Delta un Wye transformatoru savienojumu ceļvedis

 

 

 

 

 

Trīs{0}}fāzu elektroenerģijas sadales sistēmas lielā mērā ir atkarīgas no diviem galvenajiem transformatoru savienojumu veidiem: Delta (Δ) un Wye (Y). Šīs konfigurācijas nosaka, kā tiek piegādāts spriegums un strāvas, kā var savienot slodzes un kā sistēma reaģē uz kļūmēm un nelīdzsvarotībām. SapratneDelta un Wye savienojumiir būtiska elektroinženieriem, objektu vadītājiem un tehniķiem, kas projektē, ekspluatē vai uztur energosistēmas.

Šajā rokasgrāmatā ir aprakstītas katra savienojuma veida īpašības, priekšrocības, ierobežojumi un praktiskie pielietojumi, kā arī visizplatītākās kombinētās konfigurācijas un atlases kritēriji.

 

 

 

 

 

 

 

Neitrālais punkts piedāvā divus atšķirīgus sprieguma līmeņus: līnijas-līdz-līnijas spriegums (parasti augstāks) un līnijas-līdz{3}}neitrālais spriegums (zemāks). Piemēram, 480Y/277V Wye sistēma nodrošina 480V starp fāzēm trīs-fāzu iekārtām un 277V no jebkuras fāzes uz neitrālu{10}}vienfāzes slodzēm. Matemātiskās attiecības tiek izteiktas kā, kas nozīmē, ka līnijas spriegums ir aptuveni 1,732 reizes lielāks par fāzes spriegumu.

Wye savienojumi arī ļauj iezemēt neitrālo punktu, kas nodrošina stabilu sprieguma atsauci un rada zemas -impedances atgriešanās ceļu bojājumu strāvām. Neitrālu var stingri iezemēt, iezemēt caur rezistoru vai atstāt peldošu atkarībā no sistēmas prasībām. Tomēr, ja neitrāls tiek atstāts nesazemēts vai tiek atvienots, defektu tolerance ievērojami samazinās un negaidītas sprieguma svārstības var sabojāt aprīkojumu.

 

 

Delta konfigurācijā līnijas spriegums ir vienāds ar fāzes spriegumu katrā tinumā, savukārt līnijas strāva tiek sadalīta tā, lai katrs fāzes tinums nestu apmēram 58% () no līnijas strāvas. Slēgtā-cilpas dizains nodrošina spēcīgu strāvas cirkulāciju un izcilu veiktspēju lielas slodzes apstākļos. Pat ja viena -fāzes iekārta Delta bankā sabojājas, atlikušās divas var turpināt piegādāt trīs-fāžu jaudu ar aptuveni 58% no sākotnējās jaudas-, ko bieži sauc par "atvērto-delta" darbību.

Neitrāla punkta trūkums vienkāršo lielas -jaudas trīs-fāzu piegādi, taču rada ierobežojumus: Delta savienojumi nevar tieši nodrošināt vienas-fāzes slodzes bez papildu aprīkojuma, un zemēšanai ir nepieciešamas īpašas metodes, jo nav dabiskas neitrālas.

 

 

 

 

 

 

Funkcija	Delta (Δ)	Wye (Y)
Konfigurācija	Slēgta trīsstūra cilpa	Zvaigznes forma ar centrālo neitrālu
Vadi	3 vadu sistēma (tikai fāzes)	4 vadu sistēma (+ neitrāla)
Sprieguma attiecības
Neitrāls punkts	Nav pieejams	Pieejams (var būt iezemēts)
Vienas{0}}fāzes jauda	Nevar tieši nodrošināt vienas{0}}fāzes slodzes	Divkāršs spriegums vienai{0}}fāzei un trīs{1}}fāzei
Harmoniskā mazināšana	Iekšpusē aiztur trīskāršās harmonikas	Vairāk uzņēmīgi (nepieciešama mazināšana)
Kļūdu tolerance	Turpiniet atvērt-delta pēc vienas spoles kļūmes	Atkarīgs no neitrālas zemējuma konfigurācijas
Tipiski pielietojumi	Augstsprieguma{0}}pārvade, smagie rūpnieciskie motori	Sadales sistēmas, jauktas{0}}izmantošanas ēkas, tirdzniecības objekti

 

Tabulā redzams, ka Delta par prioritāti piešķir robustumu un efektivitāti smagām trīs{0}fāzu slodzēm, savukārt Wye piedāvā daudzpusību un drošāku zemējumu sistēmām ar jaukta veida slodzēm.

