Spændings-, strøm- og effektværdier for stjerne- og trekantforbindelser

Den store Faradays opdagelse af lovene: når en ledning krydser kraftlinjerne i et magnetfelt, induceres en elektromotorisk kraft i ledningen, hvilket forårsager en strøm i kredsløbet, som denne ledning går ind i, hvilket tjente som grundlag for skabelsen af elektriske generatorer med en roterende rotor - en magnet. I dette tilfælde induceres EMF i statorviklingerne (se — En praktisk anvendelse af Faradays lov om elektromagnetisk induktion).

De resulterende spændinger kan være meget forskellige: det hele afhænger af generatorens design, antallet af viklinger i statoren og hvordan de er forbundet. I praktisk elektroteknik er det mest udbredte trefasede sinusformede strømsystem foreslået af den fremragende russiske ingeniør M.O. Dolivo-Dobrovolsky i 1888 (57 år efter Faradays opdagelse).

Af alle flerfasede systemer giver trefasede den mest økonomiske transmission af elektrisk energi over lange afstande og giver dig mulighed for at skabe pålidelige og brugervenlige generatorer, motorer og transformere.Men tre viklinger kan forbindes på to måder: «trekant» (fig. 1) og «stjerne» (fig. 2).

Ris. 1

Ris. 2

Fase er spændingen Uph skabt af en vikling, lineær Ul er spændingen mellem to lineære ledere. Med andre ord, fasespænding Om spændingen mellem hver af linjeledningerne og den neutrale ledning.

Når en symmetrisk generator er tilsluttet i stjerne, er linjespændingen 1,73 gange højere end fasespændingen, dvs. Uk = 1,73 • Uph. Dette følger af, at Ul er bunden af ​​en ligebenet trekant med spidse vinkler 30 °: Ul = UAB = Uf2 cos 30 ° = 1,73 • Uph.

Når den er tilsluttet og belastet i stjerne, er den tilsvarende linjestrøm lig med belastningens fasestrøm. Hvis den trefasede belastning er symmetrisk, vil strømmen i den neutrale ledning være 0. I dette tilfælde forsvinder behovet for den neutrale ledning helt, og det trefasede kredsløb bliver tre-leder. Denne forbindelse kaldes «stjerne-stjerne uden nulleder». Ved en symmetrisk fasebelastning er linjestrømmene 1,73 højere end fasestrømmene, Il = 1,73 • 3If.

Ved tilslutning af en trefaset generator til en stjerne anvendes to spændinger, hvilket med fordel adskiller denne forbindelse fra en deltaforbindelse. Men når belastningen er deltakoblet, er alle faser under den samme numeriske værdi af linjespændingen, uanset fasemodstanden, hvilket er vigtigt for belysningsbelastninger - glødelamper.

Et trefaset system med en neutral ledning bruges til at forsyne modtagere med to spændinger, der adskiller sig med en faktor på 1,73, for eksempel ben forbundet til fasespænding og motorer forbundet til netspænding.

Den nominelle spænding bestemmes af konstruktionen af ​​generatorerne og metoden til at forbinde dens viklinger.

Figur 3 viser de sammenhænge, ​​der bestemmer effektværdien for vekselstrømkredsløbet i stjerne- og trekantforbindelser.

Ris. 3.

Tilsyneladende er formlerne de samme, der ser ikke ud til at være nogen effektforøgelse eller -tab for disse to typer kredsløb. Men hop ikke for konklusioner.

Ved genforbindelse fra trekant til stjerne er der 1,73 gange lavere spænding for hver fasevikling, selvom netspændingen forbliver den samme Spændingsreduktionen får strømmen i viklingerne til at falde med det samme 1,73 gange. Og alligevel - når de er forbundet i delta, var linjestrømmen 1,73 gange højere end fasestrømmen, og nu er disse strømme lige store. Som et resultat falder linjestrømmen, når den tilsluttes igen til en stjerne, med 1,73 x 1,73 = 3 gange.

Den nye effekt er faktisk beregnet med den samme formel, men erstatter forskellige værdier!

Når du gentilslutter en elektrisk motor fra en delta til en stjerne og fodrer den fra det samme netværk, reduceres den effekt, der udvikles af denne motor, med 3 gange. Ved skift fra stjerne- til delta-viklinger af generatorer eller sekundære viklinger af transformere falder netværksspændingen med 1,73 gange, for eksempel fra 380 til 220 V.

Effekten af ​​generatoren eller transformatoren forbliver den samme, fordi spændingen og strømmen i hver fasevikling bevares, selvom strømmen i linjetrådene stiger 1,73 gange.Når du skifter generatorernes viklinger eller transformatorernes sekundære viklinger fra delta til stjerne, opstår de modsatte fænomener: netværkets linjespænding stiger med 1,73 gange, strømmene i faseviklingerne forbliver de samme, strømmene i linjetrådene falder med 1,73 gange.