trefaset Connectionye(y) – forbindelse
oprindeligt udforskede vi ideen om trefasede strømsystemer ved at forbinde tre spændingskilder sammen i det, der almindeligvis kaldes “Y” (eller “stjerne”) konfiguration.
denne konfiguration af spændingskilder er kendetegnet ved et fælles forbindelsespunkt, der forbinder den ene side af hver kilde., (Figur nedenfor)
trefaset “Y”-forbindelse har tre spændingskilder forbundet til et fælles punkt.
Hvis vi tegner et kredsløb, der viser, at hver spændingskilde er en trådspole (generator eller transformatorvikling) og foretager en lille omlægning, bliver “Y” – konfigurationen mere tydelig i figuren nedenfor.
trefaset, fire-leder “Y”-forbindelse bruger en “almindelig” fjerde ledning.,
de tre ledere, der fører væk fra spændingskilderne (viklinger) mod en belastning, kaldes typisk linjer, mens viklingerne selv typisk kaldes faser.
i et Y-tilsluttet system kan der eller måske ikke (figur nedenfor) være en neutral ledning fastgjort ved krydset i midten, selvom det helt sikkert hjælper med at lindre potentielle problemer, hvis et element i en trefasebelastning mislykkes åben, som diskuteret tidligere.
trefaset, tre-leder “Y”-forbindelse bruger ikke den neutrale ledning.,
spændings-og strømværdier i Trefasesystemer
Når vi måler spænding og strøm i trefasesystemer, skal vi være specifikke for, hvor vi måler.
Linjespænding henviser til mængden af spænding målt mellem to ledningsledere i et afbalanceret trefasesystem. Med ovenstående kredsløb er linjespændingen omtrent 208 volt.
fasespænding refererer til spændingen målt over en hvilken som helst komponent (kildevikling eller belastningsimpedans) i en afbalanceret trefasekilde eller belastning.
for kredsløbet vist ovenfor er fasespændingen 120 volt., Udtrykkene linjestrøm og fasestrøm følger den samme logik: førstnævnte henviser til strømmen gennem en hvilken som helst linjeleder, og sidstnævnte til strømmen gennem en hvilken som helst komponent.y-tilsluttede kilder og belastninger har altid linjespændinger, der er større end fasespændinger, og linjestrømme svarende til fasestrømme., Hvis Y-tilsluttet kilde eller belastning er afbalanceret, at netspændingen svarer til den fase spænding gange kvadratroden af 3:
Men, “Y” konfiguration er ikke kun gyldig for tilslutning af tre-fase spænding kilde eller belastning elementer sammen.
trefaset Delta(Configuration) konfiguration
en anden konfiguration er kendt som “Delta” for sin geometriske lighed med det græske bogstav med samme navn (.). Vær opmærksom på polariteten for hver vikling i nedenstående figur.,
trefaset, tre-leder Δ-forbindelse har ingen fælles.
Ved første øjekast ser det ud til, at tre spændingskilder som denne ville skabe en kortslutning, elektroner, der flyder rundt om trekanten med intet andet end den interne impedans af viklingerne for at holde dem tilbage.
på grund af fasevinklerne for disse tre spændingskilder er dette imidlertid ikke tilfældet.,
Kirchhoffs Spændingslov i Delta-forbindelser
en hurtig kontrol af dette er at bruge Kirchhoffs Spændingslov for at se, om de tre spændinger omkring sløjfen tilføjer op til nul. Hvis de gør det, vil der ikke være nogen spænding til rådighed for at skubbe strøm rundt og omkring den sløjfe, og følgelig vil der ikke være nogen cirkulationsstrøm.
startende med den øverste vikling og fremskridt mod uret, ser vores KVL-udtryk sådan ud:
faktisk, hvis vi tilføjer disse tre vektormængder sammen, tilføjer de op til nul., En anden måde at verificere, at disse tre spænding kilder, der kan være forbundet sammen i en løkke, uden at det medfører i cirkulerende strømme, er at åbne op for løkke i den ene junction point og beregne spændingen over break: (nedenstående figur)
spændingen over åbne Δ skal være nul.,
fra og med den rette winding (120 V ∠ 120°) og fremad mod uret, vores KVL ligning ser ud som dette:
Sikker nok, vil der være nul spænding over pausen, fortæller os, at ingen af de nuværende vil cirkulere i den trekantede loop af viklinger, når der er oprettet forbindelse komplet.
efter at have fastslået, at en connected-tilsluttet trefasespændingskilde ikke brænder sig selv til en skarp på grund af cirkulerende strømme, vender vi os til dens praktiske anvendelse som strømkilde i trefasede kredsløb.,
fordi hvert par linieledere er forbundet direkte over en enkelt vikling i et circuit-kredsløb, vil liniespændingen være lig med fasespændingen.omvendt, fordi hver linjeleder fastgøres ved en knude mellem to viklinger, vil linjestrømmen være vektorsummen af de to sammenføjningsfasestrømme.,
Ikke overraskende, at de resulterende ligninger for et Δ konfiguration er som følger:
Delta Eksempel på Tilslutning Kredsløb Analyse
Lad os se, hvordan dette virker i et eksempel kredsløb: (nedenstående Figur)
belastningen på Δ kilde, der er tilsluttet i en Trekant.