 

 

 

 

 

 

Transformatori var apvienot Delta un Wye uz saviem primārajiem un sekundārajiem tinumiem četros standarta veidos. Vispirms ir norādīts primārā tinuma veids (H puse, lielie burti), pēc tam sekundārā tinuma tips (X puse, mazie burti).

 

 

 

 

 

 

 

Pagriezienu attiecību aprēķini atšķiras atkarībā no konfigurācijas:

Delta-Wye (Δ-Y):Pakāpeniskam-leju delta-wye transformatoram ar apgriezienu attiecību N (primārais uz sekundāro uz spoli), sekundārais līnijas spriegums ir. Un otrādi, aprēķins ietver afaktors, kas saistīts ar transformāciju no Delta līnijas sprieguma uz Wye līnijas{0}}uz-neitrālu spriegumu.

Wye-Delta (Y-Δ):Wye{0}}delta transformatoram sekundārais līnijas spriegums ir saistīts ar primārās fāzes spriegumu pēc pagriezienu attiecības, bet papilduattiecības tiek piemērotas atkarībā no tā, vai jūs atkāpjaties vai paaugstināsit.

Delta-Delta (Δ-Δ) un Wye-Wye (Y-Y):Tādām pašām-savienojuma konfigurācijām sprieguma transformācija notiek pēc vienkāršas pagriezienu attiecības:, ar līnijas spriegumu mērogošanu tieši.

 

 

 

 

 

 

Zemējums neapšaubāmi ir vienīgais vissvarīgākais praktiskais faktors, izvēloties starp Delta un Wye.

Wye zemējuma iespējas:Ja ir Wye neitrāls, tas var būt:

• Stingri iezemēts:Savienots tieši ar zemi (visbiežāk spriegumam zem 600 V). Tas nodrošina zemāko pretestības kļūmes atgriešanās ceļu.
• Zemējuma pretestība:Neitrāls savienots ar zemi, izmantojot rezistoru, kas ierobežo zemējuma bojājuma strāvu līdz iepriekš noteiktai vērtībai, parasti 5–400 ampēri. Tas samazina bojājumus kļūdu laikā, vienlaikus nodrošinot releju jutību.
• Nesazemēts vai ar pretestības zemējumu:Neitrāls paliek izolēts no zemes vai savienots caur reaktoru. Retāk sastopama mūsdienu dzīvojamo vai komerciālo ēku sistēmās, taču sastopama dažās rūpnieciskajās iekārtās vai augstas{1}}pretestības iezemētās sistēmās.

Pārslēgšanas modelēšanā lēmums iezemēt Wye savienojuma neitrālu tieši ietekmē potenciālo transformatoru, pārsprieguma novadītāju, bukses un citu komponentu izvēli. Iezemētām Wye sistēmām komponenti tiek izvēlēti, pamatojoties uz fāzes -līdz{2}}zemes spriegumu. Neiezemētām sistēmām komponentiem jābūt novērtētiem atbilstoši fāzes -līdz{5}}fāzes spriegumam.

Delta zemējuma izaicinājumi:Bez neitrāla punkta Delta sistēmas nevar iezemēt tāpat kā Wye sistēmas. Tā vietā:

• Stūra zemējums:Viens fāzes vads ir apzināti savienots ar zemi,{0}}vienkāršākā metode, bet rada augstu spriegumu pārējām divām fāzēm attiecībā pret zemi.
• Centrā-pieskares zemējums:Dažos trīsstūrveida sekundāros viena tinuma viduspunktu var pieskarties centram- un iezemēt, lai nodrošinātu ierobežotu vienas-fāzes iespēju, piemēram, 240/120 V trīs-fāzu-vadu trīsstūra sistēmās (pazīstamas arī kā "augstas-kājas trīsstūra").
• Zemējuma transformatori: A Zig{0}}zagavai Wye{0}}var pievienot trīsstūra zemējuma transformatoru, lai izveidotu mākslīgu neitrālu esošās neiezemētās Delta sistēmas zemēšanai.

