærvikling av transformatoren.

Det skal imidlertid bemerkes at ujevn belastning av fasene selv i nærvær av en nøytral ledning er et uønsket fenomen, spesielt i tilfeller der lasten drives av sekundærviklingen av en transformator forbundet i en stjerne, siden den ujevne belastningen i transformatoren forstyrrer dens magnetiske likevekt. Dette viktige problemet er omtalt i artikkelen "Begrepet magnetisk likevekt av en transformator."

Figur 5. Funksjoner av forbindelsene i stjernen til belysningsbelastningen.

Fordeling av belastning mellom faser

Så, vi streber alltid for å laste fasene jevnt, det vil si å feste den samme kraften til hver av dem. Når det er opplyst med glødelamper, er det tilstrekkelig å distribuere lyskildene riktig mellom fasene. I fluorescerende belysning må en ny tilstand være oppfylt, nemlig: Koble lamper, som ligger ved siden av, til forskjellige faser. Dette forklares som følger: Lysrør 100 ganger per sekund lyser og slukker, idet vekselstrømmen med en frekvens på 50 Hz 100 ganger per sekund går gjennom null. Selv om vi ikke legger merke til disse pulseringer av lys, men de har negativ innvirkning på synet. Hvis lamper som ligger ved siden av hverandre befinner seg i forskjellige faser, vil de gå ut og lyse ikke samtidig, noe som vil redusere lysdiodens forandringsdybde betydelig.

I tillegg kan en dyp forandring i lysstrømmen forvride det faktiske bildet av bevegelsen av gjenstander. La for eksempel et roterende objekt i løpet av utryddelsen av lampen ha tid til å gjøre hele antall omdreininger. Dette betyr at ved hver etterfølgende belysning vil objektet være synlig i samme posisjon, det vil si at den vil vises stasjonært. Hvis det roterende objektet har tid til å gjøre litt mindre enn en full sving under utryddelsen, vil det virke som om rotasjonen oppstår i motsatt retning. I et produksjonsmiljø hvor det er mekanismer med roterende deler, er dette ekstremt farlig.

Hvorfor er det ikke lov å slå på sikringen i den nøytrale ledningen?

Anta at en sikring er installert ved begynnelsen av stigerøret, men det har blåst (i figur 5 d er det krysset ut).
I dette tilfellet blir den fireledede kretsen en tre-lederskrets med alle de ulemper som er diskutert ovenfor, som er iboende ved ujevn lasting av fasene.

I henhold til reglene for montering av elektriske installasjoner (ПУЭ) ved begynnelsen av stigerøret, er det ikke tillatt å slå sikringen (bryteren, automatisk) i den nøytrale ledningen. På gulvklaffene i trapper, hvor strømmen avviger mellom leiligheter, er sikringer (strømbrytere) bare installert i faselederen (figur 5, e) eller det er ingen sikringer i det hele tatt. I dette tilfellet er imidlertid bryteren B eller den automatiske bryteren A, med hvilken hele leiligheten kan kobles fra stigerøret, obligatorisk.

Men i leiligheter der personer som ikke har spesiell elektroteknikk har tilgang til sikringene P, og derfor er tilstanden til sikringen ikke tilstrekkelig bra, de må installeres på begge ledninger for å øke brannsikkerheten. Er dette ikke i strid med det som er sagt ovenfor om avvisning av å inkludere en sikring i den nøytrale ledningen? Ikke i det hele tatt. Fordi lasten i leiligheten er enfas, siden samme strøm går gjennom både ledninger og sikringer. Så den blåste sikringen i hvilken som helst ledning (fase eller null - uansett) kan ikke føre til at lampene blir varme: de går bare ut.

Sikringer i belysningsnett gir plass til installasjonsmaskiner på grunn av at maskinene gir bedre beskyttelse og ikke krever utskifting. I nye boliger brukes ikke sikringer. I gamle leiligheter, i stedet for trafikkork, er det mulig å installere sikringsbrytere (figur 6) med en gjenget base i sikringene uten å utføre installasjonsarbeid.

