Kopplingsscheman över trefaskretsar i elektriska nät

Fördelarna med trefasnät, som säkerställer deras breda distribution, är uppenbara:

• energi överförs över tre trådar över långa avstånd mer ekonomiskt än om det vore färre faser;

• synkrona generatorer, asynkronmotorer, trefastransformatorer — lätta att tillverka, ekonomiska och pålitliga i drift;

• Slutligen har ett trefas växelströmssystem förmågan att ge (och ta) konstant momentan effekt under en period av sinusformad ström om trefasgeneratorbelastningen är densamma i alla faser.

Låt oss titta på vilka grundläggande trefaskretsar som finns i elektriska nätverk.

Lindningarna på en trefasgenerator kan i allmänhet kopplas till laster på olika sätt. Så det mest ekonomiska sättet skulle vara att direkt ansluta en separat belastning till varje fas av generatorn, förlänga två ledningar för varje belastning. Men med detta tillvägagångssätt kommer sex ledningar att behövas för att ansluta.

Detta är mycket slösaktigt när det gäller materialförbrukning och obekvämt.För att uppnå materialbesparingar kombineras lindningarna i en trefasgenerator helt enkelt i en «stjärna» eller «delta»-krets. Med denna ledningslösning erhålls maximalt 4 ("stjärna med nollpunkt" eller "delta") eller minst 3.

En trefasgenerator avbildas på diagram i form av tre lindningar placerade i vinklar på 120 ° mot varandra. Om anslutningen av generatorns lindningar utförs enligt "stjärnan" -schemat, är terminalerna med samma namn på lindningarna anslutna till varandra på en punkt (den så kallade "nollpunkten" av generatorn ). Nollpunkten är markerad med bokstaven «O», och lindningarnas fria terminaler (fasterminaler) är markerade med bokstäverna «A», «B» och «C».

Om generatorns lindningar är anslutna till varandra i ett "triangel" -schema, är slutet av den första lindningen ansluten till början av den andra lindningen, slutet av den andra lindningen - till början av den tredje, slutet av den tredje - till början av den första - triangeln är stängd. Geometriskt kommer summan av EMF i en sådan triangel att vara noll. Och om lasten inte alls är ansluten till terminalerna «A», «B» och «C» kommer strömmen inte att flyta genom generatorns lindningar.

Som ett resultat får vi fem grundläggande scheman för att ansluta en trefasgenerator med en trefasbelastning (se bilder). I endast tre av dessa figurer kan du se en stjärnkopplad trefaslast, där de tre ändarna av lasten kombineras i en enda punkt. Denna punkt i mitten av laststjärnan kallas "belastningsnollpunkt" och är märkt med "O'".

Ledaren som förbinder lastens nollpunkter och generatorn kallas nollledaren i sådana kretsar. Strömmen hos den neutrala ledningen betecknas som «Io».För strömmens positiva riktning tas vanligtvis riktningen från lasten till generatorn, det vill säga från punkten «O'» till punkten «O».

Ledningarna som förbinder punkterna "A", "B" och "C" på generatorterminalerna med belastningen kallas linjetrådar, respektive kretsarna: stjärna-stjärna med neutral tråd, stjärna-stjärna, stjärna-delta, delta- delta, delta-stjärna - endast fem grundläggande scheman för anslutning av trefaskretsar i elektriska nätverk.

Strömmar som flyter genom linjära ledare kallas linjära strömmar och betecknas med Ia, Ib, Ic. För linjeströmmens positiva riktning tas vanligtvis riktningen från generatorn till lasten. Modulvärdena för linjeströmmarna betyder Il, som regel, utan ytterligare index, eftersom det ofta händer att alla linjeströmmar av kretsen är lika stora. Spänningen mellan två linjära ledare är den linjära spänningen, betecknad med Uab, Ubc, Uca eller, om vi pratar om modul, skriver de helt enkelt Ul.

Var och en av generatorlindningarna kallas en generatorfas, och var och en av de tre delarna av en trefaslast kallas en belastningsfas. Strömmarna för generatorns faser och, följaktligen, av lasterna kallas fasströmmar, betecknade med If. Generatorfasernas och belastningsfasernas interna spänningar kallas fasspänningar, de betecknas Uf.

Om generatorns lindningar är anslutna i en «stjärna», är linjespänningarna 3 gånger roten (1,73 gånger) högre i absolut värde än fasspänningarna. Detta beror på att linjespänningarna geometriskt blir baserna för likbenta trianglar med spetsiga vinklar vid basen av 30°, där benen är fasspänningarna.Observera att en serie låga trefasspänningar: 127, 220, 380, 660 — helt enkelt bildas genom att multiplicera det föregående värdet med 1,73.

När generatorns lindningar är anslutna i "stjärna" är uppenbarligen linjeströmmen lika med fasströmmen. Men vad händer med spänningarna när generatorlindningarna är deltakopplade? I detta fall kommer nätverksspänningen att vara lika med fasspänningen för varje fas och för varje del av lasten: Ul = Uf. När lasten är stjärnkopplad blir linjeströmmen lika med fasströmmen: Il = If.

När lasten är ansluten enligt "delta"-schemat, för den positiva riktningen av strömmarna, välj medurs riktningen för deltabypass. Bestämningen görs av de relevanta indexen: från vilken punkt strömmen flyter och till vilken punkt den flyter, till exempel är Iab beteckningen för strömmen från punkt "A" till punkt "B".

Om en trefaslast är deltaansluten, kommer linjeströmmarna och fasströmmarna inte att vara lika med varandra. Linjeströmmar detekteras sedan av fasströmmar enligt Kirchhoffs första lag: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.