Trofazni krog | Sistem zvezdica in delta

V elektroenergijskem sistemu obstajata dva tipa sistema v električnem krmilu, enofazni in trofazni sistem. V enofaznem krmlu je le ena faza, torej tok teče samo skozi eno žico in obstaja ena vračila pot, imenovana nevtralna žica, ki dopolni krog. Torej v enofaznem sistemu se lahko prenese najmanjša količina energije. Generirna postaja in naložna postaja bosta tudi enofazni. To je stari sistem, ki se uporablja od preteklosti.
Leta 1882 je bil izveden nov izum polifaznega sistema, kjer se lahko za generiranje, prenos in naložni sistem uporabijo več kot ena faza. Trofazni krog je polifazni sistem, kjer so tri faze skupaj poslane od generatorja do naložne postaje.

Vsaka faza ima fazno razliko 120o, torej 120o električno. Torej od skupnega 360o so tri faze enakomerno razdeljene na 120o vsaka. Moč v trofaznem sistemu je zvezna, ker so vse tri faze vključene v generiranje skupne moči. Sinusne valovanje za 3-fazni sistem so prikazane spodaj-
Tre faze se lahko uporabljajo kot ločene enofazne. Torej, če je naloža enofazna, lahko ena faza prevzame iz trofaznega kroga in nevtralna se lahko uporabi kot zemlja za dokončanje kroga.

Zakaj je trofazni sistem bolj priljubljen kot enofazni?

Obstaja številnih razlogov za to vprašanje, saj ima trofazni sistem več prednosti pred enofaznim krogom. Trofazni sistem se lahko uporablja kot tri enofazne vrste, zato lahko deluje kot tri enofazni sistemi. Trofazno in enofazno generiranje je enako v generatorju, razen postavitve bobnov v generatorju, da bi dobili 120o fazno razliko. Potrebna vodilo v trofaznem krogu je 75% tistega, ki je potrebno v enofaznem krogu. Prav tako tudi trenutna moč v enofaznem sistemu pada na nič, kot lahko vidimo iz sinusnega valovanja, vendar v trofaznem sistemu skupna moč vseh faz zagotavlja zvezno moč naloži.

Do zdaj lahko rečemo, da je treh napetostnih virih povezanih skupaj, da oblikujejo trofazni krog in dejansko so notranji generator. Generator ima tri napetostne vire, ki delujejo skupaj s 120o fazno razliko. Če bi lahko uredili tri enofazne kroge s 120o fazno razliko, bi postali trofazni krog. Torej 120o fazna razlika je nujna, sicer krog ne bo deloval, trofazna naloža ne bo mogla prejeti aktivne moči in morda bi to povzročilo poškodbo sistema.

Velikost ali količina kovina trofaznih naprav nima velike razlike. Če upoštevamo transformator, bo skoraj enake velikosti za enofazni in trofazni, ker transformator bo ustvaril samo vezavo tokovi. Torej bo trofazni sistem imel višjo učinkovitost v primerjavi z enofaznim, ker bo za enako ali malo razliko v masi transformatorja, trofazna vrsta izstopala, medtem ko bo pri enofazni bila le ena. In izgube bodo minimalne v trofaznem krogu. Torej celotno zaključeno, trofazni sistem bo imel boljšo in višjo učinkovitost v primerjavi s sistemom enofaznega kroga.
V trofaznem krogu se lahko povezave dajo v dveh tipih:

1. Zvezna povezava

2. Delta povezava

Manj pogosto je tudi odprta delta povezava, kjer se uporabita dva enofazna transformatorja, da bi zagotovila trofazno oskrbo. Ti se običajno uporabljajo le v nujnih razmerah, saj je njihova učinkovitost nizka v primerjavi s delta-delta (zaprta delta) sistemi (ki se uporabljajo med standardnimi operacijami).

Zvezna povezava

V zvezni povezavi je štiri žic, tri so fazne žice in četrta je nevtralna, ki jo vzamemo iz zvezne točke. Zvezna povezava je preferirana za dolgo razdaljo prenosa moči, ker ima nevtralno točko. Tu moramo priti do koncepta uravnoteženega in neravnotežnega toku v sistemu moči.

Ko bo skozi vse tri faze tekel enak tok, temu se reče uravnoteženi tok. Ko tok v kakršnakoli fazi ne bo enak, bo to neravnotežen tok. V tem primeru, med uravnoteženim stanjem, ne bo teklo nobenega toka skozi nevtralno žico in zato nevtralni terminal ni uporaben. Vendar, ko bo v trofaznem krogu tekla neravnotežen tok, bo nevtralna igrala ključno vlogo. Ta bo prenesel neravnotežen tok skozi zemljo in zaščitil transformator. Neravnotežen tok vpliva na transformator in lahko tudi povzroči poškodbo transformatorja, zato je zvezna povezava preferirana za dolgo oddaljen prenos.
Zvezna povezava je prikazana spodaj-

V zvezni povezavi je faza napetosti √3-krat faze napetosti. Faza napetosti je napetost med dvema fazama v trofaznem krogu in faza napetosti je napetost med eno fazo in nevtralno žico. Tok je enak za obeh faz in faze. To je prikazano kot izraz spodaj

Delta povezava

V delta povezavi je samo tri žice in nevtralni terminal ni vzet. Običajno je delta povezava preferirana za kratko razdaljo zaradi problema neravnoteženega toka v krogu. Slika je prikazana spodaj za delta povezavo. V naložni postaji se lahko zemlja uporablja kot nevtralna pot, če je potrebna.

V delta povezavi je faza napetosti enaka kot faza napetosti. In faza toka je √3-krat faza toka. To je prikazano kot izraz spodaj,

V trofaznem krogu se lahko zvezne in delta povezave uredijo na štiri različne načine:

1. Zvezna-zvezna povezava

2. Zvezna-delta povezava

3. Delta-zvezna povezava

4. Delta-delta povezava