Tverrsnittet av null-ledningen i fire ledningsnett

vanligvis mindre enn tverrsnittet av fasetrådene. Derfor, i kabler for fire ledningsnett, er tre kjerner tykkere, og en konstruert for nøytral ledning er tynnere. En slik kabel er for eksempel utpekt som følger: 3 × 16 + 1 × 10 (tre kjerner med et tverrsnitt på 16 mm² og en med et tverrsnitt på 10 mm²). Imidlertid er det i praksis ofte nødvendig å øke tverrsnittet av den nøytrale ledningen. Tenk på to eksempler.

Figur 7 viser tre grupper av nødlampe I, II, III, som normalt drives av sekundærviklingen til transformatoren T (kontaktor K er på). Når vekselstrømmen forsvinner, slår kontakten av og lampene skifter automatisk til batteriet AB. Samtidig er "minus" koblet til ledningen 1 (som tidligere var null), og "pluss" er koblet til de tre ledningene 2, 3 og 4 (som tidligere var fase). Mens lamperne ble drevet av en transformator, var det i en ledning 1 en liten strøm lik den geometriske summen av strømmen i ledningene 2, 3 og 4. Når lampene skiftet til batteriet, ble strømmen i ledning 1 lik den aritmetiske summen av strømmen, det vil si at den overskrider strømmen i ledning 2 3 eller 4 ca 3 ganger. Derfor må tverrsnittet av ledningen 1 ikke være mindre, men mye større enn tverrsnittet av ledningen 2, 3 eller 4.

Figur 7. Tverrsnittet av den nøytrale lederen i nødbelysningskretsen som byttes fra AC til likestrøm, skal være større enn faselederens tverrsnitt.

Eksemplet gitt i figur 7 refererer til et relativt lite antall spesielle elektriske installasjoner (for eksempel for å dekke teatre og konsertsaler).

Følgende eksempel er svært utbredt. Vi snakker om kraften til fluorescerende lamper på et fire-wire system. Under disse forhold, selv med en perfekt ensartet belastning av fasene, passerer strømmer av høyere harmonikere gjennom null-ledningen, hovedsakelig den tredje harmoniske strømmen. Denne strømmen er så signifikant at tverrsnittet av den fjerde kjerne av en vanlig firekjernekabel er utilstrekkelig. Vurder dette spørsmålet mer detaljert.

Figur 8a viser en sinusformet strøm (kurve 1) i fase A. En slik strøm ville ha vært med glødelamper under belastning. Når det er lastet med fluorescerende lamper, oppstår en tredje harmonisk strøm i tillegg (kurve 2). Tilsetningen av kurver 1 og 2 gir kurve 3, som viser at strømmen i fase A ikke er sinusformet. Fig. 8, b og c viser kurver for fasene B og C. Sammenligning av kurver 2 i fig. 8, a, b og c, ser vi at strømmene i de tredje harmonene sammenfaller i fase. Derfor summeres de aritmetisk i null-ledningen, og danner en trippel frekvenskurve 4 på 150 Hz (figur 8, d).

Figur 8. I null-ledningen av en trefaset trefasetilførende fluorescerende lampe summeres strømmene i den tredje harmonikken i alle tre faser algebraisk, derfor bør tverrsnittet av den nøytrale ledningen økes.

Avhengig av omkoblingskretsen til fluorescerende lamper, deres type, kompensasjonsmetode for induktans av ballastkuler og lignende, har strømmen i nøytretråden større eller mindre verdi, men i alle fall er den stor og kan til og med overskride strømmen i faselederen.

Stjerneforbindelse av transformatorviklinger

Figur 9a viser et eksempel på forbindelsen til generatoren G, tre transformatorer T1, T2, T3, elektrisk motor D og enfaselaster N. I dette eksemplet er viklingene til generatoren, transformatorene og den elektriske motoren forbundet i en stjerne. Det er lett å se at den primære vikling av transformatoren T1 er en elektrisk mottaker for generator G, den sekundære vikling av transformatoren T1 tjener som en strømkilde for primærvikling av transformatoren T2. Den sekundære viklingen av transformatoren T2 - strømkilde for primærvikling av transformatoren T3. Dens sekundære vikling er en strømkilde for den elektriske motoren D og belastningen av N.

