Mfumo wa Tufe Tatu | Mfumo wa Nyota na Delta
Kuna aina mbili za mfumo wa umeme unapatikana katika mfumo wa umeme, moja tu na mfumo wa thelathini. Katika mwendo wa moja tu, utakuwa na phase moja tu, yaani umeme utafiki kwa mstari mmoja tu na utakuwa na njia ya kurudi inayoitwa neutral line ili kumaliza circuit. Hivyo katika moja tu, watafanyika usafirishaji wa nguvu chache tu. Hapa kituo cha kuzaa na kituo cha kukabiliana na ukame ni moja tu. Hii ni mfumo wa zamani ambao unatumika tangu zamani.
Tarehe 1882, uwezo mpya ulikuwa umefanyika katika mfumo wa polyphase, ambayo zaidi ya phase moja inaweza kutumiwa kwa ajili ya kuzaa, usafirishaji na kwa ajili ya system ya kukabiliana na ukame. Mfumo wa thelathini ni mfumo wa polyphase ambapo thelathini zinatuma pamoja kutoka kwa generator hadi load.
Kila phase ina tofauti ya phase ya 120o, yaani 120o angalau elektroni. Hivyo kutokana na jumla ya 360o, thelathini zimegawanya sawa-sawa kwa 120o kila moja. Nguvu katika mfumo wa thelathini ni isiyofimia kama thelathini zote zinahusika kuzaa nguvu kamili. Msiniko wa sinusoidal wa mfumo wa thelathini unavyoonyeshwa chini-
Thelathini zinaweza kutumika kama phase moja kila moja. Hivyo ikiwa ukame ni moja tu, basi phase moja inaweza kupewa kutoka kwa mfumo wa thelathini na neutral inaweza kutumika kama ground ili kumaliza circuit.
Kwa nini Mfumo wa Thelathini unapendelekea zaidi kuliko Mfumo wa Moja Tu?
Kuna sababu nyingi kwa swali hili kwa sababu ya faida nyingi zaidi za mfumo wa thelathini kuliko mfumo wa moja tu. Mfumo wa thelathini unaweza kutumika kama mitatu ya phase moja kila moja hivyo unaweza kufanya kazi kama mitatu ya mfumo wa moja tu. Kuzaa kwa thelathini na kuzaa kwa moja tu ni sawa kwenye generator ila upanuzi wa coils kwenye generator ili kupata tofauti ya 120o phase. conductor unazotumika kwenye mfumo wa thelathini ni asilimia 75 ya conductor unazotumika kwenye mfumo wa moja tu. Pia, nguvu ya sasa kwenye mfumo wa moja tu hutumia chini kwa sifuri kama tunavyoona kwenye msiniko wa sinusoidal lakini kwenye mfumo wa thelathini, nguvu kamili kutoka kwa thelathini zote hutoa nguvu isiyofimia kwa load.
Tangu sasa tunaweza kusema kuwa kuna vitu vitatu vya chaguo cha voltage vilivyowekwa pamoja ili kufanya mfumo wa thelathini na hakika ni ndani ya generator. Generator una vitu vitatu vya chaguo cha voltage ambavyo vinajihusisha pamoja na tofauti ya 120o phase. Ikiwa tutawekeza mitatu ya mfumo wa moja tu na tofauti ya 120o phase, basi itakuwa mfumo wa thelathini. Hivyo tofauti ya 120o phase ni lazima, vinginevyo circuit hautafanya kazi, load wa thelathini hautaweza kupata nguvu na inaweza kuwa na athari mbaya kwa system.
Ukubwa au kiasi cha metal cha zawadi za thelathini hauna tofauti kubwa. Sasa ikiwa tutachukua transformer, utakuwa na ukubwa sawa kwa wote wa moja tu na thelathini kwa sababu transformer utafanya tu linkage ya flux. Hivyo mfumo wa thelathini utakuwa na ufanisi wa juu kuliko moja tu kwa sababu kwa ukubwa sawa au tofauti ndogo ya transformer, thelathini zitafika kwa sababu kwa moja tu itakuwa moja tu. Na matumizi yatakuwa chache sana kwenye mfumo wa thelathini. Hivyo kwa mujibu wa mwisho, mfumo wa thelathini utakuwa na ufanisi bora na wa juu kuliko mfumo wa moja tu.
Kwenye mfumo wa thelathini, majengo yanaweza kutumika kwa aina mbili:
Majengo ya nyota
Majengo ya delta
Wakati mwingi, kuna pia majengo ya open delta ambapo transformers wa phase moja tu wanatumika kutoa supply ya thelathini. Hizi huandikwa tu kwenye mazingira ya dharura, kwa sababu ufanisi wao ni chache kuliko systems za delta-delta (closed delta) (ambazo zinatumika wakati wa ustawi wa kimataifa).
Majengo ya Nyota
Katika majengo ya nyota, kuna mistari minne, mitatu ni phase wire na chenye tano ni neutral ambayo inapewa kutoka kwenye point ya nyota. Majengo ya nyota yanapendekezwa kwa usafirishaji wa umbali mrefu power transmission kwa sababu ina point ya neutral. Hapa tunahitaji kwenda kwa concept ya balanced na unbalanced current kwenye system ya power.
Wakati current sawa itafiki kwa mitatu ya phase, basi itatafsiriwa kama current ya balanced. Na wakati current itakuwa isiyosawa kwa chochote cha phase, basi itatafsiriwa kama current ya unbalanced. Katika hali hii, wakati wa balanced hatutakuwa na current inafiki kwa mistari ya neutral na hivyo hakuna maana ya terminal ya neutral. Lakini wakati utakuwa na current ya unbalanced inafiki kwenye circuit ya thelathini, neutral ana rola muhimu. Itakagua current ya unbalanced hadi ground na kuhifadhi transformer. Current ya unbalanced hujisikia transformer na inaweza kuchanganya transformer na kwa hivyo majengo ya nyota yanapendekezwa kwa usafirishaji wa umbali mrefu.
Majengo ya nyota yanavyoonekana chini-
Katika majengo ya nyota, line voltage ni √3 mara ya phase voltage. Line voltage ni voltage kati ya phase mbili kwenye circuit ya thelathini na phase voltage ni voltage kati ya phase moja hadi mistari ya neutral. Na current ni sawa kwa wote line na phase. Inavyoonekana kama expression chini
Majengo ya Delta
Katika majengo ya delta, kuna mistari mitatu tu na hakuna terminal ya neutral. Mara nyingi majengo ya delta yanapendekezwa kwa umbali mdogomdogo kwa sababu ya tatizo la current ya unbalanced kwenye circuit. Figuro inavyoonekana chini kwa majengo ya delta. Kituo cha ukame, ground inaweza kutumika kama njia ya neutral ikiwa litahitajika.
Katika majengo ya delta, line voltage ni sawa kama phase voltage. Na line current ni √3 mara ya phase current. Inavyoonekana kama expression chini,
Katika circuit ya thelathini, majengo ya nyota na delta yanaweza kutengenezwa kwa njia nne:
Nyota-Nyota
Nyota-Delta
Delta-Nyota
Delta-Delta
