مخططات توصيل الدوائر ثلاثية الطور في الشبكات الكهربائية

مزايا الشبكات ثلاثية الطور ، التي تضمن توزيعها على نطاق واسع ، واضحة:

• تنتقل الطاقة عبر ثلاثة أسلاك عبر مسافات طويلة بشكل اقتصادي أكثر مما لو كانت هناك مراحل أقل ؛

• المولدات المتزامنة والمحركات غير المتزامنة والمحولات ثلاثية الطور - سهلة التصنيع واقتصادية وموثوقة في التشغيل ؛

• أخيرًا ، يتمتع نظام التيار المتردد ثلاثي الطور بالقدرة على توفير (وأخذ) طاقة فورية ثابتة لفترة من التيار الجيبي إذا كان حمل المولد ثلاثي الطور هو نفسه في جميع المراحل.

دعونا نلقي نظرة على الدوائر الأساسية ثلاثية الطور الموجودة في الشبكات الكهربائية.

يمكن بشكل عام توصيل لفات المولد ثلاثي الطور بالأحمال بطرق مختلفة. لذلك ، فإن الطريقة الأكثر اقتصادا هي توصيل حمولة منفصلة مباشرة بكل مرحلة من مراحل المولد ، مع تمديد سلكين لكل حمولة. ولكن مع هذا النهج ، ستكون هناك حاجة إلى ستة أسلاك للتوصيل.

هذا هدر للغاية من حيث استهلاك المواد وغير مريح.لتحقيق وفورات في المواد ، يتم دمج لفات المولد ثلاثي الطور ببساطة في دائرة «نجمية» أو «دلتا». باستخدام حل الأسلاك هذا ، يتم الحصول على 4 بحد أقصى ("نجمة بنقطة صفر" أو "دلتا") أو 3 كحد أدنى.

تم تصوير مولد ثلاثي الطور على مخططات في شكل ثلاث لفات تقع بزاوية 120 درجة مع بعضها البعض. إذا تم توصيل لفات المولد وفقًا لمخطط "النجم" ، فإن المحطات التي تحمل نفس اسم اللفات متصلة ببعضها البعض عند نقطة واحدة (ما يسمى بـ "نقطة الصفر" للمولد ). يتم تمييز نقطة الصفر بالحرف "O" ، ويتم تمييز المحطات الحرة (أطراف الطور) للملفات بالأحرف «A» و «B» و «C».

إذا كانت لفات المولد متصلة ببعضها البعض في مخطط "مثلث" ، فإن نهاية اللف الأول متصلة ببداية اللف الثاني ، ونهاية اللف الثاني - ببداية الثالث ، نهاية الثلث - إلى بداية الأول - المثلث مغلق. هندسيًا ، سيكون مجموع EMF في مثل هذا المثلث صفرًا. وإذا لم يكن الحمل متصلاً على الإطلاق بالأطراف «أ» و «ب» و «ج» ، فلن يتدفق التيار عبر لفات المولد.

نتيجة لذلك ، حصلنا على خمسة مخططات أساسية لتوصيل مولد ثلاثي الطور بحمل ثلاثي الطور (انظر الأشكال). في ثلاثة فقط من هذه الأشكال ، يمكنك رؤية حمل ثلاثي الأطوار متصل بالنجوم ، حيث يتم دمج الأطراف الثلاثة للحمل في نقطة واحدة. تسمى هذه النقطة الموجودة في وسط نجمة التحميل «تحميل نقطة الصفر» ويشار إليها بـ «O» ».

الموصل الذي يربط النقاط المحايدة للحمل والمولد يسمى الموصل المحايد في هذه الدوائر. يُشار إلى تيار السلك المحايد بـ «Io».بالنسبة للاتجاه الموجب للتيار ، عادة ما يتم أخذ الاتجاه من الحمل إلى المولد ، أي من النقطة «O» إلى النقطة «O».

الأسلاك التي تربط النقاط "A" و "B" و "C" لمحطات المولد بالحمل تسمى أسلاك خطية ، والدوائر على التوالي: star-star بسلك محايد ، star-star ، star-delta ، delta- دلتا ، دلتا ستار - خمسة مخططات أساسية فقط لتوصيل الدوائر ثلاثية الطور في الشبكات الكهربائية.

تسمى التيارات المتدفقة عبر الموصلات الخطية التيارات الخطية ويرمز لها بـ Ia و Ib و Ic. بالنسبة للاتجاه الإيجابي لتيار الخط ، عادةً ما يتم أخذ الاتجاه من المولد إلى الحمل. وتعني قيم الوحدة لتيارات الخط Il ، كقاعدة عامة ، بدون مؤشرات إضافية ، حيث يحدث غالبًا أن كل التيارات الخطية الدائرة متساوية في الحجم. الجهد بين موصلين خطيين هو الجهد الخطي ، يُشار إليه بواسطة Uab ، أو Ubc ، أو Uca ، أو إذا كنا نتحدث عن وحدة ، فإنهم يكتبون ببساطة Ul.

يُطلق على كل ملف من ملفات المولد مرحلة المولد ، ويطلق على كل جزء من الأجزاء الثلاثة للحمل ثلاثي الطور مرحلة الحمل. تسمى تيارات مراحل المولد ، وبالتالي الأحمال ، بتيارات الطور ، والتي يرمز إليها إذا. تسمى الفولتية الداخلية لمراحل المولد ومراحل الحمل بجهد الطور ، ويشار إليها بـ Uf.

إذا كانت لفات المولد متصلة بـ «نجمة» ، فإن الفولتية الخطية أعلى بثلاث مرات من الجذر (1.73 مرة) في القيمة المطلقة من جهد الطور. وذلك لأن الفولتية الخطية ستصبح هندسيًا أساسًا لمثلثات متساوية الساقين بزوايا حادة عند القاعدة 30 درجة ، حيث تكون الأرجل هي الفولتية الطورية.يرجى ملاحظة أن سلسلة من الفولتية المنخفضة ثلاثية الطور: 127 ، 220 ، 380 ، 660 - تتشكل ببساطة بضرب القيمة السابقة في 1.73.

عندما يتم توصيل لفات المولد في "نجمة" ، من الواضح أن الخط الحالي يساوي تيار الطور. ولكن ماذا يحدث للجهد عندما تكون لفات المولد متصلة بالدلتا؟ في هذه الحالة ، سيكون جهد الشبكة مساويًا لجهد الطور لكل مرحلة ولكل جزء من الحمل: Ul = Uf. عندما يكون الحمل متصلاً بنجمة ، فإن تيار الخط سيكون مساويًا لتيار الطور: Il = If.

عندما يتم توصيل الحمل وفقًا لمخطط "دلتا" ، بالنسبة للاتجاه الإيجابي للتيارات ، حدد اتجاه عقارب الساعة لممر دلتا الجانبي. يتم التحديد بواسطة المؤشرات ذات الصلة: من أي نقطة يتدفق التيار وإلى أي نقطة يتدفق ، على سبيل المثال ، Iab هو تعيين التيار من النقطة "A" إلى النقطة "B".

إذا كان الحمل ثلاثي الأطوار متصلاً بالدلتا ، فلن تكون التيارات الخطية وتيارات الطور متساوية مع بعضها البعض. ثم يتم الكشف عن التيارات الخطية بواسطة تيارات الطور وفقًا لقانون كيرشوف الأول: Ia = Iab-Ica ، Ib = Ibc-Iab ، Ic = Ica-Ibc.