„Delta“ ir „Wye“ transformatorių jungčių vadovas

 

 

 

 

 

Trijų-fazių energijos paskirstymo sistemos labai priklauso nuo dviejų pagrindinių transformatorių jungčių tipų: Delta (Δ) ir Wye (Y). Šios konfigūracijos nustato, kaip tiekiama įtampa ir srovė, kaip galima prijungti apkrovas ir kaip sistema reaguoja į gedimus ir disbalansą. SupratimasDelta ir Wye jungtysyra būtinas elektros inžinieriams, įrenginių vadovams ir technikai, projektuojantiems, eksploatuojantiems ar prižiūrintiems elektros energijos sistemas.

Šiame vadove aprašomos kiekvieno ryšio tipo charakteristikos, pranašumai, apribojimai ir praktinis pritaikymas, taip pat dažniausiai pateikiamos kombinuotos konfigūracijos ir pasirinkimo kriterijai.

 

 

 

 

 

 

 

Nuliniame taške yra du skirtingi įtampos lygiai: įtampa nuo linijos-į-liniją (paprastai aukštesnė) ir nuo linijos-į-nuline įtampa (mažesnė). Pvz., 480Y / 277V Wye sistema suteikia 480 V tarp fazių trijų-fazių įrangai ir 277 V nuo bet kurios fazės iki neutralios vienfazės{10}}apkrovos. Matematinis ryšys išreiškiamas kaip, tai reiškia, kad linijos įtampa yra maždaug 1,732 karto didesnė už fazės įtampą.

„Wye“ jungtys taip pat leidžia įžeminti nulinį tašką, o tai sukuria stabilią įtampos atskaitos tašką ir sukuria mažos -impedanso grįžimo kelią gedimų srovėms. Priklausomai nuo sistemos reikalavimų, neutralus gali būti tvirtai įžemintas, įžemintas per rezistorių arba paliktas plūduriuoti. Tačiau, jei neutralė paliekama neįžeminta arba atjungiama, gedimų tolerancija žymiai sumažėja ir netikėti įtampos svyravimai gali sugadinti įrangą.

 

 

Delta konfigūracijoje linijos įtampa lygi fazinei įtampai kiekvienoje apvijoje, o linijos srovė paskirstoma taip, kad kiekviena fazinė apvija tekėtų apie 58% () linijos srovės. Uždaras{1}}ciklas užtikrina stiprią srovės cirkuliaciją ir puikų veikimą esant didelėms apkrovoms. Net jei vienas-fazinis įrenginys „Delta“ banke sugenda, likusieji du gali toliau tiekti trijų-fazių maitinimą maždaug 58 % pradinės talpos-, dažnai vadinama „atvira-delta“ operacija.

Nulinio taško nebuvimas supaprastina didelės-galios trijų-fazių tiekimą, tačiau nustato apribojimus: Delta jungtys negali tiesiogiai tiekti vienos-fazės apkrovų be papildomos įrangos, o įžeminimui reikia specialių metodų, nes nėra natūralios neutralės.

 

 

 

 

 

 

Funkcija	Delta (Δ)	Wye (Y)
Konfigūracija	Uždara trikampio kilpa	Žvaigždės formos su centrine neutrale
Laidai	3 laidų sistema (tik fazės)	4 laidų sistema (+ neutrali)
Įtampos santykis
Neutralus taškas	Nėra	Yra (gali būti įžemintas)
Vienfazis{0}}pajėgumas	Negalima tiesiogiai tiekti vienos{0}}fazės apkrovų	Dvi fazės{0}} ir trijų{1} fazių įtampa
Harmoninis švelninimas	Viduje sulaiko trigubas harmonikas	Labiau jautrūs (reikia sušvelninti)
Gedimų tolerancija	Sugedus vienai ritei, toliau atidarykite{0}}deltą	Priklauso nuo neutralaus įžeminimo konfigūracijos
Tipiškos programos	Aukštos{0}}tampos transmisija, sunkieji pramoniniai varikliai	Paskirstymo sistemos,{0}}mišraus naudojimo pastatai, komercinės patalpos

 

Lentelėje parodyta, kad „Delta“ teikia pirmenybę tvirtumui ir efektyvumui esant didelėms trijų{0} fazių apkrovoms, o „Wye“ siūlo universalumą ir saugesnį įžeminimą sistemoms su mišrių apkrovų tipais.

