Водич за Делта и Вие трансформаторске везе

 

 

 

 

 

Трофазни системи за дистрибуцију електричне енергије се у великој мери ослањају на два основна типа повезивања трансформатора: Делта (Δ) и Вие (И). Ове конфигурације одређују како се напони и струје испоручују, како се оптерећења могу повезати и како систем реагује на кварове и неравнотеже. РазумевањеДелта и Вај везеје од суштинског значаја за електроинжењере, менаџере објеката и техничаре који пројектују, управљају или одржавају системе напајања.

Овај водич покрива карактеристике, предности, ограничења и практичне примене сваког типа везе, заједно са најчешћим комбинованим конфигурацијама и критеријумима за избор.

 

 

 

 

 

 

 

Неутрална тачка нуди два различита нивоа напона: линијски-на-напон (обично виши) и линијски-напон{3}}неутрални напон (нижи). На пример, 480И/277В вие систем обезбеђује 480В између фаза за трофазну опрему и 277В из било које фазе у неутрално за једнофазно{10}}оптерећење. Математички однос се изражава као, што значи да је линијски напон приближно 1,732 пута већи од фазног напона.

Везе Вие такође омогућавају уземљење неутралне тачке, што успоставља стабилну референцу напона и ствара повратну путању ниске{0}}импедансе за струје квара. Нуула може бити чврсто уземљена, уземљена преко отпорника или остављена да плута у зависности од захтева система. Међутим, ако нулти остане неуземљен или се искључи, толеранција кварова значајно опада и неочекиване промене напона могу оштетити опрему.

 

 

У делта конфигурацији, линијски напон је једнак фазном напону на сваком намотају, док је струја линије распоређена тако да сваки фазни намотај носи око 58% () линијске струје. Дизајн са-затвореном петљом обезбеђује снажну циркулацију струје и одличне перформансе под великим оптерећењима. Чак и ако једна једнофазна-јединица у Делта банци поквари, преостале две могу да наставе да испоручују трофазно-напајање са приближно 58% првобитног капацитета-који се често назива „отворен-делта“ операција.

Одсуство неутралне тачке поједностављује трофазну испоруку велике{0}}снаге, али намеће ограничења: Делта везе не могу директно да испоручују једнофазно-фазно оптерећење без додатне опреме, а уземљење захтева посебне методе јер не постоји природна нула.

 

 

 

 

 

 

Феатуре	Делта (Δ)	Вај (И)
Конфигурација	Затворена троугла петља	Облик звезде са неутралним у средини
Жице	3-жични систем (само фазе)	4-жични систем (+ неутралан)
Однос напона
Неутрална тачка	Ниједан доступан	Доступан (може бити уземљен)
Једнофазни{0}}капацитет	Не може директно да обезбеди једнофазно{0}}оптерећење	Двоструки напон за једно-фазну и трофазну{1}}фазу
Хармонично ублажавање	Интерно хвата троструке хармонике	Подложнији (захтева ублажавање)
Толеранција грешака	Наставите са отвореним{0}}делта након што један калем поквари	Зависи од конфигурације неутралног уземљења
Типичне примене	Високо{0}}напонски пренос, тешки индустријски мотори	Дистрибутивни системи, зграде мешовите{0}}намене, комерцијални објекти

 

Табела показује да Делта даје предност робусности и ефикасности за тешка трофазна-фазна оптерећења, док Вие нуди свестраност и безбедније уземљење за системе са мешовитим типовима оптерећења.

 

 

 

 

 

 

Трансформатори могу комбиновати Делта и Вие на својим примарним и секундарним намотајима на четири стандардна начина. Тип примарног намотаја је наведен први (Х страна, велика слова), а затим тип секундарног намотаја (Кс страна, мала слова).

 

 

 

 

 

 

 

Прорачуни односа окрета се разликују у зависности од конфигурације:

Делта-Вие (Δ-И):За постепени{0}}наниже делта-вај трансформатор са односом окретаја од Н (примарни према секундарном по калему), напон секундарне линије је. Насупрот томе, прорачун укључује афактор због трансформације из Делта линијског напона у Вај линијски-у-неутрални напон.

Вие-Делта (И-Δ):За вие-делта трансформатор, напон секундарне линије се односи на напон примарне фазе по односу навоја, али додатниодноси се примењују у зависности од тога да ли се повлачите или појачавате.

