Vor- / Nachteile von Y- oder Delta-Verbindungen

Ich habe während des gesamten Fachs (im ersten Jahr des Universitätsabschlusses) Dreiphasensysteme studiert. Ich bin jetzt fertig und kenne beide "Y" (Stern) oder "Delta" (Dreieck) Verbindungen. Ich habe viele Berechnungen mit ihnen durchgeführt, kenne jedoch nicht die verschiedenen Anwendungen, die sie haben, und ich möchte Folgendes wissen, um mein Wissen zu erweitern.

Ich würde gerne wissen, welches für verschiedene Zwecke besser ist (Y oder Delta), sie müssen ihre Vor- und Nachteile haben, aber mir wurde nie gesagt, welche es sind. Ich habe versucht, im Internet zu recherchieren, aber ich habe keine besonders gute Antwort gefunden. Ich habe nur die Vor- und Nachteile des Starts von Y- und Delta-Motoren gesehen, aber ich denke mehr an den Standpunkt der "Schaltung".

Ich interessiere mich wirklich für das Thema, aber ich habe es nur aus rechnerischer Sicht gesehen. Ich würde mich freuen, wenn mir jemand einige der wichtigsten Vor- und Nachteile der Verwendung beider Verbindungen erklären könnte. Vielen Dank.

Die beiden Systeme haben sehr unterschiedliche Anwendungen. Ja, in einigen Bereichen gibt es viele Überkreuzungen, aber die beiden sind für bestimmte Anwendungen besser geeignet.

Nehmen wir zum Beispiel Motoren. Delta ist beim Antrieb von Motoren weit überlegen als Star. Mit Delta können Sie eine Welle visualisieren, die um das Dreieck zirkuliert, und es ist diese Welle, die den Motor dreht. Während sich die Welle um die Phasen bewegt, zieht sie den Motor effektiv mit sich herum. Es macht das Motordesign wirklich einfach und effizient. Nicht so bei Star, wo Sie im Wesentlichen versuchen müssen, drei Einphasenmotoren miteinander zu kombinieren.

Wenn Sie jedoch eine Last auf mehrere Schaltkreise oder Geräte verteilen möchten und die Last in jeder Phase möglicherweise nicht gleich ist ( unsymmetrisches System ), hat eine Sternanordnung massive Vorteile. Jeder Zweig des Sterns ( Phase ) ist eine eigene Schaltung. Die Belastung jeder Phase ist spezifisch für diese Phase und sie haben wenig Einfluss aufeinander.

Es gibt auch eine dritte Anordnung, die sich auf halbem Weg zwischen einem Stern und einem Delta befindet - in dieser Anordnung ist jede Delta-Phase mit einem eigenen, vollständig separaten Transformator verbunden und es gibt keinen gemeinsamen Neutralpunkt. Das sieht man eigentlich selten, aber ich dachte, ich sollte es hier trotzdem erwähnen. Es kombiniert im Grunde genommen beide Sternanordnungen mit vollständiger Isolation, kann also einige Sicherheitsvorteile haben (wie einen Isolationstransformator bei einer normalen einphasigen Versorgung), ist aber den Aufwand eines Systems ohne gemeinsamen neutralen Punkt nicht wert.

Um zu verdeutlichen, was ich mit einer Welle meine, die sich um ein Delta dreht, hier eine kleine Animation, die ich angeklopft habe:

_{Hinweis: Es ist Weihnachtstag, ich bin betrunken, und das könnte nach allem, was ich weiß, alles Kauderwelsch gewesen sein.}

Delta eignet sich hervorragend für ausgeglichene dreiphasige Lasten und hat große Vorteile bei der Eliminierung der 3. Harmonischen. (Sie haben dies wahrscheinlich in Ihrem Kurs behandelt.)

Ein Problem mit Delta ist, dass es keinen Stern- / Sternpunkt gibt, sodass Lasten, die eine neutrale Verbindung erfordern, nicht angeschlossen werden können. Aus diesem Grund ist die europäische Haushaltsstromverteilung häufig dreiphasig mit 10 - 20 kV zum lokalen Transformator, der eine Delta-Primär- und eine Stern / Stern-Sekundärwicklung aufweist. Jedes Haus wird von einer Phase und einem Neutralleiter gespeist, die mit dem Sternpunkt und der Erde verbunden sind.