Med hver belastningsmodstand, der modtager 120 volt fra dens respektive fasevikling ved kilden, vil strømmen i hver fase af dette kredsløb være 83.,33 amps:
Fordele ved Delta Tre-Fase-System
Så hver linje aktuelle i denne tre-fase power-systemet er lige til at 144.34 ampere, hvilket er væsentligt mere end de line strømninger i Å-tilsluttet system, som vi kiggede på tidligere.
man kan undre sig over, om vi har mistet alle fordelene ved trefasekraft her, i betragtning af at vi har så større ledningsstrømme, hvilket kræver tykkere og dyrere ledninger.
svaret er nej., Selv om dette kredsløb ville kræve tre nummer 1 gauge kobber ledere (på 1000 meters afstand mellem kilde-og indlæse dette svarer til lidt over 750 kg kobber for hele systemet), det er stadig mindre end 1000+ pund kobber, der kræves for en enkelt-fase system, der leverer samme kraft (30 kW) ved samme spænding (120 volt leder-til-leder).
en klar fordel ved et connected-tilsluttet system er dets mangel på en neutral ledning., Med et Y-tilsluttet system var der behov for en neutral ledning, hvis en af fasebelastningerne skulle mislykkes åben (eller slukkes) for at forhindre fasespændingerne ved belastningen i at ændre sig.
Dette er ikke nødvendigt (eller endda muligt!) i et connected-tilsluttet kredsløb.
Ved hvert belastningsfaseelement, der er direkte forbundet over en respektive kildefasevinding, vil fasespændingen være konstant uanset åbne fejl i belastningselementerne.
måske er den største fordel ved den connected-tilsluttede kilde dens fejltolerance.,
det er muligt for en af viklingerne i en connected-tilsluttet trefasekilde at mislykkes åben (figur nedenfor) uden at påvirke belastningsspænding eller strøm!
Selv med en kilde, der snoede fejl, netspændingen er stadig 120 V, og belastningen fase spænding er stadig 120 V. Den eneste forskel er ekstra aktuel i de resterende funktionelle kilde viklinger.
den eneste konsekvens af en kildevikling, der ikke er åben for en connected-tilsluttet kilde, er øget fasestrøm i de resterende viklinger., Sammenlign denne fejltolerance med et Y-tilsluttet system, der lider af en open source-vikling i nedenstående figur.
åben “Y” source windinginding halverer spændingen på to belastninger af en connected tilsluttet belastningen.
med en connected-tilsluttet belastning lider to af modstandene reduceret spænding, mens en forbliver ved den oprindelige liniespænding, 208. En Y-tilsluttet belastning lider en endnu værre skæbne (figur nedenfor) med den samme viklingsfejl i en Y-tilsluttet kilde.,
Open source-vikling af et “Y-Y” – system halverer spændingen på to belastninger og mister en belastning helt.
i dette tilfælde lider to belastningsmodstande reduceret spænding, mens den tredje mister forsyningsspændingen helt! Af denne grund foretrækkes connected-tilsluttede kilder for pålidelighed.120/208) eller foretrækkes til lavere liniestrømme, er Y-tilsluttede systemer den valgte konfiguration.,
anmeldelse:
- lederne, der er forbundet til de tre punkter i en trefasekilde eller belastning, kaldes linjer.
- de tre komponenter, der omfatter en trefasekilde eller belastning, kaldes faser.
- Linjespænding er den spænding, der måles mellem to linjer i et trefaset kredsløb.
- fasespænding er den spænding, der måles over en enkelt komponent i en trefaset kilde eller belastning.
- Linjestrøm er strømmen gennem en hvilken som helst linje mellem en trefaset kilde og belastning.,
- Fasestrøm er strømmen gennem en hvilken som helst komponent, der omfatter en trefaset kilde eller belastning.
- i afbalancerede” Y ” kredsløb er linjespændingen lig med fasespænding gange kvadratroden af 3, mens linjestrømmen er lig med fasestrøm.
- I afbalanceret Δ kredsløb, netspændingen er lige til-fase spænding, mens den nuværende linje er lig med fase nuværende gange kvadratroden af 3.
Skriv et svar