Делта-Делта (Δ-Δ) и Вај-Вие (И-И):За исте{0}}конфигурације везе, трансформација напона прати једноставан однос обртаја:, са директним скалирањем линијских напона.

 

 

 

 

 

 

Уземљење је вероватно најважнији практични фактор при избору између Делта и Вие.

Опције уземљења Вие:Када је Вај неутралан присутан, може бити:

• Чврсто утемељен:Директно повезан са земљом (најчешће за напоне испод 600В). Ово обезбеђује повратни пут грешке најниже импедансе.
• Отпор уземљен:Неутрално повезано са земљом преко отпорника који ограничава струју земљоспоја на унапред одређену вредност, обично 5–400 ампера. Ово смањује штету током кварова, а истовремено пружа осетљивост релеја.
• Неуземљена или реактанса уземљена:Неутрал остаје изолован од земље или повезан преко реактора. Мање уобичајено у модерним стамбеним или комерцијалним системима, али се може наћи у неким индустријским објектима или уземљеним системима-високог отпора.

У моделирању прекидача, одлука о уземљивању неутралног споја Вие везе директно утиче на избор потенцијалних трансформатора, одводника пренапона, проводника и других компоненти. За уземљене Вие системе, компоненте се бирају на основу фазног-на-напона уземљења. За неуземљене системе, компоненте морају бити оцењене за фазни{4}}на-фазни напон.

Изазови Делта уземљења:Без неутралне тачке, Делта системи не могу бити уземљени на исти начин као Вие системи. Уместо тога:

• Уземљење угла:Један фазни проводник је намерно повезан са земљом-најједноставнији метод, али ствара високе напоне на друге две фазе у односу на уземљење.
• Уземљење{0}}са централним додиром:У неким делта секундарима, средишња тачка једног намотаја може да се среди-извуче и уземљи да би се обезбедила ограничена једнофазна-способност, као што је 240/120В тро-четворофазни-троугаони системи (такође познати као „висока-крака делта“).
• Трансформатори за уземљење: A Цик{0}}цакили Вие-Делта трансформатор за уземљење се може додати да би се створила вештачка неутрална за уземљење постојећег неуземљеног Делта система.

Важна безбедносна напомена:Чврсто уземљена Вие нула обезбеђује пут ниске-импедансе за струје земљоспоја, омогућавајући прекидачима и осигурачима да брзо отклоне кварове. Ово је главни разлог зашто се Вие секундарни уређаји преферирају за пословне зграде, здравствене установе и друга окружења где су отклањање грешака и безбедност особља најважнији.

 

 

 

 

 

 

 

Важна техничка нијанса: у Делта-Вие анд Вие-Делта трансформаторима примарни и секундарни напон се природно померају за 30 степени. Овај фазни помак се не дешава унутар самих намотаја, већ због начина на који су намотаји међусобно повезани. Конкретно, линијски-на-напон на Вие страни је померен за 30 степени у односу на линијски-на-напон на страни Делта.

Ознака сата (векторске групе):Везе трансформатора се често означавају помоћу ознаке сата да би се указало на фазни помак-на пример, „Ди11“ значи Делта примарни (Д), Вај секундарни (и), са фазним помаком који одговара 11 сати на сату, или 330 степени (еквивалентно -30 степени). „Ид1“ значи да секундар заостаје за примарним за 30 степени.

Зашто је померање фазе важно:Фазни помак од 30 степени није проблем у већини инсталација, али постаје критичан при паралелном повезивању трансформатора. Ако су два трансформатора са различитим векторским групама паралелно повезана, могу настати велике циркулационе струје. Када се трансформатори повезују паралелно, векторска група мора да одговара или да буде правилно компензована. На пример, Ди11 понекад може бити паралелан са Ид1 ако се изврше одговарајућа подешавања ротације фазе.

Фазни помак је одсутану Делта-Делта и Вие-Вие везама, што поједностављује паралелизацију.

 

 

 

 

 

Делта намотаји играју важну улогу у контроли хармонијског изобличења. Троструки хармоници (трећи, девети, петнаести, итд.) су природно заробљени и циркулишу унутар Делта намотаја уместо да се шире до линије напајања. Ова карактеристика чини Делта-Делта и Делта-Вие конфигурације посебно ефикасним у спречавању хармонијског изобличења од нелинеарних оптерећења да утиче на системе узводно.