 

 

 

 

 

 

Transformatoriai gali sujungti Delta ir Wye savo pirminėje ir antrinėje apvijoje keturiais standartiniais būdais. Pirmiausia nurodomas pirminės apvijos tipas (H pusė, didžiosios raidės), po to antrinės apvijos tipas (X pusė, mažosios raidės).

 

 

 

 

 

 

 

Posūkių santykio skaičiavimai skiriasi priklausomai nuo konfigūracijos:

Delta-Wye (Δ-Y):Laipsniško-žemyn delta-wye transformatoriaus, kurio apsisukimų santykis yra N (pirminis ir antrinis vienai ritei), antrinė linijos įtampa yra. Ir atvirkščiai, į skaičiavimą įtraukta aveiksnys dėl transformacijos iš Delta linijos įtampos į Wye linijos-į-neutralią įtampą.

Wye-Delta (Y-Δ):Wye{0}}trikampio transformatoriaus antrinė linijos įtampa yra susijusi su pirminės fazės įtampa pagal posūkių santykį, bet papildomasantykiai taikomi priklausomai nuo to, ar atsistatydinate, ar kylate aukštyn.

Delta-Delta (Δ-Δ) ir Wye-Wye (Y-Y):Esant toms pačioms-jungčių konfigūracijoms, įtampos transformacija atliekama pagal paprastą posūkių santykį:, kai linijos įtampa keičiasi tiesiogiai.

 

 

 

 

 

 

Įžeminimas, be abejo, yra vienintelis svarbiausias praktinis veiksnys renkantis tarp Delta ir Wye.

Wye įžeminimo parinktys:Kai yra Wye neutralus, gali būti:

• Tvirtai įžemintas:Jungiamas tiesiai į žemę (dažniausiai žemesnėms nei 600 V įtampai). Tai užtikrina mažiausios varžos gedimo grįžimo kelią.
• Atsparumas įžemintas:Neutralus, prijungtas prie žemės per rezistorių, kuris riboja įžeminimo gedimo srovę iki iš anksto nustatytos vertės, paprastai 5–400 amperų. Tai sumažina žalą gedimų metu, kartu užtikrinant perdavimo jautrumą.
• Neįžemintas arba reaktyvinis įžeminimas:Neutrali lieka izoliuota nuo žemės arba prijungta per reaktorių. Mažiau paplitęs šiuolaikinėse gyvenamosiose ar komercinėse sistemose, bet randamas kai kuriuose pramoniniuose objektuose arba didelio pasipriešinimo įžemintose sistemose.

Perjungimo modeliavimo metu sprendimas įžeminti Wye jungties neutralę tiesiogiai veikia potencialių transformatorių, viršįtampių ribotuvų, įvorių ir kitų komponentų pasirinkimą. Įžemintoms „Wye“ sistemoms komponentai parenkami pagal fazės -į-įžeminimo įtampą. Neįžemintose sistemose komponentai turi būti įvertinti pagal fazės nuo -to{5}} fazės įtampą.

Delta įžeminimo iššūkiai:Be neutralaus taško, Delta sistemos negali būti įžemintos taip pat, kaip Wye sistemos. Vietoj to:

• Kampinis įžeminimas:Vienas fazinis laidininkas sąmoningai prijungiamas prie žemės-paprasčiausias būdas, tačiau kitose dviejose fazėse sukuriama aukšta įtampa, palyginti su įžeminimu.
• Centrinis-įžeminimas:Kai kuriose antrinėse trikampio linijose vienos apvijos vidurio taškas gali būti įžemintas ir įžemintas, kad būtų užtikrinta ribota vienos fazės galimybė, pvz., 240/120 V trijų-fazių-laidų trikampio sistemose (taip pat žinomose kaip „aukštos{6}}kojos trikampis“).
• Įžeminimo transformatoriai: A Zig{0}}zagasarba Wye{0}}gali būti pridėtas trikampio įžeminimo transformatorius, kad būtų sukurta dirbtinė neutralė, skirta įžeminti esamą neįžemintą Delta sistemą.

