trifásico Y e Delta Configurações

trifásico em Estrela(Y) de Conexão

Inicialmente, nós exploramos a ideia de três-fase de sistemas de energia conectando-se três fontes de tensão juntos no que é comumente conhecido como o “Y” (ou “estrela”) de configuração.esta configuração de fontes de tensão é caracterizada por um ponto de conexão comum unindo um lado de cada fonte., (Figura abaixo)

ligação em três fases “Y” tem três fontes de tensão ligadas a um ponto comum.se desenharmos um circuito mostrando cada fonte de tensão como uma bobina de fio (alternador ou bobina de transformador) e fizermos algum rearranjo ligeiro, a configuração de “Y” torna-se mais óbvia na figura abaixo.

ligação” Y “de quatro fios em três fases utiliza um quarto fio” comum”.,

os três condutores que conduzem para longe das fontes de tensão (enrolamentos) em direção a uma carga são tipicamente chamadas de linhas, enquanto os enrolamentos em si são tipicamente chamados de fases.

em um sistema conectado em Y, pode haver ou não (figura abaixo) um fio neutro ligado no ponto de junção no meio, embora certamente ajude a aliviar problemas potenciais caso um elemento de uma carga de três fases falhe, como discutido anteriormente.

ligação em três fases, em três fios “Y”, não utiliza o fio neutro.,

tensão e valores de corrente em Sistemas de três fases

quando medimos tensão e corrente em sistemas de três fases, precisamos ser específicos sobre onde estamos medindo.

tensão de linha refere-se à quantidade de tensão medida entre dois condutores de linha num sistema de três fases equilibrado. Com o circuito acima, a tensão da linha é de aproximadamente 208 volts.tensão de fase refere-se à tensão medida através de qualquer componente (enrolamento de fonte ou impedância de carga) numa fonte ou carga equilibrada de três fases.para o circuito mostrado acima, a tensão de fase é de 120 volts., Os Termos corrente de linha e Corrente de fase seguem a mesma lógica: a primeira refere-se à corrente através de qualquer condutor de linha, e a segunda à corrente através de qualquer componente.as fontes e cargas conectadas a Y têm sempre tensões de linha superiores às tensões de fase e correntes de linha iguais às correntes de fase., Se a fonte ou carga conectada em Y for balanceada, a tensão de linha será igual à tensão de fase vezes a raiz quadrada de 3:

No entanto, a configuração de “Y” não é a única válida para ligar a fonte de tensão de três fases ou elementos de carga juntos.

configuração Delta de três fases(Δ)

outra configuração é conhecida como o “Delta”, por sua semelhança geométrica com a letra grega do mesmo nome (Δ). Observe atentamente a polaridade de cada corda na figura abaixo.,

three-phase, three-wire Δ connection has no common.

à primeira vista, parece que três fontes de tensão como esta criariam um curto-circuito, elétrons fluindo em torno do triângulo com nada além da impedância interna das enrolações para segurá-los.

devido aos ângulos de fase destas três fontes de tensão, no entanto, este não é o caso.,

A Lei de tensão de Kirchhoff em conexões Delta

uma rápida verificação disto é usar a Lei de tensão de Kirchhoff para ver se as três tensões em torno do laço se adicionam a zero. Se o fizerem, então não haverá voltagem disponível para empurrar a corrente ao redor e em torno desse laço, e consequentemente, não haverá corrente circulante.

começando com o enrolamento superior e progredindo no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, a nossa expressão KVL parece algo assim:

de facto, se adicionarmos estas três quantidades vectoras juntas, elas adicionam-se a zero., Outra forma de verificar se o fato de que essas três fontes de tensão podem ser conectados em um loop sem resultando em correntes circulantes é abrir o loop em um ponto de junção e calcular a tensão na ruptura: (figura abaixo)

A tensão em aberto Δ deve ser zero.,

Começando com o direito de enrolamento (120 V ∠ 120°) e progredindo no sentido anti-horário, o nosso KVL equação parecido com este:

com Certeza, não vai ser zero, a tensão na ruptura, dizendo-nos que nenhuma corrente irá circular dentro triangular ciclo de enrolamentos quando a conexão é feita completa.tendo estabelecido que uma fonte de tensão de três fases Δ-conectada não se queimará a uma crista devido às correntes circulantes, voltamos a seu uso prático como fonte de energia em circuitos de três fases.,

porque cada par de condutores de linha é conectado diretamente através de um único enrolamento em um circuito Δ, a tensão de linha será igual à tensão de fase.

