Шеме повезивања трофазних кола у електричним мрежама

Предности трофазних мрежа, осигуравајући њихову широку дистрибуцију, су очигледне:

• енергија се преноси преко три жице на велике удаљености економичније него да има мање фаза;

• синхрони генератори, асинхрони мотори, трофазни трансформатори — једноставни за производњу, економични и поуздани у раду;

• Коначно, трофазни систем наизменичне струје има способност да обезбеди (и преузме) константну тренутну снагу за период синусоидалне струје ако је оптерећење трофазног генератора исто у свим фазама.

Хајде да погледамо која основна трофазна кола постоје у електричним мрежама.

Намотаји трофазног алтернатора се генерално могу повезати са оптерећењем на различите начине. Дакле, најекономичнији начин би био директно повезивање посебног оптерећења на сваку фазу генератора, продужујући две жице за свако оптерећење. Али са овим приступом, за повезивање ће бити потребно шест жица.

Ово је веома расипно у смислу потрошње материјала и незгодно.Да би се постигла уштеда материјала, намотаји трофазног генератора се једноставно комбинују у круг "звезда" или "трокут". Са овим решењем за ожичење добијају се максимално 4 („звезда са нултом тачком“ или „делта“) или минимум 3.

Трофазни генератор је приказан на дијаграмима у облику три намотаја која се налазе под угловима од 120 ° један према другом. Ако се повезивање намотаја генератора врши према шеми "звезда", онда су терминали истог имена намотаја повезани једни са другима у једној тачки (тзв. "нулта тачка" генератора ). Нулта тачка је означена словом «О», а слободни терминали (фазни терминали) намотаја су означени словима «А», «Б» и «Ц».

Ако су намотаји генератора повезани једни са другима у шеми "троугла", онда је крај првог намотаја повезан са почетком другог намотаја, крај другог намотаја - са почетком трећег намотаја. крај трећег – до почетка првог – троугао је затворен. Геометријски, збир ЕМФ у таквом троуглу биће нула. А ако оптерећење уопште није повезано са терминалима «А», «Б» и «Ц», струја неће тећи кроз намотаје генератора.

Као резултат, добијамо пет основних шема за повезивање трофазног генератора са трофазним оптерећењем (погледајте слике). На само три од ових слика можете видети трофазно оптерећење повезано звездицом, где су три краја оптерећења комбинована у једној тачки. Ова тачка у центру звезде оптерећења назива се «нулта тачка оптерећења» и означена је са «О».

Проводник који повезује неутралне тачке оптерећења и генератор у таквим колима назива се неутрални проводник. Струја неутралне жице је означена као «Ио».За позитиван смер струје обично се узима правац од оптерећења до генератора, односно од тачке «О'» до тачке «О».

Жице које повезују тачке "А", "Б" и "Ц" терминала генератора са оптерећењем називају се линијске жице, а кола: звезда-звезда са неутралном жицом, звезда-звезда, звезда-трокут, трокут- делта, делта-стар - само пет основних шема за повезивање трофазних кола у електричним мрежама.

Струје које теку кроз линеарне проводнике називају се линеарне струје и означавају са Иа, Иб, Иц. За позитиван смер линијске струје обично се узима правац од генератора ка оптерећењу.Модулске вредности линијских струја значе Ил, по правилу, без додатних индекса, пошто се често дешава да све линијске струје кола су једнаке по величини. Напон између два линеарна проводника је линеарни напон, који се означава са Уаб, Убц, Уца или, ако говоримо о модулу, једноставно пишу Ул.

Сваки од намотаја генератора назива се фаза генератора, а сваки од три дела трофазног оптерећења назива се фаза оптерећења. Струје фаза генератора и, сходно томе, оптерећења се називају фазне струје, означене са Иф. Унутрашњи напони фаза генератора и фаза оптерећења називају се фазни напони, означавају се Уф.

Ако су намотаји генератора повезани у „звезду“, тада су линијски напони 3 пута већи од корена (1,73 пута) у апсолутној вредности од фазних напона. То је зато што ће линијски напони геометријски постати основе једнакокраких троуглова са оштрим угловима у основи од 30°, где су кракови фазни напони.Имајте на уму да се низ ниских трофазних напона: 127, 220, 380, 660 — једноставно формира множењем претходне вредности са 1,73.

Када су намотаји генератора повезани у "звезду", очигледно је линијска струја једнака фазној струји. Али шта се дешава са напонима када су намотаји генератора повезани делта? У овом случају, напон мреже ће бити једнак фазном напону за сваку фазу и за сваки део оптерећења: Ул = Уф. Када је оптерећење повезано са звездама, струја линије ће бити једнака фазној струји: Ил = Иф.

Када је оптерећење повезано према "делта" шеми, за позитиван смер струја изаберите смер казаљке на сату делта бајпаса. Одређивање се врши помоћу релевантних индекса: из које тачке струја тече и до које тачке тече, на пример, Иаб је ознака струје од тачке "А" до тачке "Б".

Ако је трофазно оптерећење спојено на три фазе, онда линијске струје и фазне струје неће бити једнаке једна другој. Линијске струје се затим детектују фазним струјама према првом Кирхофовом закону: Иа = ​​Иаб-Ица, Иб = Ибц-Иаб, Иц = Ица-Ибц.