Mit den richtigen Wicklungsverhältnissen können Sie jeweils die gleiche Spannung und Leistung erzielen. Die Vorteile, die ich gesehen habe, hängen normalerweise damit zusammen, wie die Phasen auf etwas anderes bezogen werden sollen.

Ein Vorteil von Y besteht darin, dass Sie alle drei Phasen symmetrisch auf dieselbe Spannung (normalerweise Erde) beziehen können. Wenn Sie eine dreiphasige Wechselstromversorgung von 480 V Wechselstrom haben, sagt dies nichts darüber aus, wie weit diese Spannungen von der Metallbox entfernt sind, in der sich Ihre Elektronik befindet. Wenn diese Box geerdet ist, die Wechselstromleitungen jedoch alle 10 kV entfernt sind Vom Boden aus passieren Ihrer Isolierung schlimme Dinge. Wenn Sie Ihren Neutralleiter an die Erde binden, können Sie dies vermeiden und 100% sicher sein, dass alle drei Leitungen jederzeit innerhalb einer akzeptablen Erdspannung liegen.

Ein Neutralleiter kann aus ähnlichen Gründen auch das Rauschen reduzieren. Wenn sich die Wechselstromleitungen plötzlich relativ zum geerdeten Gehäuse verschieben können, kann sich dieses Gleichtaktrauschen durch parasitäre Kapazität einkoppeln und Ihre Steuer- und Erfassungsschaltungen zerstören.

Und mit einem Neutralleiter erhalten Sie einen offensichtlich definierten Neutralpfad für Fehler-, Ungleichgewichts- oder Oberschwingungsströme. Diese Ströme mit einem bestimmten Weg zurück zur Erde bedeuten, dass sie leichter erkannt und somit darauf reagiert werden können.

Delta hat keinen offensichtlichen Erdungsort; Die Wechselstromleitungen schweben im Allgemeinen alle relativ zur Erde. Nun gibt es Ausnahmen. Ich habe eckige Systeme gesehen, bei denen eine Phase mit der Erde verbunden ist. Ich habe einen Mittelabgriff auf eine Phase gesehen, die mit der Erde verbunden ist. Aber ich denke , es wäre fair zu sagen , diejenigen Hacks sind, versuchen , einen Boden Verweis auf hinzuzufügen , was sollte ein Y Transformator sein, ist aber nicht aus historischen Gründen.

Warum willst du keinen Bezug zur Erde haben? Kraftübertragung über große Entfernungen. Die Erdungsspannung variiert von Ort zu Ort. Sie können nicht einfach die Erdung in einem Gebäude mit der Erdung in einem anderen Gebäude verbinden, oder Sie haben eine Erdungsschleife und einen konstanten Stromfluss durch Ihre Neutralleiter. Wenn Sie sich nur mit Übertragung befassen und die lokale Erdung ausdrücklich keine Rolle spielt, können Sie mit Delta Geld sparen, indem Sie vermeiden, ein zusätzliches Kabel ohne guten Grund zu verlegen.

Die Art und Weise, wie ich Dinge normalerweise in einer industriellen Umgebung sehe, besteht darin, Strom in einer Delta-Konfiguration bis zum Verwendungsort zu betreiben und dann in Y umzuwandeln, um eine lokale Erdreferenz für das Gerät zu erhalten.

In der Welt der Hochleistungsleistung wird bei der Stromerzeugung mehrphasiges (3) phasiges Delta verwendet und ist die bevorzugte Methode, um auch große Leistungsmengen zu verbrauchen. Phasenlasten werden ausgeglichen, Vibrationen minimiert, Kabelkapazität maximiert, ...

Außerhalb der Machtwelt wird eine Einphasenphase bevorzugt.

Aus Sicht des Stromversorgungssystems sind die beiden in Bezug auf den Schutz sehr unterschiedlich. In einer Delta-Anordnung ist das Erkennen von Erdfehlern beispielsweise nicht so einfach (es sei denn, Sie haben auch Erdungstransformatoren). Die Tatsache, dass Delta möglicherweise keine Erdreferenz hat, kann je nach Ihrer Situation sowohl ein Vorteil als auch ein Nachteil sein (ein Erdschluss führt beispielsweise nicht dazu, dass ein Fehlerstrom fließt). Transformator-Konfigurationen werden normalerweise so ausgewählt, dass sie in die vorhandene Infrastruktur passen. Möglicherweise benötigen Sie eine bestimmte Vektorgruppen-Transe, um zwei vorhandene Netzwerke abzugleichen, und unterschiedliche Vektorverschiebungen werden mit unterschiedlichen Kombinationen von Delta und Stern erzielt.

