Трифазен систем

Дефиниција и карактеристики на трифазни системи

Трифазен систем е дефиниран како електричен систем состојачки од три фази. Во оваа поставка, електричната струја текува низ три различни жице, додека неположбената жица служи како пат за безбедно излевање на струјата при грешки во земјата. На друг начин, може да се опише како систем кој користи три жице за процесите на електрична генерација, трансмисија и дистрибуција. Покрај тоа, трифазниот систем може да функционира како еднофазен систем со извлачење на една од неговите фази заедно со неположбената жица. Во балансиран трифазен систем, збирот на линиски струи е точно нула, а фазите се одделуваат со аголска промена од 120º.

Типичен трифазен систем користи четири жице: три проводници кои носат струја и една неположбена жица. Забележливо е дека прекрсната површина на неположбениот проводник обично е половина од живите жици. Струјата во неположбената жица е еднаква на векторскиот збир на линиските струи на трите фази. Математички, тоа е еквивалентно на √3 пати нулта компонента на струјата.

Трифазните системи нудат многу значајни предности. Споредено со еднофазните системи, тие бараат помалку проводници, што намалува трошоците на инфраструктурата. Тие исто така осигуруваат непрекинато снабдување со енергија до оптеретувањето, подобрувајќи надежноста на електричната услуга. Покрај тоа, трифазните системи се познати по својата повисока ефикасност и минимални загуби на енергија при трансмисија и операција.

Трифазните напони се генерираат во генератор, производејќи три синусоидни напони од еднаква величина и фреквенција, но фазирани со 120º едни според други. Оваа конфигурација нуди непрекинато снабдување со енергија. Во случај на нарушување на една фаза на системот, преостанатите две фази можат да продолжат да доставуваат енергија, одржувајќи основните електрични услуги. Важно е да се забележи дека во балансиран трифазен систем, величината на струјата во било која фаза е еднаква на векторскиот збир на струите во другите две фази, согласно принципите на теоријата на електричните кола.

Аголната разлика од 120º меѓу трите фази е критична за правилната и надежна работа на трифазниот систем. Без оваа прецизна фазна релација, системот е многу чувствителен на повреди, што може да доведе до прекинување на снабдувањето со енергија, повреди на опремата и потенцијални безбедносни ризици.

Видови на поврзуванја во трифазни системи

Трифазните системи можат да се конфигурираат на два основни начини: ѕвезда (Y) и делта. Секој од овие методи на поврзување има специфични карактеристики и применувања, детално описани подолу.

Поврзување со ѕвезда

Поврзувањето со ѕвезда, познато и како Y-поврзување, користи четири жице: три фазни проводници и еден неположбен проводник. Овој тип поврзување е особено подобар за долгопатско електрично транспортирање. Наличноста на неположбената точка е клучна предност. Таа служи како пат за небалансирани струи, дозволувајќи им да текат безбедно до земјата. Со ефективно управување со овие небалансирани струи, поврзувањето со ѕвезда помага да се одржи целостниот баланс на електричниот систем, намалувајќи ризикот од прекомерно оптеретување и осигурувајќи стабилно снабдување со енергија на долг пат.

Во трифазен систем поврзуван со ѕвезда, на располагање се два различни напона: 230 V и 440 V. Конкретно, напонот мерење помеѓу еден фазен проводник и неположбената жица е 230 V, додека напонот помеѓу било кои две фазни проводници изнесува 440 V. Оваа карактеристика со два напона прави поврзувањето со ѕвезда многу прилагодливо за различни електрични применувања, задоволувајќи и нисконапонските домашни потреби и високонапонските индустријски потреби.

Поврзување со делта

Поврзувањето со делта, напротив, користи само три жице и нема неположбена точка, како што е прикажано на сликата подолу. Една од дефинитивните карактеристики на поврзувањето со делта е дека линискиот напон е идентичен на фазниот напон. Оваа конфигурација поедноставува електричната поставка во одредени сценарија, особено кога отсутствувањето на неположбена жица е прифатливо и кога дизајнот на системот се користи од директната еквивалентност на линиски и фазни напони.

Поврзување на оптеретувањата во трифазни системи

Во трифазен електричен систем, оптеретувањата можат да се поврзеат во конфигурација со ѕвезда (Y) или делта (Δ). Овие два методи на поврзување имаат специфични електрични карактеристики и применувања. Дијаграмите подолу илустрираат како се поврзуваат трифазните оптеретувања во обој делта и ѕвезда аранжман, давајќи јасна визуелна репрезентација на нивните структурни разлики и електрични понашања.

Во трифазен електричен систем, оптеретувањето може да се класифицира како балансирано или небалансирано. Трифазното оптеретување се смета за балансирано кога триото индивидуални оптеретувања (представени со импеданси) Z1, Z2 и Z3 покажуваат идентични величини и фазни агли. Под такви балансирани услови, не само сите фазни напони ги одржуваат еднаквите величини, туку и линиските напони исто така ги делат оваа карактеристика на еднакви величини. Оваа симетрија во напони и импеданси резултира во постабилна и ефикасна електрична операција, минимизирајќи ги загубите на енергија и осигурувајќи униформна дистрибуција на електричната енергија низ системот.