Kritinė saugos pastaba:Tvirtai įžeminta „Wye“ neutralė užtikrina mažą{0}}įžeminimo gedimų srovių varžą, todėl grandinės pertraukikliai ir saugikliai gali greitai pašalinti gedimus. Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios „Wye“ antrinės įmonės yra teikiamos pirmenybė komerciniams pastatams, sveikatos priežiūros įstaigoms ir kitoms aplinkybėms, kur gedimų šalinimas ir personalo sauga yra itin svarbūs.

 

 

 

 

 

 

 

Svarbus techninis niuansas: Delta{0}}Wye ir Wye-Delta transformatoriuose pirminė ir antrinė įtampa natūraliai pasislenka 30 laipsnių. Šis fazės poslinkis atsiranda ne pačiose apvijose, o dėl to, kaip apvijos yra tarpusavyje sujungtos. Tiksliau, linijos -į-linijos įtampa Wye pusėje yra perkelta 30 laipsnių, palyginti su linijos -į-linijos įtampa delta pusėje.

Laikrodžio žymėjimas (vektorių grupės):Transformatorių jungtys dažnai žymimos naudojant laikrodžio žymėjimą, nurodant fazės poslinkį-pavyzdžiui, „Dy11“ reiškia „Delta“ pirminį (D), „Wye“ antrinį (y), kurio fazės poslinkis atitinka 11 valandų pagal laikrodį arba 330 laipsnių (atitinka –30 laipsnių). „Yd1“ reiškia, kad antrinė dalis nuo pirminio atsilieka 30 laipsnių.

Kodėl svarbus fazės poslinkis:30 laipsnių fazių poslinkis nėra problema daugelyje įrenginių, tačiau jis tampa labai svarbus lygiagrečiai sujungiant transformatorius. Jei du transformatoriai su skirtingomis vektorių grupėmis yra prijungti lygiagrečiai, gali susidaryti didelės cirkuliacinės srovės. Lygiagrečiai jungiant transformatorius, vektorių grupė turi sutapti arba būti tinkamai kompensuota. Pavyzdžiui, Dy11 kartais gali būti lygiagretus su Yd1, jei atliekami atitinkami fazės sukimosi reguliavimai.

Fazės poslinkis nėraDelta{0}}Delta ir Wye-Wye jungtyse, kurios supaprastina lygiagrečiavimą.

 

 

 

 

 

Delta apvijos vaidina svarbų vaidmenį kontroliuojant harmoninius iškraipymus. Trigubos harmonikos (trečios, devintos, penkioliktos ir tt) natūraliai įstrigo ir cirkuliuoja Delta apvijose, o ne sklinda į maitinimo liniją. Dėl šios charakteristikos Delta-Delta ir Delta-Wye konfigūracijos yra ypač veiksmingos užkertant kelią harmoniniams iškraipymams, atsirandantiems dėl netiesinių apkrovų, veikiančių prieš srovę veikiančias sistemas.

Wye{0}}Wye transformatoriai yra jautresni harmoniniam triukšmui tarp šaltinio ir apkrovos. Dėl šios priežasties, kai dėl kitų priežasčių reikalingas Wye-Wye ryšys, kartais pridedama tretinė trikampio apvija, kad trigubos harmonikos galėtų cirkuliuoti.

 

 

 

 

 

 

 

Norint pasirinkti optimalią transformatoriaus konfigūraciją tam tikrai programai, reikia suderinti kelis veiksnius:

9.1 Krovinio tipas ir įvairovė

Grynos trijų{0}}fazių apkrovos (dideli varikliai, sunki pramoninė įranga, suvirintojai) puikiai veikia su bet kokia konfigūracija, tačiau „Delta{1}}Delta“ užtikrina patikimą gedimų toleranciją ir galimybę toliau dirbti atviroje-delta po gedimo. Mišrioms apkrovoms, kurioms reikalinga ir trijų{4}}fazių, ir vienos fazės{5}} galia, geriausiai tinka Delta-Wye konfigūracija, kuri suteikia įžemintą neutralę vienfaziam-paskirstymui ir izoliuoja pirminį nuo antrinio disbalanso.

