Преимущества / недостатки соединения Y или Delta

Я изучал трехфазные системы для всего курса предмета (на первом курсе университета). Я уже закончил, и я знаю как "Y" (звезда), так и "Delta" (треугольник) связи. Я сделал много вычислений с ними, однако я не знаю различных приложений, которые у них есть, и я хотел бы знать следующее, чтобы расширить свои знания.

Я хотел бы знать, какой из них лучше (Y или Delta) для разных целей, у них должны быть свои преимущества и недостатки, но мне никогда не говорили, какие из них. Я пытался сделать некоторые исследования в Интернете, но я не нашел, в частности, хорошего ответа. Я видел только преимущества и недостатки запуска двигателя Y и Delta, но я больше думаю о «кругообороте».

Я действительно заинтересован в этом вопросе, но я только видел это с вычислительной точки зрения. Я был бы признателен, если бы кто-нибудь мог немного объяснить мне некоторые основные преимущества и недостатки использования обоих соединений. Спасибо.

Эти две системы имеют совершенно разные приложения. Да, в некоторых областях между ними существует много пересечений, но они больше подходят для определенных приложений.

Взять, к примеру, моторы. Дельта намного лучше для двигателей, чем звезда. С помощью дельты вы можете визуализировать волну, циркулирующую вокруг треугольника, и именно эта волна вращает двигатель. Когда волна движется вокруг фаз, она эффективно увлекает за собой двигатель. Это делает дизайн двигателя действительно простым и эффективным. Не так со звездой, где вам, по сути, нужно попробовать объединить три однофазных двигателя вместе,

Однако, когда дело доходит до ситуации, когда вы хотите распределить нагрузку между несколькими цепями или устройствами, а нагрузка на каждой фазе может быть неравной ( несбалансированная система ), тогда звездообразное расположение имеет огромные преимущества. Каждая ветвь звезды ( фазы ) представляет собой отдельную цепь по-своему. Нагрузка на каждой фазе специфична для этой фазы, и они мало влияют друг на друга.

Существует также третья схема, которая является своего рода серединой между звездой и дельтой - в этой схеме каждая дельта-фаза соединена со своим собственным совершенно отдельным трансформатором и не имеет общей нейтральной точки. Это на самом деле редко встречается, но я подумал, что все равно стоит упомянуть об этом. Он в основном сочетает в себе как звездообразное расположение с полной изоляцией, так что может иметь некоторые преимущества в плане безопасности (например, наличие изолирующего трансформатора при обычном однофазном питании), но не стоит хлопот системы без общей нейтральной точки.

Чтобы прояснить, что я имею в виду о волне, вращающейся вокруг дельты, вот небольшая анимация, которую я подбросил:

_{Примечание: сегодня Рождество, я пьян, и, возможно, все это было полным бредом, насколько я знаю.}

Delta отлично подходит для сбалансированных трехфазных нагрузок и имеет большие преимущества в устранении 3-х гармоник. (Вы, вероятно, рассмотрели это в своем курсе.)

Одна проблема с дельтой состоит в том, что нет точки звезды / звезды, поэтому нагрузки, которые требуют нейтрального соединения, не могут быть подключены. По этой причине распределение электроэнергии в европейских странах часто представляет собой трехфазную дельту при напряжении 10–20 кВ к местному трансформатору, который имеет первичный треугольник и вторичный контакт звезда / звезда. Каждый дом будет питаться от фазы и нейтрали, связанной с точкой звезды и землей.

Вы можете получить одинаковое напряжение и одинаковую мощность от каждого с правильными коэффициентами намотки. Преимущества, которые я видел, обычно связаны с тем, как вы хотите, чтобы фазы ссылались на что-то другое.

Одним из преимуществ Y является то, что вы получаете способ симметричной привязки всех трех фаз к одному и тому же напряжению (обычно к земле). Если у вас есть двухфазное переменное напряжение 480 В переменного тока, это ничего не говорит о том, как далеко эти напряжения от металлического блока, в котором находится ваша электроника. Если этот блок заземлен, но все линии переменного тока находятся на расстоянии 10 кВ с земли, плохие вещи будут происходить с вашей изоляцией. Привязка нейтрали к земле позволяет избежать этого и быть на 100% уверенным, что все три линии всегда находятся в пределах допустимого напряжения земли.

Наличие нейтрального также может снизить шум по тем же причинам. Если линии переменного тока могут внезапно сместиться относительно заземленного корпуса, этот синфазный шум может проникнуть через паразитную емкость и нанести ущерб вашим цепям управления и чувствительности.

А с нейтралью вы получаете очевидный нейтральный путь для тока неисправности, дисбаланса или гармонических токов. Те токи, имеющие определенный путь назад к земле, означают, что их легче обнаружить и, таким образом, отреагировать.