Figur 9. Tilkobling til en stjernetransformator.

Sammenligning av transformatorkretsene T1, T2 og TZ viser at de ikke er de samme. Dermed er det nøytrale punktet til den primære viklingen til transformatoren T1 jordet og derfor forbundet med det jordede nøytrale punktet til generatoren G. De nøytrale punkter av viklingene til transformatoren T2 er ikke avledet. Transformatoren TZ fjernet det sekundære vinkels nøytrale punkt, men det er isolert fra bakken. Selvfølgelig er forbindelsene vist i figur 9, men ikke i det hele tatt, gitt her bare for å illustrere typiske tilfeller av forbindelser til stjernen.

Figur 9, b og c viser at i en stjerne er det mulig å koble begge tre enfasetransformatorer og en trefasetransformator.

Figur 9, d gir eksempler på forskjellige forbindelser av transformatorviklinger i en stjerne. Her er bokstavene A, B, C begynnelsen, og X, Y, Z er endene av høyspenningsviklingene (HV); a, b, c og x, y, z - begynnelsen og endene av viklingene til den laveste spenningen (LV). Figur 9, d illustrerer forbindelsene i stjernen med den avledede nøytrale viklingen HV (venstre), svingete HH (senter) og begge viklinger (høyre).

Vi begrenser oss så langt til den generelle bemerkningen at ikke alle metoder for å koble transformatorer til en stjerne er likeverdige. Forskjellen i dem bestemmes av en rekke årsaker som ikke kan forklares umiddelbart, og derfor vil de bli tydelige i løpet av den videre presentasjonen.

Nøytral grunn

Eldre PUE-utgivelser indikerte at urbane elektriske nettverk med spenninger høyere enn 1000 V skulle være trefase med isolert nøytral, og distribusjonsnett i nye byer skal være trefaset fire ledninger med tett jordet nøytral på 380/220 V. Det finnes også 220/127 V-nettverk., og deres nøytrale er isolert. Med isolerte nøytrale slag sikringer brukes.

Vindlingene til krafttransformatorer av innenlandske fabrikker med en spenning på 110 kV og over er laget for å fungere med en jordet nøytral, siden de er ufullstendig isolert fra siden av nøytrale terminaler.

Nøytral jording og sikkerhet

La oss kort forklare hvorfor en nøytral er jordet i nettverk opptil 1000 V, av hvilke årsaker en isolert nøytral noen ganger foretrekkes, for hvilken penetrerende sikringer brukes.

Figur 10a viser sekundære viklinger av en transformator T, som tilfører et 380/220 V fireledet nettverk, hvor nøytrale er isolert. Anta at for øyeblikket er isolasjonen perfekt funksjonell. Likevel viser figuren tre motstander r koblet i en stjerne. Dens nøytrale er land. Disse motstandene viser tradisjonelt ufullkommenheten til isoleringen av ledninger, som til en viss grad fortsatt utfører nåværende. Den samme figuren viser tre kondensatorer C forbundet i en stjerne. Dens nøytrale er også landet. Kondensatorer viser konvensjonelt den elektriske kapasitansen av ledningene i forhold til jorden, noe som er svært viktig i AC-elektriske installasjoner, siden kapasitansen utfører strøm.

Figur 10. Nøytralt potensial. Jording i trefasesystemer.

Hvilke spenninger er der i denne elektriske installasjonen? Mellom ledningstrådene på 380 V, mellom hver ledningstråd og transformatoren nøytral 220 V, mellom hver ledningstråd og bakken 220 V. Hvorfor? Fordi jorden viste seg å være nøytralt av stjernene med tre like motstander r og tre like kapasitanser C. Og hvis ledningstrådene i forhold til transformatorens nøytral har samme spenning som jordens, så er det klart at mellom transformatorens nøytral og jord er spenningen null 3.

