Co to jest połączenie Gwiazda (Star) i Trójkąt (Delta) w transformatorach?
Połączenia gwiazda (oznaczane literą Y) i trójkąt (oznaczane literą Δ) to dwa podstawowe sposoby łączenia uzwojeń w trójfazowych transformatorach energetycznych. Sposób połączenia uzwojeń ma bezpośredni wpływ na charakterystykę napięciową transformatora, sposób rozdziału napięcia fazowego i liniowego, możliwość uziemienia punktu neutralnego oraz eliminację harmonicznych. Znajomość tych konfiguracji jest niezbędna w projektowaniu systemów elektroenergetycznych.
Połączenie Gwiazda (Y)
W połączeniu typu gwiazda jeden koniec każdego z trzech uzwojeń transformatora jest połączony razem w jednym punkcie — tzw. punkcie neutralnym (N), natomiast pozostałe końce są doprowadzone do faz (L1, L2, L3).
- Napięcie międzyfazowe (między L1 i L2, L2 i L3, L3 i L1) to napięcie liniowe.
- Napięcie pomiędzy fazą a punktem neutralnym to napięcie fazowe.
- Relacja: Uliniowe = √3 × Ufazowe
- Możliwość uziemienia punktu N pozwala na zastosowanie systemu TN-S lub TT.
Połączenie Trójkąt (Δ)
W połączeniu typu trójkąt każdy koniec uzwojenia jest połączony z początkiem kolejnego, tworząc zamkniętą pętlę trójkąta. Nie ma punktu neutralnego, a każda faza przyłączona jest do wierzchołków trójkąta.
- Napięcie fazowe i napięcie liniowe są sobie równe.
- Brak możliwości bezpośredniego uzyskania napięcia fazowego (brak punktu neutralnego).
- Odporność na niezrównoważone obciążenia i lepsze tłumienie harmonicznych (np. 3. harmoniczna).
Typowe kombinacje połączeń transformatorów
| Konfiguracja | Symbol | Zastosowanie |
|---|---|---|
| Gwiazda – Gwiazda | Yy | Systemy dystrybucyjne średniego napięcia, z neutralnym przewodem uziemionym |
| Trójkąt – Gwiazda | Dy | Transformacja wysokie napięcie → niskie napięcie, umożliwia neutralne uziemienie |
| Gwiazda – Trójkąt | Yd | Rozdział energii w układach przemysłowych |
| Trójkąt – Trójkąt | Dd | Systemy bez neutralnego punktu, instalacje przemysłowe |
Wpływ konfiguracji na przesunięcie fazowe
Niektóre konfiguracje transformatorów wprowadzają przesunięcie fazowe między stroną pierwotną a wtórną. Na przykład transformator w układzie Dyn11 wprowadza przesunięcie 30° między stroną trójkątną a stroną gwiazdową. Oznaczenie „11” wynika z zegarowego sposobu zapisu relacji fazowych.
Powiązane zagadnienia
- Znaczenie punktu neutralnego i jego uziemienie
- Obciążenia niesymetryczne i wpływ na transformator
- Harmoniczne i ich tłumienie przy połączeniu trójkąt
- Transformator Dyn11, Dyn1 – co oznacza numeracja?
- Jak dobrać konfigurację transformatora do rodzaju sieci?
Podsumowanie techniczne
Wybór połączenia gwiazda lub trójkąt w transformatorze zależy od wymagań systemu elektroenergetycznego. Gwiazda umożliwia dostęp do napięcia fazowego i neutralnego, pozwala też na łatwe uziemienie. Trójkąt eliminuje przepływ prądów zerowych i tłumi wyższe harmoniczne. Transformatory mogą mieć różne konfiguracje uzwojeń po stronie pierwotnej i wtórnej, co wpływa na parametry pracy układu i jego zastosowanie. Kombinacja tych dwóch połączeń (np. Dyn11) jest powszechnie stosowana w transformatorach rozdzielczych i przemysłowych.