Дельта не имеет очевидного заземления; Все линии переменного тока обычно плавают относительно земли. Теперь есть исключения. Я видел угловые системы, где одна фаза связана с землей. Я видел центральное нажатие на одну фазу, которая привязана к земле. Но я думаю, что было бы справедливо сказать, что это хаки, пытающиеся добавить наземную ссылку на то, что должно быть Y-трансформатором, но не по историческим причинам.

Почему вы не хотите иметь ссылки на землю? Передача электроэнергии на большие расстояния. Заземление варьируется от места к месту; вы не можете просто привязать землю в одном здании к земле в другом здании, или у вас будет контур заземления и постоянный ток, протекающий через проводники нейтрали / земли. Если вы имеете дело только с передачей, а местное заземление явно не является фактором, Delta позволяет вам сэкономить деньги, избегая прокладки дополнительного кабеля без всякой уважительной причины.

Таким образом, я обычно вижу, как все делается в промышленных условиях, чтобы включить питание в дельта-конфигурации до точки использования, а затем преобразовать в Y, чтобы получить местное заземление для оборудования.

В мире мощных мощностей многофазная (3) дельта-фаза используется при выработке электроэнергии и также является предпочтительным способом потребления больших количеств энергии. Фазовые нагрузки будут сбалансированы, вибрации сведены к минимуму, емкость кабеля увеличена, ...

Вне мира силы предпочтительна единая фаза.

С точки зрения энергосистемы, они совершенно разные, когда дело доходит до защиты. Например, в схеме «треугольник» обнаружение замыканий на землю не так просто (если у вас также нет заземляющих трансформаторов). Тот факт, что треугольник может не иметь привязки к земле, может быть как преимуществом, так и недостатком в зависимости от вашей ситуации (например, замыкание на землю не приведет к протеканию тока повреждения). Конфигурации трансформатора обычно выбираются в соответствии с существующей инфраструктурой; вам может понадобиться определенный транзитный вектор группы, чтобы соответствовать двум существующим сетям, и различные сдвиги векторов достигаются с использованием разных комбинаций треугольника и звезды.

В соединении треугольником требуется больший ток, но в соединении звездой ток составляет треть соединения треугольника, поэтому для защиты двигателей от высокого пускового тока двигатель подключается в звезде во время запуска. Но крутящий момент прямо пропорционален квадрату напряжения, поэтому для лучшей производительности асинхронного двигателя его необходимо подключать в треугольнике. Так что формально звездный треугольник используется для асинхронного двигателя.

Если один первичный из дельта / дельта трансформатора выходит из строя, вторичный все равно будет иметь все три фазы. Просто природа треугольника. Это свойство часто используется для уменьшения стоимости трансформатора на 1/3 в небольших установках (в США это называется открытая дельта).

Плавающая (без наземной привязки) Дельта часто встречается на судах, они используют детекторы и мониторы, а не традиционные предохранители для устранения неисправностей в корпусе («земля»). По нескольким причинам они не хотят, чтобы короткое замыкание на землю пропускало избыточный ток через определенные части корпуса, а также не останавливало двигатели во время критических маневров в открытом море. Но наибольший фактор, вероятно, связан с гальванической коррозией, так как многие крупные суда полагаются на активно подаваемое напряжение и ток, чтобы сделать корпус катодом в гальваническом элементе, который является коррозионным. вызов наверняка.

Напряжение дельта-цепи относительно корпуса может поддерживаться в разумных пределах с помощью простой электроники, поскольку любой значительный дрейф в основном является током, эквивалентным статическому заряду, а избыток может быть сбалансирован / уменьшен с помощью резисторов умеренно высокого сопротивления, стабилитронов и как прикрепленный между корпусом и всеми тремя фазами.

Кроме того, вернувшись на сушу, если поставить дельту / дельту параллельно с токовым / дельта-трансформатором (или тайт-дельта / звездой), вы вращаете фазы и в итоге получаете 6-фазную систему, которая используется для некоторых крупных промышленных предприятий. как для очень больших двигателей (более плавный крутящий момент и более разумная сила тока на каждой фазе), так и перед выпрямлением постоянного тока (меньше пульсаций) Недостатком по сравнению с 3-фазным является необходимость удвоения количества деталей и деталей и сложности соединений, при этом все 3 схемы соединений обеспечивают плавное вращение abc по часовой стрелке или CCW cba. С 6 фазами вы можете вывести их из строя, а не abcdef или fedcba, вы можете случайно пропустить вперед и назад список, как adcfeb, который, скорее всего, будет просто дергаться, а не поворачиваться совсем или будет очень грубым и неэффективным.

Избавьтесь от процедуры электромонтажа (в интернете тысячи ссылок и фото). Дельта используется в целом и обеспечивает максимальную эффективность, но только одна простая вещь состоит в том, что для двигателя большего размера требуется гораздо больший ток, и при таком значении тока могут выйти из строя некоторые компоненты (внутри или снаружи) системы. Тогда звездочку нужно использовать на начальном этапе. Итак, иногда мы называем мягкий старт.