Zalety / wady połączeń Y lub Delta

Studiowałem układy trójfazowe dla całego przedmiotu (na pierwszym roku studiów wyższych). Skończyłem teraz i znam połączenia „Y” (gwiazda) lub „Delta” (trójkąt). Zrobiłem z nimi wiele obliczeń, jednak nie znam ich różnych aplikacji i chciałbym poznać poniższe, aby poszerzyć swoją wiedzę.

Chciałbym wiedzieć, który z nich jest lepszy (Y lub Delta) do różnych celów, muszą mieć swoje zalety i wady, ale nigdy nie powiedziano mi, które z nich są. Próbowałem przeprowadzić badania w Internecie, ale nie znalazłem w szczególności dobrej odpowiedzi. Widziałem tylko zalety i wady uruchamiania silnika Y i Delta, ale myślę raczej o „obwodzie”.

Jestem naprawdę zainteresowany tym tematem, ale właśnie go widziałem z obliczeniowego punktu widzenia. Byłbym wdzięczny, gdyby ktoś mógł wyjaśnić mi niektóre z głównych zalet i wad korzystania z obu połączeń. Dziękuję Ci.

Oba systemy mają bardzo różne zastosowania. Tak, w niektórych dziedzinach występuje wiele skrzyżowań, ale te dwa są bardziej odpowiednie dla niektórych aplikacji.

Weźmy na przykład silniki. Delta jest znacznie lepsza do napędzania silników niż gwiazda. Za pomocą delty można wyobrazić sobie falę krążącą wokół trójkąta i to ta fala obraca silnik. Gdy fala porusza się po fazach, skutecznie pociąga za sobą silnik. Dzięki temu konstrukcja silnika jest naprawdę prosta i wydajna. Nie jest tak w przypadku gwiazdy, gdzie w zasadzie musisz spróbować połączyć trzy silniki jednofazowe,

Jednak, jeśli chodzi o sytuację, w której chcesz rozłożyć obciążenie między wiele obwodów lub urządzeń, a obciążenie na każdej fazie może nie być równe ( układ niezrównoważony ), układ gwiazd ma ogromne zalety. Każda gałąź gwiazdy ( faza ) jest odrębnym obwodem. Obciążenie każdej fazy jest specyficzne dla tej fazy i mają one niewielki wpływ na siebie.

Istnieje również trzeci układ, który jest w połowie odległości między gwiazdą a deltą - w tym układzie każda faza delta jest połączona z własnym całkowicie oddzielnym transformatorem i nie ma wspólnego punktu neutralnego. Tak naprawdę rzadko się to widuje, ale pomyślałem, że i tak powinienem o tym wspomnieć. Zasadniczo łączy on układ gwiazd z pełną izolacją, więc może mieć pewne zalety bezpieczeństwa (takie jak posiadanie transformatora izolującego na normalnym zasilaniu jednofazowym), ale nie jest wart kłopotu z systemem bez wspólnego punktu zerowego.

Aby wyjaśnić, co mam na myśli o fali obracającej się wokół delty, przedstawiłem małą animację:

_{Uwaga: To Boże Narodzenie, jestem pijany i to wszystko może być kompletny bełkot z tego, co wiem.}

Delta doskonale nadaje się do zrównoważonych obciążeń trójfazowych i ma duże zalety w eliminowaniu trzeciej harmonicznej. (Prawdopodobnie opisałeś to w swoim kursie).

Jednym problemem z deltą jest to, że nie ma punktu gwiazda / gwiazda, więc nie można podłączyć obciążeń wymagających neutralnego połączenia. Z tego powodu europejska krajowa dystrybucja energii jest często trójfazową deltą przy 10 - 20 kV do lokalnego transformatora, który ma deltę pierwotną i wtórną gwiazdę / gwiazdę. Każdy dom będzie zasilany z fazy i punktu zerowego połączonych z punktem gwiazdowym i ziemią.

