Priključni diagrami trifaznih tokokrogov v električnih omrežjih

Prednosti trifaznih omrežij, ki zagotavljajo njihovo široko distribucijo, so očitne:

• energija se prenaša po treh žicah na velike razdalje bolj ekonomično, kot če bi bilo manj faz;

• sinhroni generatorji, asinhroni motorji, trifazni transformatorji - enostavni za izdelavo, ekonomični in zanesljivi pri delovanju;

• Končno ima trifazni izmenični sistem možnost zagotoviti (in prevzeti) konstantno trenutno moč za obdobje sinusnega toka, če je obremenitev trifaznega generatorja enaka v vseh fazah.

Poglejmo, katera osnovna trifazna vezja obstajajo v električnih omrežjih.

Navitja trifaznega alternatorja se lahko na splošno povežejo z bremeni na različne načine. Najbolj ekonomičen način bi bil torej neposredna povezava ločenega bremena na vsako fazo generatorja, pri čemer bi za vsako breme podaljšali dve žici. Toda s tem pristopom bo za povezavo potrebnih šest žic.

To je zelo potratno v smislu porabe materiala in neprijetno.Da bi dosegli prihranek materiala, se navitja trifaznega generatorja preprosto združijo v vezje "zvezda" ali "trikot". S to rešitvijo ožičenja dobimo največ 4 ("zvezda z ničelno točko" ali "delta") ali najmanj 3.

Trifazni generator je na diagramih prikazan v obliki treh navitij, ki se nahajajo pod kotom 120 ° drug na drugega. Če je povezava navitij generatorja izvedena po shemi "zvezda", potem so istoimenske sponke navitij povezane med seboj na eni točki (tako imenovana "ničelna točka" generatorja ). Ničelna točka je označena s črko «O», proste sponke (fazne sponke) navitij pa s črkami «A», «B» in «C».

Če so navitja generatorja med seboj povezana v shemi "trikotnik", potem je konec prvega navitja povezan z začetkom drugega navitja, konec drugega navitja - z začetkom tretjega, konec tretjega - do začetka prvega - trikotnik je zaprt. Geometrično bo vsota EMF v takem trikotniku enaka nič. In če breme sploh ni priključeno na sponke «A», «B» in «C», tok ne bo tekel skozi navitja generatorja.

Kot rezultat dobimo pet osnovnih shem za priključitev trifaznega generatorja s trifazno obremenitvijo (glej slike). Samo na treh od teh slik lahko vidite zvezdno trifazno obremenitev, kjer so trije konci obremenitve združeni v eni točki. Ta točka v središču obremenitvene zvezde se imenuje "ničelna točka obremenitve" in je označena z "O'".

Vodnik, ki povezuje nevtralne točke bremena in generatorja, se v takih vezjih imenuje nevtralni vodnik. Tok nevtralne žice je označen kot «Io».Za pozitivno smer toka se običajno vzame smer od bremena do generatorja, to je od točke «O'» do točke «O».

Žice, ki povezujejo točke "A", "B" in "C" sponk generatorja z obremenitvijo, se imenujejo linijske žice, vezja pa: zvezda-zvezda z nevtralno žico, zvezda-zvezda, zvezda-trikot, trikot delta, delta-star - samo pet osnovnih shem za povezovanje trifaznih vezij v električnih omrežjih.

Tokove, ki tečejo skozi linearne prevodnike, imenujemo linearni tokovi in ​​jih označujemo z Ia, Ib, Ic. Za pozitivno smer linijskega toka se običajno vzame smer od generatorja do bremena.Modulne vrednosti linijskih tokov pomenijo praviloma I brez dodatnih indeksov, saj se pogosto zgodi, da so vsi linijski tokovi vezja enake velikosti. Napetost med dvema linearnima vodnikoma je linearna napetost, ki jo označujemo z Uab, Ubc, Uca ali, če govorimo o modulu, pišejo preprosto Ul.

Vsako od navitij generatorja se imenuje faza generatorja, vsak od treh delov trifazne obremenitve pa se imenuje faza obremenitve. Tokovi faz generatorja in s tem obremenitev se imenujejo fazni tokovi, označeni z If. Notranje napetosti faz generatorja in faz bremena se imenujejo fazne napetosti, označene so z Uf.

Če so navitja generatorja povezana v "zvezdo", so omrežne napetosti 3-kratne korenine (1,73-krat) višje v absolutni vrednosti od faznih napetosti. To je zato, ker bodo omrežne napetosti geometrijsko postale osnove enakokrakih trikotnikov z ostrimi koti pri dnu 30°, kjer so kraki fazne napetosti.Upoštevajte, da niz nizkih trifaznih napetosti: 127, 220, 380, 660 — preprosto nastane z množenjem prejšnje vrednosti z 1,73.

Ko so navitja generatorja povezana v "zvezdo", je očitno omrežni tok enak faznemu. Toda kaj se zgodi z napetostmi, ko so navitja generatorja povezana v trikotniku? V tem primeru bo omrežna napetost enaka fazni napetosti za vsako fazo in za vsak del bremena: Ul = Uf. Ko je breme vezano v zvezdo, bo omrežni tok enak faznemu toku: Il = If.

Ko je obremenitev priključena po shemi "delta", za pozitivno smer tokov izberite smer obvoda trikotnika v smeri urinega kazalca. Določitev poteka z ustreznimi indeksi: od katere točke teče tok in do katere točke teče, na primer Iab je oznaka toka od točke "A" do točke "B".

Če je trifazna obremenitev povezana v trikotniku, potem omrežni in fazni tokovi ne bodo enaki drug drugemu. Linijski tokovi se nato zaznajo s faznimi tokovi po prvem Kirchhoffovem zakonu: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.