Trīs fāzes shēma | Zvaigznes un delta sistēma
Ir ir divi veidi, kādi sistēmas pieejami elektriskajos tīklā, vienfazējā un trīsfazējā sistēmā. Vienfazējā tīklā būs tikai viena fāze, t.i. strāva plūst tikai pa vienu vadi un būs viens atgriešanās ceļš, saukts par neitrālo līniju, lai pilnveidotu tīklu. Tātad, vienfazējā tīklā var pārvadāt tikai minimālo enerģijas daudzumu. Šeit ģenerējošā stacija un slodzes stacija arī būs vienfazējas. Tas ir vecs sistēmas veids, kas tiek izmantots jau sen.
1882. gadā bija jauna izgudrošana polifāžu sistēmā, kur var izmantot vairākas fāzes ģenerēšanai, pārraidei un slodzes sistēmai. Trīsfazējā tīklā trīs fāzes tiek nosūtītas kopā no ģeneratora uz slodzi.
Katrai fāzei ir fāzes atšķirība 120o, t.i. 120o elektriski. Tātad, no kopējiem 360o, trīs fāzes ir vienmērīgi sadalītas katrā 120o. Spēks trīsfazējā sistēmā ir nemainīgs, jo visas trīs fāzes piedalās kopējā spēka ģenerēšanā. Trīsfazējā sistēmā sinusoīdas viļņi ir parādīti zemāk-
Katra no trim fāzēm var tikt izmantota kā vienfazēja. Tātad, ja slodze ir vienfazēja, tad no trīsfazējā tīkla var izvēlēties vienu fāzi, un neitrāls var tikt izmantots kā zeme, lai pilnveiktu tīklu.
Kāpēc trīsfazējā sistēma tiek vērtēta augstāk nekā vienfazējā?
Ir vairāki iemesli, kāpēc šis jautājums tiek uzdotts, jo trīsfazējā sistēmā ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar vienfazējo tīklu. Trīsfazējā sistēmā var izmantot trīs vienfazējus vadus, tātad tā var darboties kā trīs vienfazēju sistēmu. Trīsfazējā un vienfazējā ģenerēšana ir vienāda ģeneratorā, izņemot spulgu novietojumu, lai iegūtu 120o fāzes atšķirību. Vadītājs, kas nepieciešams trīsfazējā tīklā, ir 75% no tā, kas nepieciešams vienfazējā tīklā. Arī momentānais spēks vienfazējā sistēmā samazinās līdz nullei, kā redzams no sinusoīdas krivienes, bet trīsfazējā sistēmā visu fāžu kopējais spēks nodrošina nepārtrauktus spēku slodzi.
Līdz šim mēs varam teikt, ka ir trīs sprieguma avoti savienoti, lai veidotu trīsfazējo tīklu, un tas patiešām notiek ģeneratorā. Ģeneratorā ir trīs sprieguma avoti, kas darbojas kopā ar 120o fāzes atšķirību. Ja mēs varam izveidot trīs vienfazējos tīklus ar 120o fāzes atšķirību, tad tas kļūst par trīsfazējo tīklu. Tātad 120o fāzes atšķirība ir obligāta, citādi tīkls nedarbosies, trīsfazējā slodze nespēs iegūt aktīvu un to varētu sagādāt sistēmai kaitējumu.
Trīsfazējo ierīču izmērs vai metāla daudzums nav lielākā atšķirībā. Tagad, ja mēs apsvērsim transformatoru, tam būs gandrīz tāds pats izmērs gan vienfazējam, gan trīsfazējam, jo transformators veidos tikai plūsmas savienojumu. Tātad, trīsfazējā sistēmā efektivitāte būs augstāka salīdzinājumā ar vienfazējo, jo ar to pašu vai maziem transformatora masas atšķirībām trīsfazējā līnija būs izvedama, bet vienfazējā tīklā tā būs tikai viena. Un zaudējumi trīsfazējā tīklā būs minimāli. Tātad, kopumā secinājumā, trīsfazējā sistēmā efektivitāte būs labāka un augstāka salīdzinājumā ar vienfazējo sistēmu.
Trīsfazējā tīklā savienojumi var tikt veidoti divos veidos:
Zvaigznainais savienojums
Delta savienojums
Mazāk bieži, ir arī atvērts delta savienojums, kur tiek izmantoti divi vienfazējie transformatori, lai nodrošinātu trīsfazējo piegādi. Šie parasti tiek izmantoti tikai aizsardzības situācijās, jo to efektivitāte ir zema salīdzinājumā ar delta-delta (aizvērtiem delta) sistēmām (kas tiek izmantotas standarta operācijām).
Zvaigznainais savienojums
Zvaigznainajā savienojumā ir četri vadi, trīs ir fāzes vadi, bet ceturtā ir neitrālais, kas ņemts no zvaigznas punkta. Zvaigznainais savienojums tiek vērtēts augstāk ilga distance enerģijas pārraidei, jo tajā ir neitrālais punkts. Šeit mums jānonāk līdz saskaņotā un nesaskaņotā strāvas konceptam enerģijas sistēmā.
Ja caur visām trim fāzēm plūsīs vienāda strāva, tad to sauc par saskaņoto strāvu. Un, ja kādā no fāzēm strāva nebūs vienāda, tad tā ir nesaskaņota strāva. Šajā gadījumā, saskaņotā stāvoklī caur neitrālo līniju neplūsīs nekāda strāva, un tātad neitrālā termināle nav jāizmanto. Bet, ja trīsfazējā tīklā plūsīs nesaskaņota strāva, neitrālis spēlē būtisku lomu. Tas vedēs nesaskaņoto strāvu caur zemi un aizsargās transformatoru. Nesaskaņota strāva ietekmē transformatoru un to var arī sagādāt transformatoram kaitējumu, un tāpēc zvaigznainais savienojums tiek vērtēts augstāk ilgas distancijas pārraidei.
Zvaigznainais savienojums ir parādīts zemāk-
Zvaigznainajā savienojumā līnijas spriegums ir √3 reizes lielāks nekā fāzes spriegums. Līnijas spriegums ir spriegums starp divām fāzēm trīsfazējā tīklā, un fāzes spriegums ir spriegums starp vienu fāzi un neitrālo līniju. Un strāva ir vienāda gan līnijas, gan fāzes. Tas ir parādīts izteiksmē zemāk
Delta savienojums
Delta savienojumā ir tikai trīs vadi, un neitrālais terminālis netiek ņemts. Parasti delta savienojums tiek vērtēts augstāk īsām distancēm, tāpēc ka tīklā rodas nesaskaņota strāva. Delta savienojuma shēma ir parādīta zemāk. Slodžu stacijā, ja nepieciešams, kā neitrālo ceļu var izmantot zemi.
Delta savienojumā līnijas spriegums ir tāds pats kā fāzes spriegums. Un līnijas strāva ir