Berøringen av en person som står på bakken til en av de lineære ledningene er usikre, da strømmen passerer gjennom ufullkommen isolasjon, kapasitansene til ledningene og menneskekroppen. På et tidspunkt er retningen vist i figur 10, b. Strømmen av strømmen og dermed graden av fare bestemmes av verdiene av motstandene, kapasitansene og fasespenningene. Med andre ord, i dette tilfellet er personen under spenning på 220 V.

Men hva skjer hvis en av ledningene er jordet, og en person som står på bakken, berører den andre ledningstråd? Fra figur 10c er det klart at personen nå ikke vil være under fasen, men under den lineære spenningen på 380 V, noe som er mye mer farlig.

I nettverk med jordet nøytral faller en person som står på bakken og berører en lineær ledning under fasespenning (figur 10, g). Hvis en annen ledningstråd er jordet (Figur 10, d), vil sikringen blåse, men spenningen vil ikke bli økt fra fase til lineær (som i nettverk med isolert nøytral).

Dette betyr at både i et 380/220 V-nettverk med en jordet nøytral og i et 220/27 V-nettverk med en isolert nøytral, kan en person som berører en ledig ledning, falle under en spenning på 220 V. Men et 380/220 V-nettverk er mer lønnsomt enn et 220/127-nettverk. B, fordi for å overføre samme effekt ved 380/220 V, er det nødvendig med mindre ledninger.

Advarsel. For å sikre sikkerheten til jording, bør det utføres en streng etterlevelse av en rekke krav. Spesiell oppmerksomhet til dette spesielle emnet i EMP, en rekke bøker er viet, inkludert boka av M. R. Nayfeld "Jording og andre beskyttende tiltak" og P. A. Dolin "Effekt av elektrisk strøm på menneskekroppen og førstehjelp til de skadde."

Punch sikring

Fordelingen av isolasjon mellom transformatorens høye og lave spenningsviklinger (HV og HH) kan føre til en massiv nedbryting av isolasjonen i lavspenningsnett og skade på mennesker. For å forhindre disse farlige fenomenene i nettverk med isolert nøytral, må du bruke penetrerende sikringer. Piercing sikringen slås på mellom transformatoren nøytral og bakken når den er koblet til en stjerne (fig. 11, a og c) eller mellom en av fasetrådene og bakken når den er koblet til en trekant (se "Triangle Connection Diagram" -artikkel) som vist i figur 11, b.

Figur 11. Stansede sikringer i nettverk med isolert nøytral.

I sammenbruddssikringen er en strømbærende del koblet til transformatorens nøytrale (fase), den andre er jordet, men mellom dem er det en glimmerpakning med hull. Ved normal spenning isolerer pakningen på en pålitelig måte nøytralet (fase) fra jorden. Men når den høyere spenningen går til lavspenningssvingningen, bryter sikringssikringen seg og begrenser viklingene.

Hvis den nøytrale bakken av piercer ikke er brukt, er sikringen ikke nødvendig.

Nøytral jordforbindelse og uavbrutt strømforsyning

I tillegg til sikkerhetsforholdene er det et annet viktig problem, nemlig: uavbrutt strømforsyning til forbrukerne, som, hvis de løses, ikke er likegyldig for jordnøytral eller isolerer den. Essensen av saken er som følger.

I et nettverk med isolert nøytral, når jordledningen er jordet, brenner sikringene ikke ut (kretsbryteren slås ikke av), siden det ikke er kortslutning. Mellom de lineære ledningene, samt mellom de lineære ledningene og transformatoren nøytral, forblir normale spenninger og forbrukere av elektrisitet kan fortsette å jobbe i noen tid.

I et nettverk med en jordet nøytral fører nedbrytingen av ledningens isolasjon til kortslutning, sikringen blåses eller strømbryteren kobles fra, forbrukerarbeidet forstyrres. Derfor er uavbrutt strømforsyning høyere i nettverk med isolert nøytral.

