Elektrik şebekelerinde üç fazlı devrelerin bağlantı şemaları

Geniş dağıtımlarını sağlayan üç fazlı ağların avantajları açıktır:

• enerji, daha az faz olması durumunda olduğundan daha ekonomik olarak uzun mesafelerde üç kablo üzerinden iletilir;

• senkron jeneratörler, asenkron motorlar, üç fazlı transformatörler — üretimi kolay, ekonomik ve işletimde güvenilir;

• Son olarak, üç fazlı bir AC sistemi, üç fazlı jeneratör yükü tüm fazlarda aynı ise, bir sinüzoidal akım süresi boyunca sabit anlık güç sağlama (ve alma) yeteneğine sahiptir.

Elektrik şebekelerinde hangi temel üç fazlı devrelerin var olduğuna bakalım.

Üç fazlı bir alternatörün sargıları genellikle çeşitli şekillerde yüklere bağlanabilir. Bu nedenle, en ekonomik yol, her yük için iki kablo uzatarak, jeneratörün her fazına doğrudan ayrı bir yük bağlamak olacaktır. Ancak bu yaklaşımla, bağlanmak için altı kabloya ihtiyaç duyulacaktır.

Bu da malzeme tüketimi açısından çok israflı ve sakıncalıdır.Malzeme tasarrufu sağlamak için, üç fazlı bir jeneratörün sargıları basitçe bir "yıldız" veya "üçgen" devrede birleştirilir. Bu kablolama çözümü ile maksimum 4 ("sıfır noktalı yıldız" veya "üçgen") veya minimum 3 elde edilir.

Üç fazlı bir jeneratör, şemalarda birbirine 120 ° açıyla yerleştirilmiş üç sargı şeklinde gösterilmiştir. Jeneratörün sargılarının bağlantısı "yıldız" şemasına göre yapılırsa, sargıların aynı adlı terminalleri bir noktada birbirine bağlanır (jeneratörün "sıfır noktası" olarak adlandırılır). ). Sıfır noktası «O» harfiyle ve sargıların serbest uçları (faz uçları) «A», «B» ve «C» harfleriyle işaretlenmiştir.

Jeneratörün sargıları bir "üçgen" şemada birbirine bağlanırsa, birinci sargının sonu ikinci sargının başlangıcına, ikinci sargının sonu - üçüncünün başlangıcına, üçüncünün sonu - birincinin başına - üçgen kapalıdır. Geometrik olarak, böyle bir üçgende EMF'nin toplamı sıfır olacaktır. Ve eğer yük "A", "B" ve "C" terminallerine hiç bağlı değilse, akım jeneratörün sargılarından akmayacaktır.

Sonuç olarak, üç fazlı bir jeneratörü üç fazlı bir yüke bağlamak için beş temel şema elde ederiz (şekillere bakın). Bu şekillerin sadece üçünde, yükün üç ucunun tek bir noktada birleştiği yıldız bağlantılı üç fazlı bir yük görebilirsiniz. Yük yıldızının merkezindeki bu nokta «yük sıfır noktası» olarak adlandırılır ve «O'» ile işaretlenir.

Bu tür devrelerde yükün nötr noktalarını jeneratöre bağlayan iletkene nötr iletken denir. Nötr telin akımı «Io» olarak gösterilir.Akımın pozitif yönü için genellikle yükten jeneratöre giden yön, yani "O" noktasından "O" noktasına doğru olan yön alınır.

Jeneratör terminallerinin "A", "B" ve "C" noktalarını yük ile birleştiren kablolara hat kabloları denir ve devreler sırasıyla: nötr telli yıldız-yıldız, yıldız-yıldız, yıldız-üçgen, delta- delta, delta-star - elektrik şebekelerinde üç fazlı devreleri bağlamak için yalnızca beş temel şema.

Lineer iletkenlerden akan akımlara lineer akımlar denir ve Ia, Ib, Ic ile gösterilir. Hat akımının pozitif yönü için, genellikle jeneratörden yüke olan yön alınır Hat akımlarının modül değerleri, kural olarak, ek endeksler olmadan Il anlamına gelir, çünkü çoğu zaman tüm hat akımları olur. devrenin büyüklükleri eşittir. İki lineer iletken arasındaki voltaj, Uab, Ubc, Uca ile gösterilen lineer voltajdır veya modülden bahsediyorsak, basitçe Ul yazarlar.

Jeneratör sargılarının her birine jeneratör fazı, üç fazlı yükün üç parçasından her birine de yük fazı denir. Jeneratörün fazlarının ve buna bağlı olarak yüklerin akımlarına, If ile gösterilen faz akımları denir. Jeneratör fazlarının ve yük fazlarının iç gerilimlerine faz gerilimleri denir, Uf ile gösterilirler.

Jeneratörün sargıları bir «yıldız»a bağlanırsa, hat gerilimleri mutlak değer olarak faz gerilimlerinden 3 kat (1,73 kat) daha yüksektir. Bunun nedeni, hat gerilimlerinin geometrik olarak tabanlarında 30°'lik dar açılı ikizkenar üçgenlerin tabanları haline gelmesidir; burada bacaklar faz gerilimleridir.Lütfen bir dizi düşük üç fazlı gerilimin: 127, 220, 380, 660 — önceki değerin 1,73 ile çarpılmasıyla oluşturulduğunu unutmayın.

Jeneratörün sargıları "yıldız" olarak bağlandığında, hat akımının faz akımına eşit olduğu açıktır. Ancak jeneratör sargıları üçgen bağlı olduğunda gerilimlere ne olur? Bu durumda şebeke gerilimi her faz ve yükün her bir kısmı için faz gerilimine eşit olacaktır: Ul = Uf. Yük yıldız bağlı olduğunda, hat akımı faz akımına eşit olacaktır: Il = If.

Yük, "delta" şemasına göre bağlandığında, akımların pozitif yönü için, delta bypass'ın saat yönünü seçin. Belirleme, ilgili endekslerle yapılır: akımın hangi noktadan aktığı ve hangi noktaya aktığı, örneğin, lab, "A" noktasından "B" noktasına kadar olan akımın tanımıdır.

Üç fazlı bir yük delta bağlıysa, hat akımları ile faz akımları birbirine eşit olmayacaktır. Hat akımları daha sonra faz akımları tarafından algılanır Kirchhoff'un birinci yasasına göre: Ia = Lab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.