Вај{0}}Вај трансформатори су подложнији пропуштању хармоничког шума између извора и оптерећења. Из тог разлога, када је Вие-Вие веза потребна из других разлога, понекад се додаје терцијарни Делта намотај да би троструким хармоницима дао пут да циркулишу.

 

 

 

 

 

 

 

Избор оптималне конфигурације трансформатора за дату примену укључује балансирање неколико фактора:

9.1 Врста оптерећења и разноликост

Чисто трофазно -оптерећење (велики мотори, тешка индустријска опрема, заваривачи) добро функционишу са било којом конфигурацијом, али Делта-Делта пружа робусну толеранцију на грешке и могућност да настави да ради у отвореном-делти након квара. Мешовита оптерећења која захтевају и тро-фазну и једнофазну-фазну струју најбоље се опслужују помоћу Делта-Вие конфигурације, која обезбеђује уземљену неутралну за једнофазну дистрибуцију док изолује примарну од секундарних неравнотежа.

9.2 Захтеви за уземљење

Ако је уземљени неутрални елемент неопходан за заштиту система и уклањање квара, неопходан је Вие секундар. Делта-Вие је природан избор за дистрибутивне системе којима је потребна стабилна, уземљена неутрална страна на страни оптерећења. Ако систему није потребан неутрални и може да ради без уземљења или са уземљењем у углу, Делта-Делта може бити прикладан.

9.3 Хармонични садржај

Системи са значајним оптерећењем{0}}производња хармоника (променљиве фреквенције, прекидачка напајања, ЛЕД осветљење,дата центаропреме) имају користи од{0}}могућности хватања хармоника Делта намотаја. Делта-Вие или Делта{3}}Делта конфигурације се препоручују у таквим случајевима.

9.4 Захтеви за покретање великих мотора

Велики мотори који захтевају покретање са смањеним{0}}напоном могу да одговарају Вие-Делта покретачким аранжманима, где се мотор покреће у Вају да би се ограничила ударна струја, а затим се пребацује на Делта за покретање.

9.5 Нивои напона система и Степ{1}}Навише у односу на Степ{3}}Наниже

Делта-Вие се обично користи за-ниже апликације од средње-дистрибуције до ниског-искоришћења. Вие-Делта се често користи и за смањење-, али избор између њих се може свести на то да ли је потребна неутралност на примарној или секундарној страни.

9.6 Будућа проширивост и редундантност

Делта{0}}Делта конфигурације омогућавају отворену-делта резервну копију-ако један трансформатор у банци поквари, преостала два могу да наставе да испоручују приближно 58% номиналног трофазног капацитета-. Ово би могло бити важно за критичне објекте.

 

 

 

 

 

 

Делта и Вие везе имају различите улоге у трофазној дистрибуцији енергије, а њихова комбинована Делта-Вие конфигурација је радно коњ у индустрији за снижавање напона преноса на употребљиве нивое где је потребно стабилно уземљење и мешана оптерећења. Делта се истиче тамо где су робусна трофазна -испорука струје и толеранција кварова најважнији, дизајн затворене-петље обезбеђује одличну поделу оптерећења, а одсуство неутралног тока није ограничење. Вие се истиче тамо где су потребна свестраност, уземљен рад и мешана једнофазна-и трофазна-фазна оптерећења, нудећи могућност двоструког напона и стабилну неутралну референцу.

Најчешћа тачка сусрета између ова два света је Делта-Вие трансформатор: Делта примарни изолује узводне системе од низводних неуравнотежености и хармоника, док Вај секундар обезбеђује уземљену, стабилну неутралност за реална-светска оптерећења која су ретко савршено избалансирана. Разумевање када и зашто користити сваку конфигурацију омогућава инжењерима да оптимизују перформансе, ефикасно управљају различитим типовима оптерећења и контролишу трошкове пројекта. Када сте у недоумици,-уобичајена цифра за смањивање напајања на објекте мешовите{5}}опреме је типично Делта-Вие, јер нуди најбољи баланс разноврсности, безбедности и перформанси.

 

 

 

 

 

Увек се придржавајте свих важећих електричних кодова и безбедносних стандарда када радите са трансформаторима. Никада немојте претпостављати да је систем{1}}искључен без одговарајућег тестирања. Заштита од прекомерне струје и уземљење одговарајуће величине су неопходни за безбедан рад. Ако нисте сигурни у било који аспект избора или инсталације трансформатора, консултујте се са лиценцираним електроинжењером или квалификованим стручњаком.