Følgende viktige omstendigheter bør vektlegges:

a) Selv om forbrukerarbeidet er mulig i nettverk med isolert nøytral, er et slikt regime farlig for å isolere andre faser og utstyr knyttet til dem. Faktum er at under en kortslutning i metall til en av fasene øker spenningen i de andre fasene i forhold til "jorden" 1,73 ganger i forhold til den normale spenningen, og nullpunktspenningen skifter og blir lik fasespenningen i forhold til jorden. Faktisk, når ledningen er jordet (figur 12, a), forblir lineærspenningene AB, BC, CA det samme; Fasespenningene A0, B0, C0 endres heller ikke. Men med hensyn til "bakken" endres stressene. For faser A og C øker de til henholdsvis verdier AB og BC. For fase B reduseres spenningen i forhold til jord til null. Netto spenning i forhold til jorden øker fra null til en verdi på 0B lik fasespenningen.

Figur 12. Nøytralforskyvning i et nettverk med isolert nøytral i nødmodus.
a-fase bakken; b - kortslutning på lasten i en av fasene; c - fase pause.

Hvis kretsen skjer gjennom buen, kan overspenningen være 2-2,5 ganger høyere enn fasespenningen. Kapasitive strømmer i alle faser, som med store ledninger er store og kan forårsake oppvarming i steder med isolasjonsfeil, vil gå gjennom kretsen. Derfor, i kraftverk og stasjoner, er det ofte enheter som kontinuerlig overvåker isolasjonsstatusen i forhold til bakken. Prinsippet for deres operasjon er vurdert i artiklene "Åpen triangel. Åpen triangel" og "Eksempler på tilkoblinger av måle transformatorer".

b) Hvis nøytralet av lasten 0 'ikke er koblet til den nøytrale 0 av transformatorens sekundære vikling (figur 12, b), så er kortslutningen til en fase over, faller potensialet til ledningstråd B inn i nøytral 0' av lasten. Dette betyr at lasten som er koblet til fasene A og C, vil være på en betydelig økt spenning (lineær i stedet for fase).

c) Hvis nøytralet av lasten 0 'ikke er koblet til den nøytrale 0 av transformatorens sekundære vikling (figur 12, c) og i en fase, for eksempel i fase B, smelter sikringen ut (krysset ut), så i spenningen i fasene A og C vil spenningen senke og bli 220 V / 2 = 110 V i stedet for 220 / √3 = 127 V (et 220/127 V-nettverk vurderes). Spenningen ved klemmen til den blåste sikringen vil være 1,5 ganger fasespenningen, det vil si 127 × 1,5 = 190 V.

Last nøytralforskyvning

Ovennevnte figur 12 illustrerer nødsituasjonene med nøytral forskyvning (jording, kortslutning, fasefeil). Men nøytralet kan skifte under normale forhold på grunn av ujevn lasting av fasene.

Tenk på noen få eksempler.

Figur 13. Forskjellen av nøytralet med forskjellige typer last.

Med en ensartet 4, men ujevn belastning, blir nøytralt fra punkt 0 (figur 13, a) forskjøvet til punktet 0 'og retningen for forskyvning og dens verdi avhenger av forholdet mellom faselastene. Men på en eller annen måte representerer 0-0'-segmentet i en viss skala spenningen mellom transformatoren nøytral og lasten nøytral. Det er denne spenningen som skaper strømmen i den nøytrale ledningen hvis nøytraltene er tilkoblet:

a) lasten H og sekundærviklingen av transformatoren T3 (se figur 9, a);
b) primærvikling av oppstartstransformator T1 og generator G (se figur 9, a).

Og hvis nøytraltene ikke er koblet til? Da er magnetisk likevekt i transformatoren brutt. Årsakene til og konsekvensene av dette bruddet er omtalt i artikkelen "Begrepet magnetisk likevekt av en transformator."

Spesielt signifikant skifter lastneutralt med en heterogen belastning, selv om modulen (i absolutt verdi) belastninger av alle faser er like. I figur 13b er for eksempel lamper koblet til fasene C og B (resistiv belastning), og fase A er kondensator C. Nøytralet er så forskjøvet at en av lamperne brenner svakt (50 V) og den andre er lys (190 V). Bildet ligner når en kondensator erstattes med en spole L, men nå lyser en annen lampe sterkt (figur 13, c). Dette forklares av at strømmen i kondensatoren er foran, og strømmen i induktansen ligger bak spenningen i sin fase.