Kritiskā drošības piezīme:Stingri iezemēts Wye neitrāls nodrošina zemu{0}}pretestības ceļu zemējuma defektu strāvām, ļaujot automātiskiem slēdžiem un drošinātājiem ātri novērst bojājumus. Tas ir galvenais iemesls, kāpēc Wye sekundārie pakalpojumi tiek doti priekšroka komerciālās ēkās, veselības aprūpes iestādēs un citās vietās, kur defektu novēršana un personāla drošība ir vissvarīgākā.

 

 

 

 

 

 

 

Svarīga tehniska nianse: Delta{0}}Wye un Wye-Delta transformatoros primārais un sekundārais spriegums dabiski mainās par 30 grādiem. Šī fāzes nobīde notiek nevis pašos tinumos, bet gan tāpēc, ka tinumi ir savstarpēji savienoti. Konkrēti, līnijas-uz-līnijas spriegums Wye pusē ir nobīdīts par 30 grādiem attiecībā pret līnijas-uz-līnijas spriegumu Delta pusē.

Pulksteņa apzīmējumi (vektoru grupas):Transformatoru savienojumi bieži tiek apzīmēti, izmantojot pulksteņa apzīmējumu, lai norādītu fāzes nobīdi{0}}, piemēram, "Dy11" nozīmē Delta primāro (D), Wye sekundāro (y) ar fāzes nobīdi, kas atbilst 11 stundām pulkstenī vai 330 grādos (atbilst -30 grādiem). "Yd1" nozīmē, ka sekundārais atpaliek no primārā par 30 grādiem.

Kāpēc fāzes maiņai ir nozīme:30 grādu fāzes nobīde lielākajā daļā iekārtu nav problēma, taču tā kļūst kritiska, paralēli novietojot transformatorus. Ja paralēli ir savienoti divi transformatori ar dažādām vektoru grupām, var rasties lielas cirkulācijas strāvas. Paralēli pieslēdzot transformatorus, vektoru grupai ir jāsakrīt vai tā ir pareizi jākompensē. Piemēram, Dy11 dažreiz var paralēli Yd1, ja tiek veiktas atbilstošas ​​fāzes rotācijas korekcijas.

Fāzes maiņas navDelta{0}}Delta un Wye-Wye savienojumos, kas vienkāršo paralēlo darbību.

 

 

 

 

 

Delta tinumiem ir svarīga loma harmonisko kropļojumu kontrolē. Trīskāršās harmonikas (trešā, devītā, piecpadsmitā utt.) ir dabiski notvertas un cirkulē Delta tinumos, nevis izplatās uz barošanas līniju. Šis raksturlielums padara Delta-Delta-Wye konfigurācijas īpaši efektīvas, lai novērstu nelineāro slodžu radītos harmoniskos kropļojumus, kas ietekmē augšupējās sistēmas.

Wye{0}}Wye transformatori ir jutīgāki pret harmonisko trokšņu pāreju starp avotu un slodzi. Šī iemesla dēļ, ja Wye-Wye savienojums ir nepieciešams citu iemeslu dēļ, dažreiz tiek pievienots terciārais Delta tinums, lai trīskāršajām harmonikām nodrošinātu cirkulācijas ceļu.

 

 

 

 

 

 

 

Optimālas transformatora konfigurācijas izvēle konkrētajam lietojumam ietver vairāku faktoru līdzsvarošanu:

9.1. Slodzes veids un daudzveidība

Tīras trīs{0}}fāzu slodzes (lieli motori, smagas rūpnieciskās iekārtas, metinātāji) labi darbojas ar jebkuru konfigurāciju, taču Delta-Delta nodrošina spēcīgu kļūdu toleranci un iespēju turpināt darboties atvērtā-delta režīmā pēc atteices. Jauktām slodzēm, kurām nepieciešama gan trīs-fāzes, gan vienas{5}}fāzes jauda, ​​vislabāk nodrošina Delta-Wye konfigurācija, kas nodrošina iezemētu neitrālu vienas-fāzes sadalei, vienlaikus izolējot primāro no sekundārās nelīdzsvarotības.