Możesz uzyskać takie samo napięcie i moc z każdego z nich, z właściwymi stosunkami uzwojenia. Korzyści, które widziałem, są zwykle związane z tym, jak chcesz, aby fazy odnosiły się do czegoś innego.

Zaletą Y jest to, że uzyskuje się sposób symetrycznego odniesienia wszystkich trzech faz do tego samego napięcia (zwykle uziemienia). Jeśli masz trójfazowy prąd przemienny o napięciu 480 V prądu przemiennego, nie mówi to nic o odległości tych napięć od metalowej skrzynki, w której znajduje się elektronika. Jeśli ta skrzynka jest uziemiona, ale wszystkie linie prądu przemiennego są oddalone o 10 kV z ziemi złe rzeczy przydarzą się twojej izolacji. Wiązanie przewodu neutralnego z ziemią pozwala tego uniknąć i być w 100% pewnym, że wszystkie trzy linie są w dopuszczalnym napięciu ziemi przez cały czas.

Posiadanie neutralnego może również zmniejszyć hałas, z podobnych powodów. Jeśli linie prądu przemiennego mogą nagle przesunąć się względem uziemionej obudowy, hałas w trybie wspólnym może się łączyć przez pasożytniczą pojemność i siać spustoszenie w obwodach sterowania i wykrywania.

Z neutralnym otrzymujesz oczywiście zdefiniowaną ścieżkę neutralną dla prądów zwarciowych, nierównowagowych lub harmonicznych. Prądy o określonej ścieżce z powrotem na Ziemię oznaczają, że można je łatwiej wykryć, a zatem zareagować.

Delta nie ma oczywistej lokalizacji uziemienia; wszystkie linie prądu przemiennego ogólnie pływają względem ziemi. Teraz są wyjątki. Widziałem uziemione systemy, w których jedna faza jest związana z ziemią. Widziałem stuknięcie środkowe w jedną fazę związaną z ziemią. Ale myślę, że byłoby uczciwie powiedzieć, że są to hacki, próbując dodać naziemne odniesienie do tego, co powinno być transformatorem typu Y, ale nie z przyczyn historycznych.

Dlaczego nie chcesz mieć odniesienia do ziemi? Przenoszenie mocy na duże odległości. Napięcie uziemienia zmienia się w zależności od lokalizacji; nie możesz po prostu powiązać uziemienia w jednym budynku z uziemieniem w innym budynku, lub będziesz miał pętlę uziemienia i stały przepływ prądu przez przewody neutralne / uziemiające. Jeśli masz do czynienia tylko z transmisją, a lokalne uziemienie wyraźnie nie jest czynnikiem, delta pozwala zaoszczędzić pieniądze, unikając przeciągania dodatkowego kabla bez powodu.

Tak więc zwykle widzę, jak rzeczy robione są w środowisku przemysłowym, aby zasilać prądem w konfiguracji delta aż do punktu użytkowania, a następnie przekształcić w Y, aby uzyskać lokalne odniesienie uziemienia dla urządzenia.

W świecie dużych obciążeń delta wielofazowa (3) jest wykorzystywana do generowania energii elektrycznej i jest preferowanym sposobem na zużycie dużych ilości energii. Obciążenia fazowe będą zrównoważone, drgania zminimalizowane, pojemność kabla zmaksymalizowana, ...

Poza światem mocy preferowana jest jednofazowa.

Pod względem systemu zasilania oba są zupełnie różne, jeśli chodzi o ochronę. Na przykład w układzie delta wykrywanie zwarć doziemnych nie jest tak proste (chyba że masz również transformatory uziemiające). Fakt, że delta może nie mieć odniesienia masy, może być zarówno zaletą, jak i wadą w zależności od twojej sytuacji (zwarcie doziemne nie spowoduje na przykład przepływu prądu zwarciowego). Konfiguracje transformatorów są zazwyczaj wybierane w celu dopasowania do istniejącej infrastruktury; możesz potrzebować określonej tranny grupy wektorowej, aby dopasować dwie istniejące sieci, a różne przesunięcia wektorowe są osiągane przy użyciu różnych kombinacji delta i gwiazdy.