9.2 Įžeminimo reikalavimai

Jei įžemintas neutralus yra būtinas sistemos apsaugai ir gedimų šalinimui, būtinas Wye antrinis įtaisas. Delta-Wye yra natūralus pasirinkimas paskirstymo sistemoms, kurioms reikia stabilios, įžemintos neutralės apkrovos pusėje. Jei sistemai nereikia nulinės jungties ir ji gali veikti neįžeminta arba su kampiniu įžeminimu, Delta-Delta gali būti tinkama.

9.3 Harmoninis turinys

Sistemos, turinčios dideles harmonines{0}}kurias apkrovas (kintamo dažnio pavaros, perjungimo maitinimo šaltiniai, LED apšvietimas,duomenų centrasįranga) turi naudos iš „Delta“ apvijos harmoninių{0}}gaudimo galimybių. Tokiais atvejais rekomenduojamos Delta-Wye arba Delta-Delta konfigūracijos.

9.4 Didelių variklių paleidimo reikalavimai

Dideli varikliai, kuriems reikalingas sumažintos{0}}įtampos paleidimas, gali tikti Wye-delta paleidimo sistemoms, kai variklis paleidžiamas Wye, kad būtų apribota įsijungimo srovė, o tada perjungiama į trikampį, kad veiktų.

9.5 Sistemos įtampos lygiai ir žingsnis-aukštyn, palyginti su žingsniu-žemyn

„Delta-Wye“ dažniausiai naudojamas mažinti-nuo vidutinės-įtampos paskirstymo iki žemos-įtampos naudojimo. „Wye-Delta“ taip pat dažnai naudojama žingsniui-nuleisti, tačiau pasirinkimas tarp jų gali priklausyti nuo to, ar neutralus reikalingas pirminėje ar antrinėje pusėje.

9.6 Ateities išplėtimas ir perteklius

Delta-Delta konfigūracija leidžia atlikti atvirą-delta atsarginę kopiją-, jei vienas banko transformatorius sugenda, likusieji du gali toliau tiekti maždaug 58 % vardinės trijų -fazių talpos. Tai gali būti svarbus kritinių objektų aspektas.

 

 

 

 

 

 

Kiekviena „Delta“ ir „Wye“ jungtis atlieka skirtingus vaidmenis trijų{0}}fazių energijos paskirstyme, o jų kombinuota „Delta-Wye“ konfigūracija yra pramonės įrankis sumažinti perdavimo įtampą iki tinkamo lygio, kai reikalingas stabilus įžeminimas ir mišri apkrova. „Delta“ puikiai tinka ten, kur svarbiausia yra tvirtas trijų-fazių energijos tiekimas ir atsparumas gedimams, uždaros-kilpos dizainas užtikrina puikų apkrovos pasidalijimą, o neutralios srovės nebuvimas nėra apribojimas. „Wye“ puikiai tinka ten, kur reikalingas universalumas, įžemintas veikimas ir mišri vienfazė -fazė ir trijų{7}}fazių apkrova, siūlanti dvigubos įtampos galimybes ir stabilią neutralią atskaitą.

Dažniausias šių dviejų pasaulių susitikimo taškas yra „Delta{0}}Wye“ transformatorius: „Delta“ pirminė izoliuoja prieš srovę esančias sistemas nuo pasroviui atsirandančių disbalansų ir harmonikų, o „Wye“ antrinė suteikia įžemintą, stabilų neutralų tikrosioms -pasaulio apkrovoms, kurios retai būna idealiai subalansuotos. Suprasdami, kada ir kodėl naudoti kiekvieną konfigūraciją, inžinieriai gali optimizuoti našumą, efektyviai valdyti įvairius apkrovos tipus ir kontroliuoti projekto išlaidas. Jei kyla abejonių, visapusiškas skaičius, kaip sumažinti mišraus{{5}naudojimo įrenginių maitinimą, paprastai yra „Delta-Wye“, nes jis siūlo geriausią universalumo, saugos ir našumo balansą.

 

 

 

 

 

Dirbdami su transformatoriais visada laikykitės visų galiojančių elektros kodų ir saugos standartų. Niekada nemanykite, kad sistema yra atjungta-be tinkamo bandymo. Tinkamo dydžio apsauga nuo viršsrovių ir įžeminimas yra būtini saugiam darbui. Jei nesate tikri dėl bet kurio transformatoriaus pasirinkimo ar įrengimo aspekto, kreipkitės į licencijuotą elektros inžinierių arba kvalifikuotą specialistą.