En enda mer slående forskyvning av nøytralet er vist i figur 13, g, hvor følgende er festet: til fase A - kondensator, til fase B - induktans, til fase C - aktiv belastning. Det nøytrale punktet for lasten 0 'gikk utover deltaet, og spenningen ved belastningen på 423 og 220 V var mange ganger høyere enn fasespenningen på 127 V.

Viktig merknad. I eksemplene som ble vurdert i figur 13, b - d, handlet det om forskyvning av lastnøytralt, og ikke i det hele tatt generatoren eller sekundærviklingen av transformatoren. På kondensatoren, induktansen og aktiv motstand, forbundet i en stjerne (Figur 13, b - d), endret spenningen i stor grad sammenlignet med fasen. Men påvirker det arbeidet til andre forbrukere som er koblet til samme nettverk? For å svare på dette spørsmålet, viser vi til Figur 13, d, forutsatt at forbindelsen som er avbildet av strekket, mangler. Det er lett å se at hver gruppe forbrukere (R - C - L, lamper L, elektrisk motor D) har sin egen nøytral. Tre identiske lamper er en ensartet uniformlast, slik at deres nøytrale ikke skiftes; Derfor er spenningene på lamperne de samme og like i vårt eksempel 127 V. Det samme kan sies om spenningene på motorviklingene.

Det er en annen sak om forbrukernes nøytrale er koblet sammen (stiplede linjer). Da er gjensidig påvirkning av belastninger ubetinget, men graden avgjøres av forholdet mellom belastninger. Og det er klart at jo større nettverket og jo kraftigere generatorer og transformatorer, desto mindre påvirker hver forbruker den nøytrale forskyvningen.

Lastens heterogenitet påvirker kun andre forbrukers arbeid hvis den er relativt så stor at den kan forstyrre magnetisk likevekt i transformatoren betydelig.

De givne eksemplene, når man undersøker figurene 12 og 13, bestemmer figurene for eksempel fra topografiske 5 diagrammer og beregnes i henhold til metodene som leserne kan lære i hvilket som helst elektroteknikk-kurs. Imidlertid bestemmes disse tallene ut fra antakelsen om at spenningen ved generatorens eller transformatorens terminaler forblir uendret uavhengig av belastningen. Faktisk er dette ikke alltid tilfelle. Og i denne forstand er det langt fra likegyldig hvordan viklingene er forbundet (i en stjerne, en zigzag eller en trekant). Det er også viktig at transformasjonen utføres med tre enfasede (Figur 9, b) eller en trefasetransformator (Figur 9, c), se artiklene "Konceptet for magnetisk likevekt av en transformator" og "Zigzag".

Video 1. Faseskift

1 En vektor er definert av både lengde og retning. Lengden på en vektor kalles sin modul.
2 Strengt sett blir spenningen delt noe annerledes. Faktum er at jo varmere lampefilamentet er, desto større er motstanden, og siden en lampe brenner med et spyd, og tre med en underfot, vil forskjellen i deres motstand bli enda større.
3 Spenningen mellom transformatorens isolerte nøytral og jorda er bare null i de tilfellene når nettverket ikke er lastet, eller hvis belastningen i alle faser er nøyaktig den samme. Ved ujevn lasting av faser er det et skifte av en nøytral.
4 Lasten i alle faser er enten aktiv (lamper, ovner), enten induktiv eller kapasitiv.
5 Topografisk diagram er et vektordiagram hvor hvert punkt i diagrammet tilsvarer et bestemt punkt i kjeden. Derfor uttrykker vektoren trukket fra opprinnelsen til et hvilket som helst punkt i det topografiske diagrammet i størrelse og faser potensialet til det tilsvarende punkt i kretsen, og segmentet som forbinder noen to punkter i diagrammet representerer spenningen mellom de tilsvarende punkter i kretsen.

Kilde: Kaminsky E. A., "Star, Triangle, Zigzag" - 4. utgave, revidert - Moskva: Energi, 1977 - 104c.