9.2. Zemējuma prasības

Ja iezemēta neitrāla ir būtiska sistēmas aizsardzībai un bojājumu novēršanai, ir nepieciešams Wye sekundārs. Delta-Wye ir dabiska izvēle sadales sistēmām, kurām nepieciešama stabila, iezemēta neitrāla slodzes pusē. Ja sistēmai nav nepieciešama neitrāla un tā var darboties bez zemējuma vai ar stūra zemējumu, Delta-Delta var būt piemērota.

9.3. Harmoniskais saturs

Sistēmas ar ievērojamu harmoniku{0}}radošo slodzi (mainīgas frekvences piedziņas, komutācijas barošanas avoti, LED apgaismojums,datu centrsiekārtas) gūst labumu no trīsstūra tinuma harmonikas{0}}slazdošanas iespējām. Šādos gadījumos ieteicamas Delta-Wye vai Delta-Delta konfigurācijas.

9.4. Iedarbināšanas prasības lieliem motoriem

Lieli motori, kuriem nepieciešama pazemināta -sprieguma iedarbināšana, var būt piemēroti Wye-delta palaišanas režīmam, kur motors tiek iedarbināts Vaijā, lai ierobežotu ieslēgšanas strāvu, un pēc tam pārslēgts uz Delta, lai tas darbotos.

9.5. Sistēmas sprieguma līmeņi un pakāpeniski-augšup un{3}}uz leju

Delta-Wye parasti izmanto, lai samazinātu-no vidēja-sprieguma sadales līdz zema-sprieguma izmantošanai. Wye-Delta bieži tiek izmantota arī lejupielādei-, taču izvēle starp tām var būt atkarīga no tā, vai primārajā vai sekundārajā pusē ir nepieciešama neitrāla.

9.6. Nākotnes paplašināšana un atlaišana

Delta-Delta konfigurācijas nodrošina atvērtu-delta dublēšanu-, ja viens transformators bankā sabojājas, pārējie divi var turpināt nodrošināt aptuveni 58% no nominālās trīs{4}}fāžu jaudas. Tas varētu būt svarīgs apsvērums kritiskām iekārtām.

 

 

 

 

 

 

Katram Delta un Wye savienojumiem ir atšķirīgas lomas trīs{0}}fāzu elektroenerģijas sadalē, un to apvienotā Delta-Wye konfigurācija ir nozares darba zirgs, lai samazinātu pārraides spriegumu līdz izmantojamam līmenim, kur ir nepieciešams stabils zemējums un jaukta slodze. Delta ir izcila, ja izturīgā trīs-fāzu strāvas padeve un kļūdu tolerance ir vissvarīgākā, slēgtā-cilpas dizains nodrošina lielisku slodzes sadali, un neitrāla neesamība nav ierobežojums. Wye ir izcils, ja ir nepieciešama daudzpusība, iezemēta darbība un jauktas vienfāzes -plus trīs{7}}fāzes slodzes, piedāvājot divu sprieguma iespējas un stabilu neitrālu atskaiti.

Visizplatītākā šo divu pasauli satikšanās vieta ir Delta-Wye transformators: Delta primārais izolē augšupējās sistēmas no lejupvērstās nelīdzsvarotības un harmonikas, savukārt Wye sekundārais nodrošina iezemētu, stabilu neitrālu reālām -pasaules slodzēm, kas reti ir perfekti līdzsvarotas. Izpratne par to, kad un kāpēc izmantot katru konfigurāciju, ļauj inženieriem optimizēt veiktspēju, efektīvi pārvaldīt dažādus slodzes veidus un kontrolēt projekta izmaksas. Ja rodas šaubas, vispiemērotākais -jauktās{{5}izmantošanas iekārtu jaudas samazināšanas rādītājs parasti ir Delta-Wye, jo tas piedāvā vislabāko daudzpusības, drošības un veiktspējas līdzsvaru.

 

 

 

 

 

Strādājot ar transformatoriem, vienmēr ievērojiet visus piemērojamos elektriskos noteikumus un drošības standartus. Nekad neuzņemieties, ka sistēma ir atslēgta- bez atbilstošas ​​pārbaudes. Pareiza izmēra pārslodzes aizsardzība un zemējums ir būtiski drošai darbībai. Ja neesat pārliecināts par kādu transformatora izvēles vai uzstādīšanas aspektu, konsultējieties ar licencētu elektroinženieri vai kvalificētu speciālistu.