Scheme de conectare ale circuitelor trifazate din rețelele electrice

Avantajele rețelelor trifazate, asigurând distribuția lor largă, sunt evidente:

• energia este transmisă pe trei fire pe distanțe lungi mai economic decât dacă ar fi mai puține faze;

• generatoare sincrone, motoare asincrone, transformatoare trifazate — ușor de fabricat, economic și fiabil în funcționare;

• În cele din urmă, un sistem de curent alternativ trifazat are capacitatea de a furniza (și de a prelua) putere instantanee constantă pentru o perioadă de curent sinusoidal dacă sarcina generatorului trifazat este aceeași în toate fazele.

Să ne uităm la ce circuite trifazate de bază există în rețelele electrice.

Înfășurările unui alternator trifazat pot fi în general conectate la sarcini în diferite moduri. Deci, cea mai economică modalitate ar fi să conectați direct o sarcină separată la fiecare fază a generatorului, extinzând două fire pentru fiecare sarcină. Dar cu această abordare, vor fi necesare șase fire pentru a conecta.

Acest lucru este foarte risipitor în ceea ce privește consumul de materiale și incomod.Pentru a obține economii de material, înfășurările unui generator trifazat sunt pur și simplu combinate într-un circuit „stea” sau „triunghi”. Cu această soluție de cablare se obțin maximum 4 ("stea cu punct zero" sau "delta") sau minim 3.

Un generator trifazat este reprezentat pe diagrame sub forma a trei înfășurări situate la unghiuri de 120 ° una față de cealaltă. Dacă conectarea înfășurărilor generatorului se realizează conform schemei „stea”, atunci bornele cu același nume ale înfășurărilor sunt conectate între ele la un moment dat (așa-numitul „punct zero” al generatorului ). Punctul zero este marcat cu litera «O», iar bornele libere (bornele de fază) ale înfășurărilor sunt marcate cu literele «A», «B» și «C».

Dacă înfășurările generatorului sunt conectate între ele într-o schemă „triunghi”, atunci sfârșitul primei înfășurări este conectat la începutul celei de-a doua înfășurări, sfârșitul celei de-a doua înfășurări - la începutul celei de-a treia, sfârșitul celui de-al treilea - până la începutul primului - triunghiul este închis. Din punct de vedere geometric, suma EMF într-un astfel de triunghi va fi zero. Și dacă sarcina nu este conectată deloc la bornele «A», «B» și «C», curentul nu va curge prin înfășurările generatorului.

Ca rezultat, obținem cinci scheme de bază pentru conectarea unui generator trifazat cu o sarcină trifazată (a se vedea figurile). În doar trei dintre aceste figuri puteți vedea o sarcină trifazată conectată în stea, unde cele trei capete ale sarcinii sunt combinate într-un singur punct. Acest punct din centrul stelei de sarcină se numește „punct zero de sarcină” și este marcat cu „O”.

Conductorul care conectează punctele neutre ale sarcinii și generatorul este numit conductor neutru în astfel de circuite. Curentul firului neutru este notat cu „Io”.Pentru direcția pozitivă a curentului, se ia de obicei direcția de la sarcină la generator, adică de la punctul «O» la punctul «O».

Firele care leagă punctele „A”, „B” și „C” ale bornelor generatorului cu sarcina se numesc fire de linie, iar circuitele, respectiv: stea-stea cu fir neutru, stea-stea, stea-triunghi, delta- delta, delta-star - doar cinci scheme de bază pentru conectarea circuitelor trifazate în rețelele electrice.

Curenții care circulă prin conductori liniari se numesc curenți liniari și se notează cu Ia, Ib, Ic. Pentru direcția pozitivă a curentului de linie, se ia de obicei direcția de la generator la sarcină.Valorile modulului curenților de linie înseamnă Il, de regulă, fără indici suplimentari, deoarece se întâmplă adesea ca toți curenții de linie ale circuitului sunt egale ca mărime. Tensiunea dintre doi conductori liniari este tensiunea liniară, notată cu Uab, Ubc, Uca sau, dacă vorbim de modul, se scrie pur și simplu Ul.

Fiecare dintre înfășurările generatorului se numește fază de generator, iar fiecare dintre cele trei părți ale unei sarcini trifazate se numește fază de sarcină. Curenții fazelor generatorului și, în consecință, ai sarcinilor se numesc curenți de fază, notați cu If. Tensiunile interne ale fazelor generatorului și fazele de sarcină se numesc tensiuni de fază, se notează Uf.

Dacă înfășurările generatorului sunt conectate într-o „stea”, atunci tensiunile de linie sunt de 3 ori mai mari decât rădăcina (1,73 ori) în valoare absolută decât tensiunile de fază. Acest lucru se datorează faptului că tensiunile liniei vor deveni geometric bazele triunghiurilor isoscele cu unghiuri ascuțite la baza de 30°, unde catetele sunt tensiunile de fază.Vă rugăm să rețineți că o serie de tensiuni trifazate joase: 127, 220, 380, 660 — se formează pur și simplu prin înmulțirea valorii anterioare cu 1,73.

Când înfășurările generatorului sunt conectate în „stea”, evident curentul de linie este egal cu curentul de fază. Dar ce se întâmplă cu tensiunile atunci când înfășurările generatorului sunt conectate în delta? În acest caz, tensiunea rețelei va fi egală cu tensiunea de fază pentru fiecare fază și pentru fiecare parte a sarcinii: Ul = Uf. Când sarcina este conectată în stea, curentul de linie va fi egal cu curentul de fază: Il = If.

Când sarcina este conectată conform schemei „delta”, pentru direcția pozitivă a curenților, selectați direcția în sensul acelor de ceasornic al bypass-ului delta. Determinarea se face prin indicii relevanți: din ce punct curge curentul și în ce punct curge, de exemplu, Iab este desemnarea curentului din punctul „A” către punctul „B”.

Dacă o sarcină trifazată este conectată în delta, atunci curenții de linie și curenții de fază nu vor fi egali unul cu celălalt. Curenții de linie sunt apoi detectați de curenții de fază conform primei legi a lui Kirchhoff: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.