Bei Dreieckschaltung wird ein höherer Strom verbraucht, bei Sternschaltung beträgt der Strom jedoch ein Drittel der Dreieckschaltung. Um die Motoren vor hohem Anlaufstrom zu schützen, werden die Motoren beim Starten in Stern geschaltet. Das Drehmoment ist jedoch direkt proportional zum Quadrat der Spannung, sodass eine bessere Leistung des Induktionsmotors erforderlich ist, der im Dreieck angeschlossen werden muss. Daher wird für den Induktionsmotor normalerweise ein Stern-Dreieck-Starter verwendet.

Wenn eine Primärwicklung eines Delta / Delta-Transformators ausfällt, hat die Sekundärwicklung immer noch alle drei Phasen. Nur die Natur eines Dreiecks. Eine Eigenschaft, die häufig genutzt wird, um die Transformatorkosten bei kleinen Installationen um 1/3 zu senken (in den USA Open Delta genannt).

Schwimmendes Delta (kein Bodenbezug) Delta wird häufig auf Schiffen gefunden. Sie verwenden Detektoren und Monitore anstelle herkömmlicher Sicherungen, um Fehler am Rumpf ("Boden") zu beheben. Aus mehreren Gründen möchten sie nicht, dass ein Bodenkurzschluss überschüssigen Strom durch bestimmte Teile des Rumpfes leitet oder die Motoren bei kritischen Manövern auf hoher See stoppt. Der größte Faktor ist jedoch wahrscheinlich auf die galvanische Korrosion zurückzuführen, da viele größere Schiffe auf aktiv angelegte Spannung und Strom angewiesen sind, um den Rumpf zur Kathode im Korrosionsstapel zu machen, bei dem es sich um Korrosion handelt Herausforderung sicher.

Die Delta-Schaltungsspannung relativ zum Rumpf kann mit einfacher Elektronik in vernünftigen Grenzen gehalten werden, da jede größere Drift im Grunde das Stromäquivalent einer statischen Ladung ist und der Überschuss mit einigen Widerständen mit mäßig hoher Impedanz, Zenerdioden und der wie zwischen dem Rumpf und allen drei Phasen angebracht.

Wenn Sie an Land ein Delta / Delta parallel zu einem Stern / Dreieck-Transformator (oder Stern / Stern-Delta / Stern) schalten, drehen Sie die Phasen und erhalten ein 6-Phasen-System, das für einige große Industriezweige verwendet wird Zwecke, sowohl sehr große Motoren (gleichmäßigeres Drehmoment und angemessenere Stromstärke in jeder Phase) als auch vor dem Gleichrichten auf Gleichstrom (weniger Welligkeit). Nachteil gegenüber 3 Phasen ist die Notwendigkeit der doppelten Anzahl von Teilen und Teilen und der Komplexität von Verbindungen, wobei 3 alle Verbindungsmuster entweder eine gleichmäßige Abc- oder CCW-cba-Drehung im Uhrzeigersinn ergeben. Mit 6 Phasen können Sie sie außer Betrieb setzen, sodass Sie anstelle von abcdef oder fedcba versehentlich in der Liste vorwärts und rückwärts springen können, wie bei adcfeb, was wahrscheinlich nur zucken und sich überhaupt nicht drehen würde oder sehr rau und ineffizient wäre.

Befreien Sie sich von der Verkabelung (es gibt Tausende von Links und Bildern im Internet). Delta wird im Allgemeinen verwendet und erzielt den besten Wirkungsgrad. Eine einfache Sache ist jedoch, dass für den größeren Motor ein viel höherer Strom benötigt wird und bei dieser Strommenge einige Komponenten (innerhalb oder außerhalb) der Systeme ausfallen können. Dann wird die Sternverdrahtung benötigt, um sie am Anfang zu verwenden. Also nennen wir manchmal Softstart.