Co to jest połączenie trójkątne (Delta) i gwiazdowe (Y) w systemach trójfazowych?
Połączenie Delta (Δ) oraz połączenie Gwiazda (Y) to dwa podstawowe sposoby konfiguracji uzwojeń transformatorów oraz trójfazowych silników elektrycznych w systemach zasilania. Obie konfiguracje są stosowane w elektroenergetyce, automatyce i przemysłowych układach napędowych, a ich wybór zależy od rodzaju obciążenia, poziomu napięcia oraz wymagań stabilności i efektywności energetycznej.
Połączenie gwiazdowe (Y)
W połączeniu gwiazdowym końce trzech uzwojeń (faz) są połączone w jednym wspólnym punkcie, zwanym punktem zerowym lub punktem neutralnym. Drugi koniec każdego uzwojenia jest podłączony do jednej z linii fazowych (L1, L2, L3). Układ ten pozwala na wyprowadzenie przewodu neutralnego (N), co umożliwia zasilanie zarówno urządzeń trójfazowych, jak i jednofazowych.
- Napięcie międzyfazowe (linie – linie): ULL = √3 × UF
- Napięcie fazowe (linia – neutralny): UF = ULL / √3
- Prąd fazowy = Prąd liniowy
Typowe napięcia w układzie gwiazdy to np. 400 V (międzyfazowe) / 230 V (fazowe).
Połączenie trójkątne (Delta)
W połączeniu Delta każde uzwojenie jest połączone końcem i początkiem z kolejnym uzwojeniem, tworząc zamkniętą pętlę przypominającą trójkąt. Do wierzchołków tego trójkąta dołączane są linie zasilające. Brak jest przewodu neutralnego. Stosowane jest tam, gdzie wymagane są wyższe prądy przy niższym napięciu fazowym, np. w silnikach dużej mocy lub transformatorach dystrybucyjnych.
- Napięcie fazowe = Napięcie międzyfazowe (UF = ULL)
- Prąd liniowy = √3 × Prąd fazowy
Porównanie połączeń Delta i Gwiazda
| Cecha | Połączenie Gwiazda (Y) | Połączenie Delta (Δ) |
|---|---|---|
| Występowanie przewodu neutralnego | Tak (opcjonalnie) | Nie |
| Napięcie fazowe | UF = ULL / √3 | UF = ULL |
| Prąd fazowy | IF = IL | IF = IL / √3 |
| Zastosowanie | Zasilanie budynków, sieci niskiego napięcia | Silniki, transformatory, przemysł |
Zastosowania praktyczne
- Gwiazda: Stosowana przy zasilaniu odbiorników jednofazowych oraz w systemach dystrybucji energii z napięciem 400/230 V. Umożliwia efektywne rozłożenie obciążenia między fazami.
- Trójkąt: Występuje często w uzwojeniach pierwotnych lub wtórnych transformatorów przy przesyle energii na wyższych poziomach mocy. W silnikach stosuje się układ Δ-Y do rozruchu zmniejszającego prąd rozruchowy.
Zagadnienia pokrewne
Dlaczego stosuje się przełącznik gwiazda-trójkąt w silnikach?
Aby zredukować prąd rozruchowy. Silnik początkowo uruchamiany jest w układzie gwiazdy, gdzie napięcie fazowe jest niższe, a następnie przełączany na trójkąt, aby uzyskać pełną moc.
Jakie są skutki asymetrii obciążenia w układzie gwiazdy?
Może wystąpić przesunięcie punktu neutralnego oraz nierównomierne napięcia fazowe, co prowadzi do przegrzania uzwojeń i zniekształceń napięcia.
Połączenie Δ-Y w transformatorze — co oznacza np. Dyn11?
Jest to układ z uzwojeniem pierwotnym połączonym w trójkąt i wtórnym w gwiazdę. Liczba 11 oznacza przesunięcie fazowe wynoszące 330° (czyli -30°) zgodnie z zegarową konwencją wektorową.
Podsumowanie
Połączenia gwiazda i trójkąt stanowią fundament działania trójfazowych systemów energetycznych. Wybór odpowiedniej konfiguracji wpływa bezpośrednio na bezpieczeństwo, efektywność energetyczną oraz funkcjonalność całej instalacji elektrycznej. Zrozumienie różnic pomiędzy nimi jest kluczowe w projektowaniu, diagnostyce oraz eksploatacji układów elektroenergetycznych.