inversamente, porque cada condutor de linha liga-se a um nó entre dois enrolamentos, a corrente de linha será a soma vectorial das duas correntes de fase de junção.,

Não surpreendentemente, resultante de equações para um Δ configuração são as seguintes:

Delta Exemplo de Ligação de Circuito de Análise

Vamos ver como isso funciona em um exemplo de circuito: (Figura abaixo)

A carga Δ origem está ligada em um Δ.

com cada resistência à carga recebendo 120 volts do seu respectivo enrolamento de fase na fonte, a corrente em cada fase deste circuito será de 83.,33 amperes:

Vantagens do Delta Sistema trifásico

Para cada linha de corrente nas três fases de alimentação do sistema é igual a 144.34 amps, que é substancialmente mais do que as correntes de linha em Y-sistema conectado analisamos anteriormente.

pode-se perguntar se nós perdemos todas as vantagens de energia de três fases aqui, dado o fato de que temos correntes de condutor tão maiores, necessitando de FIO Mais Grosso, Mais caro.a resposta é não., Embora este circuito exigiria três número 1 medidor de condutores de cobre (em 1000 metros de distância entre fonte e carga equivale a um pouco mais de 750 libras de cobre para todo o sistema), é ainda menor que o de 1000 libras de cobre necessária para uma fase única do sistema de entrega a mesma potência (30 kW), na mesma tensão de 120 volts condutores-para-condutores).

uma vantagem distinta de um sistema conectado Δ é a sua falta de um fio neutro., Com um sistema conectado em Y, era necessário um fio neutro no caso de uma das cargas de fase falhar (ou ser desligada), a fim de manter as tensões de fase na carga de mudar.isto não é necessário (ou mesmo possível!) em um circuito Δ-conectado.

com cada elemento de fase de carga directamente ligado através de um respectivo enrolamento de fase fonte, a tensão de fase será constante independentemente de falhas abertas nos elementos de carga.

talvez a maior vantagem da fonte Δ-conectada seja a sua tolerância à falha.,

é possível que um dos enrolamentos de uma fonte de três fases Δ ligada não se abra (figura abaixo) sem afectar a tensão de carga ou a corrente!

mesmo com uma falha de enrolamento fonte, a tensão da linha ainda é de 120 V, e a tensão da fase de carga ainda é de 120 V. A única diferença é a corrente extra nos restantes enrolamentos funcionais da fonte.

a única consequência de um enrolamento fonte não estar aberto para uma fonte Δ-conectada é o aumento da Corrente de fase nos restantes enrolamentos., Compare esta tolerância de falha com um sistema ligado a Y que sofre um enrolamento de código aberto na figura abaixo.

Open “y” source winding halves the voltage on two loads of a Δ connected the load.

com uma carga Δ-conectada, duas das resistências sofrem uma tensão reduzida, enquanto uma permanece na tensão de linha original, 208. Uma carga conectada em Y sofre um destino ainda pior (figura abaixo) com a mesma falha sinuosa em uma fonte conectada em Y.,

enrolamento de código aberto de um sistema “Y-Y” reduz para metade a tensão em duas cargas e perde uma carga inteiramente.neste caso, duas resistências de carga sofrem uma tensão reduzida, enquanto a terceira perde completamente a tensão de alimentação! Por esta razão, as fontes Δ-conectadas são preferidas para a confiabilidade.no entanto, se forem necessárias tensões duplas (por exemplo, 120/208) ou preferidas para correntes inferiores de linha, os sistemas conectados em Y são a configuração de escolha.,

revisão:

• os condutores ligados aos três pontos de uma fonte ou carga de três fases são chamados de linhas.os três componentes que compreendem uma fonte ou carga de três fases são denominados fases.tensão de linha é a tensão medida entre duas linhas num circuito de três fases.tensão de fase é a tensão medida através de um único componente numa fonte ou carga de três fases.
• corrente de linha é a corrente através de qualquer linha entre uma fonte de três fases e carga.,corrente de fase
• é a corrente que atravessa qualquer componente compreendendo uma fonte ou carga de três fases.
• em circuitos equilibrados “Y”, a tensão de linha é igual à tensão de fase vezes a raiz quadrada de 3, enquanto a corrente de linha é igual à corrente de fase.

• em circuitos de Δ equilibrados, a tensão da linha é igual à tensão de fase, enquanto a corrente da linha é igual à corrente de fase vezes a raiz quadrada de 3.