Delta- ja Wye-muuntajaliitäntöjen opas

 

 

 

 

 

Kolmivaiheiset virranjakelujärjestelmät ovat vahvasti riippuvaisia ​​kahdesta perusmuuntajaliitäntätyypistä: Delta (Δ) ja Wye (Y). Nämä kokoonpanot määrittävät, kuinka jännitteet ja virrat toimitetaan, kuinka kuormia voidaan kytkeä ja kuinka järjestelmä reagoi vioihin ja epätasapainoon. YmmärtäminenDelta- ja Wye-liitännäton välttämätön sähköinsinööreille, laitosjohtajille ja teknikoille, jotka suunnittelevat, käyttävät tai ylläpitävät sähköjärjestelmiä.

Tämä opas kattaa kunkin liitäntätyypin ominaisuudet, edut, rajoitukset ja käytännön sovellukset sekä yleisimmät yhdistetyt kokoonpanot ja valintakriteerit.

 

 

 

 

 

 

 

Nollapiste tarjoaa kaksi erillistä jännitetasoa: linja---verkkojännite (yleensä korkeampi) ja linja-nollajännite (alempi). Esimerkiksi 480Y/277V wye-järjestelmä tarjoaa 480 V vaiheiden väliin kolmivaiheisille laitteille ja 277 V mistä tahansa vaiheesta nollalle yksivaiheisille kuormituksille. Matemaattinen suhde ilmaistaan ​​muodossa, mikä tarkoittaa, että verkkojännite on noin 1,732 kertaa vaihejännite.

Wye-liitännät mahdollistavat myös nollapisteen maadoituksen, mikä muodostaa vakaan jännitereferenssin ja luo matalan-impedanssin paluupolun vikavirroille. Nolla voidaan maadoittaa kiinteästi, maadoittaa vastuksen kautta tai jättää kellumaan järjestelmävaatimuksista riippuen. Jos nolla kuitenkin jätetään maadoittamatta tai irtoaa, vikasietokyky laskee merkittävästi ja odottamattomat jännitteen heilahtelut voivat vahingoittaa laitteita.

 

 

Delta-konfiguraatiossa verkkojännite on yhtä suuri kuin vaihejännite kunkin käämin yli, kun taas verkkovirta jakautuu siten, että jokainen vaihekäämi kantaa noin 58 % () linjavirrasta. Suljetun-silmukan rakenne tarjoaa vahvan virrankierron ja erinomaisen suorituskyvyn raskaassa kuormituksessa. Vaikka yksi-vaiheinen yksikkö Delta-pankissa epäonnistuisi, loput kaksi voivat jatkaa kolmi-vaihetehoa noin 58 %:lla alkuperäisestä kapasiteetista-, jota usein kutsutaan "avoin-delta"-toiminnoksi.

Nollapisteen puuttuminen yksinkertaistaa korkean-tehon kolmivaiheista-toimitusta, mutta asettaa rajoituksia: Delta-liitännät eivät voi syöttää yksivaiheista kuormaa suoraan ilman lisälaitteita, ja maadoitus vaatii erikoismenetelmiä, koska luonnollista nollaa ei ole olemassa.

 

 

 

 

 

 

Ominaisuus	Delta (Δ)	Wye (Y)
Kokoonpano	Suljettu kolmiosilmukka	Tähtimuotoinen neutraali keskellä
Johdot	3-johdinjärjestelmä (vain vaiheet)	4-johdinjärjestelmä (+ nolla)
Jännitesuhde
Neutraali piste	Ei saatavilla	Saatavilla (voi olla maadoitettu)
Yksivaiheinen{0}}kapasiteetti	Yksivaiheisia{0}}kuormia ei voi syöttää suoraan	Kaksoisjännite yksi-vaiheelle ja kolmi{1}}vaiheelle
Harmoninen lieventäminen	Vangitsee kolminkertaiset harmoniset sisäisesti	Herkempi (vaatii lieventämistä)
Vikasietokyky	Jatka avaamista-kolmiosta, kun yksi kela rikkoutuu	Riippuu neutraali maadoituskokoonpanosta
Tyypillisiä sovelluksia	Korkeajännite{0}}voimansiirto, raskaat teollisuusmoottorit	Jakelujärjestelmät,{0}}sekakäyttöiset rakennukset, kaupalliset tilat

