Driedaansisteem

Definisie en Karakteristieke van Driefase-stelsels

'n Driefase-stelsel word gedefinieer as 'n elektriese stelsel wat uit drie fases bestaan. In hierdie opstelling vloei elektriese stroom deur drie onderskeidelike drade, terwyl 'n neutrale draad dien as 'n pad vir foutstroom om veilig in die grond af te laai. Dit kan ook beskryf word as 'n stelsel wat drie drade gebruik vir die prosesse van elektriese generering, oordrag en verspreiding. Daarbenewens kan 'n driefase-stelsel funksioneer as 'n eenfase-stelsel deur een van sy fases saam met die neutrale draad te verwyder. In 'n gebalanseerde driefase-stelsel is die som van die lynstrome presies nul, en die fases is geskei deur 'n hoekverplasing van 120º.

'n Tipiese driefase-stelsel maak gebruik van vier drade: drie stroomdraende geleiders en een neutrale draad. Dit is belangrik om te merk dat die kruisdoorsnee van die neutrale geleider gewoonlik half so groot is as dié van die lewendige drade. Die stroom in die neutrale draad is gelyk aan die vektorsom van die lynstrome van die drie fases. Wiskundig is dit ekwivalent aan √3 keer die nul-fase-sekwenskomponent van die stroom.

Driefase-stelsels bied talryke beduidende voordele. In vergelyking met eenfase-stelsels vereis hulle minder geleiders, wat infrastruktuurkoste verminder. Dit verseker ook 'n ononderbroke kragverskaffing aan die belasting, wat die betroubaarheid van elektriese dienste verhoog. Bovendien is driefase-stelsels bekend vir hul hoër doeltreffendheid en geminimaliseerde kragverliese tydens oordrag en bedryf.

Driefase-spannings word binne 'n generator gegenereer, wat drie sinusvormige spannings van gelyke grootte en frekwensie produseer, maar faseverskuif met 120º relatief tot mekaar. Hierdie konfigurasie verskaf 'n ononderbroke kragverskaffing. Indien een fase van die stelsel 'n verstoring ervaar, kan die oorblywende twee fases voortgaan om krag te lewer, wat noodsaaklike elektriese dienste handhaaf. Dit is belangrik om te merk dat in 'n gebalanseerde driefase-stelsel, die grootte van die stroom in enige een fase gelyk is aan die vektorsom van die strome in die ander twee fases, volgens die beginsels van elektriese skakelteorie.

'n 120º faseverskil tussen die drie fases is krities vir die regte en betroubare bedryf van 'n driefase-stelsel. Sonder hierdie presiese faseverhouding is die stelsel hoog vatbaar vir skade, wat kan lei tot onderbrekings in kragverskaffing, toerustingmislukkings, en potensiële veiligheidsrisiko's.

Tipes Verbindings in Driefase-stelsels

Driefase-stelsels kan in twee hoofmaniere geconfigureer word: ster-verbinding en delta-verbinding. Elkeen van hierdie verbindingmetodes het unieke kenmerke en toepassings, wat hieronder gedetailleer word.

Ster-Verbinding

Die ster-verbinding, ook bekend as die Y-verbinding, maak gebruik van vier drade: drie fasegeleiders en een neutrale geleider. Hierdie tipe verbinding is veral geskik vir langafstandselektriese oordrag. Die teenwoordigheid van die neutrale punt is 'n sleutelvoordeel. Dit dien as 'n pad vir ongebalanseerde strome, wat dit laat veilig na die grond vloei. Deur hierdie ongebalanseerde strome effektief te hanteer, help die ster-verbinding om die algehele balans van die elektriese stelsel te handhaaf, die risiko van oorbelasting te verminder, en stabiele kragverskaffing oor uitgestrekte afstande te verseker.

In 'n ster-verbonden driefase-stelsel is twee onderskeie spangroottes beskikbaar: 230 V en 440 V. Spesifiek, die spanning wat gemeet word tussen 'n enkele fasegeleider en die neutrale is 230 V, terwyl die spanning tussen enige twee fasegeleiders 440 V bedra. Hierdie dubbele-spangekenkarakteristiek maak die ster-verbinding verskeidenheid vir verskeie elektriese toepassings, wat beide laagspanningshuishoudelike en hoërspanningsindustriële behoeftes bedien.

Delta-Verbinding

Die delta-verbinding, in teenstelling, maak slegs gebruik van drie drade en het geen neutrale punt nie, soos in die figuur hieronder getoon. Een van die kenmerkende eienskappe van die delta-verbinding is dat die lynspanning identies is aan die fasespanning. Hierdie konfigurasie vereenvoudig die elektriese opstelling in sekere situasies, veral wanneer die afwesigheid van 'n neutrale draad aanvaarbaar is en wanneer die stelselontwerp baat vind by die direkte ekwivalensie van lyn- en fasespannings.

Verbinding van Laste in Driefase-stelsels

In 'n driefase-elektriese stelsel kan laste in ofwel 'n ster (Y) of delta (Δ) konfigurasie verbonden word. Hierdie twee verbindingmetodes het onderskeie elektriese eienskappe en toepassings. Die diagramme hieronder illustreer hoe driefase-laste in beide die delta- en ster-opstelle verbonden word, wat 'n duidelike visuele voorstelling gee van hul strukturele verskille en elektriese gedrag.

In 'n driefase-elektriese stelsel kan die las geklassifiseer word as óf gebalanseerd óf ongebalanseerd. 'n Driefase-las word as gebalanseerd beskou wanneer die drie individuele lasse (gerepresenteer deur impedansies) Z1, Z2, en Z3 sowel dieselfde grootte as fasehoeke vertoon. Onder sulke gebalanseerde toestande, het nie net al die fasespannings dieselfde grootte nie, maar die lynspannings deel ook hierdie eienskap van gelyke grootte. Hierdie simmetrie in spanning- en impedansiewaardes lei tot 'n meer stabiele en doeltreffende elektriese bedryf, wat kragverliese minimeer en die eenvormige verspreiding van elektriese energie oor die stelsel verseker.