W połączeniu w trójkąt pobiera większy prąd, ale w połączeniu w gwiazdę prąd stanowi jedną trzecią połączenia w trójkąt, aby chronić silniki przed wysokim prądem rozruchowym, silnik jest podłączony w gwiazdę podczas rozruchu. Ale moment obrotowy jest bezpośrednio porotyczny do kwadratu napięcia, więc aby uzyskać lepszą wydajność silnika indukcyjnego, trzeba go podłączyć w trójkąt. Tak więc nominalnie rozrusznik gwiazda-trójkąt jest używany do silnika indukcyjnego.

W przypadku awarii jednego z uzwojeń pierwotnych transformatora delta / uzwojenia wtórnego nadal będą miały wszystkie trzy fazy. Po prostu natura trójkąta. Nieruchomość często wykorzystywana w celu zmniejszenia kosztów transformatora o 1/3 w małych instalacjach (zwana w USA otwartą deltą)

Pływająca (bez odniesienia do ziemi) Delta często znajduje się na statkach, używają wykrywaczy i monitorów zamiast tradycyjnych bezpieczników do obsługi uszkodzeń kadłuba („ziemia”). Z kilku powodów nie chcą, aby zwarcie gruntu przepuszczało nadmiar prądu przez niektóre części kadłuba, ani nie zatrzymywało silników podczas krytycznych manewrów na pełnym morzu. Ale największy czynnik prawdopodobnie musi wynikać z korozji galwanicznej, ponieważ wiele większych statków polega na aktywnie przyłożonym napięciu i prądzie, aby kadłub stał się katodą w stosie voltowym, który jest korozją. Mając megawatowy obwód napędowy uziemiony do kadłuba sprawiłby, że wyzwanie na pewno.

Napięcie obwodu delta względem kadłuba można utrzymywać w rozsądnych granicach za pomocą prostej elektroniki, ponieważ każdy duży dryf jest w zasadzie prądem równoważnym ładunku statycznego, a nadmiar może być zrównoważony / drenowany za pomocą niektórych oporników o średniej impedancji, diod Zenera i jak przymocowany między kadłubem a wszystkimi trzema fazami.

Również z powrotem na lądzie, jeśli równolegle delta / delta do transformatora trójnik / trójkąt (lub trójnik / trójkąt trójkąt) obracacie fazy i otrzymacie układ 6-fazowy, który jest używany w niektórych dużych zakładach przemysłowych cele, zarówno bardzo duże silniki (gładszy moment obrotowy i bardziej rozsądne natężenie na każdej fazie), a przed rektyfikacją do prądu stałego (mniej tętnień). Wadą w porównaniu z 3 fazami jest potrzeba dwukrotności części i kawałków oraz złożoność połączeń, przy 3 wszystkich wzorach połączeń uzyskuje się płynny obrót abc lub CCW cba. Dzięki 6 fazom możesz je uporządkować, zamiast abcdef lub fedcba, możesz przypadkowo przeskoczyć do przodu i do tyłu na liście jak adcfeb, co prawdopodobnie po prostu drgnę i nie zmieni się wcale lub będzie bardzo szorstki i nieefektywny.

Pozbądź się procedury okablowania (w Internecie jest tysiące linków i zdjęć). Delta jest powszechnie stosowana i uzyskuje najlepszą wydajność, ale tylko jedna prosta rzecz jest taka, że ​​wymagany jest większy silnik o wiele większy prąd i przy takiej ilości prądu może uszkodzić niektóre komponenty (wewnątrz lub na zewnątrz) systemów. Następnie potrzebne jest okablowanie gwiazdy na początku. Czasami nazywamy miękki start.