Sơ đồ đấu nối mạch ba pha trong mạng điện

Những lợi thế của mạng ba pha, đảm bảo phân phối rộng rãi của chúng, là rõ ràng:

• năng lượng được truyền qua ba dây trên một khoảng cách dài tiết kiệm hơn nếu có ít pha hơn;

• máy phát điện đồng bộ, động cơ không đồng bộ, máy biến áp ba pha — dễ chế tạo, vận hành kinh tế và đáng tin cậy;

• Cuối cùng, hệ thống điện xoay chiều ba pha có khả năng cung cấp (và lấy) công suất tức thời không đổi trong một khoảng thời gian của dòng điện hình sin nếu tải của máy phát điện ba pha là như nhau ở tất cả các pha.

Hãy xem những mạch điện ba pha cơ bản nào tồn tại trong mạng điện.

Các cuộn dây của máy phát điện xoay chiều ba pha thường có thể được nối với tải theo nhiều cách khác nhau. Vì vậy, cách tiết kiệm nhất là kết nối trực tiếp một tải riêng biệt với từng pha của máy phát, kéo dài hai dây cho mỗi tải. Nhưng với phương pháp này, sẽ cần sáu dây để kết nối.

Điều này rất lãng phí về tiêu thụ vật liệu và bất tiện.Để tiết kiệm vật liệu, các cuộn dây của máy phát điện ba pha được kết hợp đơn giản trong mạch «sao» hoặc «tam giác». Với giải pháp đấu dây này, thu được tối đa 4 ("ngôi sao có điểm 0" hoặc "đồng bằng") hoặc tối thiểu là 3.

Máy phát điện ba pha được mô tả trên sơ đồ dưới dạng ba cuộn dây nằm ở các góc 120 ° với nhau. Nếu việc kết nối các cuộn dây của máy phát điện được thực hiện theo sơ đồ "sao", thì các đầu cuối cùng tên của các cuộn dây được kết nối với nhau tại một điểm (cái gọi là "điểm không" của máy phát điện ). Điểm 0 được đánh dấu bằng chữ «O» và các đầu cuối tự do (cực pha) của cuộn dây được đánh dấu bằng các chữ cái «A», «B» và «C».

Nếu các cuộn dây của máy phát được nối với nhau theo sơ đồ "tam giác", thì đầu cuối của cuộn dây thứ nhất được nối với đầu của cuộn dây thứ hai, đầu cuối của cuộn dây thứ hai - với đầu thứ ba, cuối phần ba - đến đầu phần thứ nhất - tam giác được đóng lại. Về mặt hình học, tổng EMF trong một tam giác như vậy sẽ bằng không. Và nếu tải hoàn toàn không được kết nối với các cực «A», «B» và «C», thì dòng điện sẽ không chạy qua các cuộn dây của máy phát.

Kết quả là, chúng ta có năm sơ đồ cơ bản để kết nối máy phát ba pha với tải ba pha (xem hình). Chỉ trong ba hình này, bạn có thể thấy tải ba pha được kết nối hình sao, trong đó ba đầu của tải được kết hợp tại một điểm duy nhất. Điểm này ở trung tâm của ngôi sao tải được gọi là «điểm không tải» và được đánh dấu «O'».

Dây dẫn nối các điểm trung tính của tải và máy phát được gọi là dây dẫn trung tính trong các mạch như vậy. Dòng điện của dây trung tính được ký hiệu là «Io».Đối với chiều dương của dòng điện, hướng từ tải đến máy phát thường được lấy, tức là từ điểm «O'» đến điểm «O».

Các dây nối các điểm "A", "B" và "C" của các cực máy phát với tải được gọi là dây dẫn và các mạch tương ứng: sao-sao với dây trung tính, sao-sao, sao-tam giác, tam giác- delta, delta-star - chỉ năm sơ đồ cơ bản để kết nối các mạch ba pha trong mạng điện.

Dòng điện chạy qua vật dẫn tuyến tính gọi là dòng điện tuyến tính và được ký hiệu là Ia, Ib, Ic. Đối với hướng dương của dòng điện, hướng từ máy phát đến tải thường được lấy.Các giá trị mô-đun của dòng điện có nghĩa là Il, theo quy luật, không có chỉ số bổ sung, vì điều thường xảy ra là tất cả các dòng điện của đoạn mạch có độ lớn bằng nhau. Điện áp giữa hai dây dẫn tuyến tính là điện áp tuyến tính, được ký hiệu là Uab, Ubc, Uca hoặc nếu chúng ta đang nói về mô-đun, chúng chỉ đơn giản là viết Ul.

Mỗi cuộn dây của máy phát được gọi là pha máy phát và mỗi phần trong số ba phần của tải ba pha được gọi là pha tải. Dòng điện của các pha của máy phát và theo đó, của tải được gọi là dòng điện pha, ký hiệu là If. Điện áp bên trong của các pha máy phát và các pha tải được gọi là điện áp pha, chúng được ký hiệu là Uf.

Nếu các cuộn dây của máy phát điện được kết nối theo hình «sao», thì điện áp đường dây cao gấp 3 lần gốc (1,73 lần) về giá trị tuyệt đối so với điện áp pha. Điều này là do điện áp đường dây về mặt hình học sẽ trở thành đáy của các tam giác cân với các góc nhọn ở đáy là 30°, trong đó các chân là điện áp pha.Xin lưu ý rằng một loạt điện áp ba pha thấp: 127, 220, 380, 660 — được hình thành đơn giản bằng cách nhân giá trị trước đó với 1,73.

Khi các cuộn dây của máy phát được kết nối theo kiểu "sao", rõ ràng dòng điện dây bằng dòng điện pha. Nhưng điều gì xảy ra với điện áp khi cuộn dây máy phát được nối tam giác? Trong trường hợp này, điện áp mạng sẽ bằng điện áp pha cho từng pha và cho từng phần của tải: Ul = Uf. Khi tải được kết nối sao, dòng điện sẽ bằng dòng điện pha: Il = If.

Khi tải được kết nối theo sơ đồ "delta", đối với hướng dương của dòng điện, hãy chọn hướng theo chiều kim đồng hồ của đường vòng delta. Việc xác định được thực hiện bởi các chỉ số có liên quan: dòng điện chạy từ điểm nào và nó chạy đến điểm nào, ví dụ, Iab là ký hiệu của dòng điện từ điểm "A" đến điểm "B".

Nếu tải ba pha được nối tam giác, thì dòng điện dây và dòng điện pha sẽ không bằng nhau. Dòng điện sau đó được phát hiện bởi dòng điện pha theo định luật Kirchhoff đầu tiên: Ia=Iab-Ica, Ib=Ibc-Iab, Ic=Ica-Ibc.