 

Taulukko osoittaa, että Delta priorisoi kestävyyttä ja tehokkuutta raskaissa kolmivaiheisissa{0}}vaihekuormissa, kun taas Wye tarjoaa monipuolisuutta ja turvallisemman maadoituksen järjestelmille, joissa on sekakuormitustyyppejä.

 

 

 

 

 

 

Muuntajat voivat yhdistää Deltan ja Wyen ensiö- ja toisiokäämeissään neljällä vakiotavalla. Ensiökäämin tyyppi luetellaan ensin (H-puoli, isot kirjaimet) ja sen jälkeen toisiokäämityyppi (X-puoli, pienet kirjaimet).

 

 

 

 

 

 

 

Kääntymissuhteen laskelmat vaihtelevat kokoonpanon mukaan:

Delta-Wye (Δ-Y):Step{0}}down delta-wye-muuntajalle, jonka kierrossuhde on N (ensisijainen toisiovirtaan kelaa kohden), toisiolinjan jännite on. Käänteisesti laskelma sisältää atekijä, joka johtuu muunnoksesta Delta-linjajännitteestä Wye-linjaan-nollajännitteeksi-.

Wye-Delta (Y-Δ):Wye-kolmiomuuntajassa toisiolinjan jännite liittyy ensiövaiheen jännitteeseen kierrossuhteen perusteella, mutta lisäksisuhteet pätevät sen mukaan, oletko väistymässä vai nostamassa.

Delta-Delta (Δ-Δ) ja Wye-Wye (Y-Y):Samoissa-liitäntäkokoonpanoissa jännitteen muunnos noudattaa yksinkertaista kierrossuhdetta:, linjajännitteet skaalautuvat suoraan.

 

 

 

 

 

 

Maadoitus on epäilemättä tärkein yksittäinen käytännön tekijä valittaessa Deltan ja Wyen välillä.

Wyen maadoitusvaihtoehdot:Kun Wye-neutraali on läsnä, se voi olla jompikumpi:

• Kiinteästi maadoitettu:Kytketään suoraan maahan (yleisin alle 600 V jännitteillä). Tämä tarjoaa pienimmän impedanssin vian paluupolun.
• Maadoitettu vastus:Neutraali kytketty maahan vastuksen kautta, joka rajoittaa maasulkuvirran ennalta määrättyyn arvoon, tyypillisesti 5–400 ampeeriin. Tämä vähentää vaurioita vikojen aikana ja tarjoaa silti välitysherkkyyden.
• Maadoittamaton tai reaktanssimaadoitettu:Neutraali pysyy eristettynä maasta tai kytkettynä reaktorin kautta. Harvempi nykyaikaisissa asuin- tai kaupallisissa järjestelmissä, mutta löytyy joissakin teollisuuslaitoksissa tai korkearesistanssisissa maadoitettuissa järjestelmissä.

Kytkentämallinnuksessa päätös Wye-liitännän nollan maadoittamisesta vaikuttaa suoraan mahdollisten muuntajien, ylijännitesuojainten, holkkien ja muiden komponenttien valintaan. Maadoitetuissa Wye-järjestelmissä komponentit valitaan vaihe---maajännitteen perusteella. Maadoittamattomissa järjestelmissä komponenttien on oltava nimellisvaiheen -–-vaihejännite.

Delta-maadoitushaasteet:Ilman neutraalipistettä Delta-järjestelmiä ei voida maadoittaa samalla tavalla kuin Wye-järjestelmiä. Sen sijaan:

• Kulman maadoitus:Yksi vaihejohdin on tarkoituksella kytketty maahan-yksinkertaisin tapa, mutta se luo korkeita jännitteitä kahteen muuhun vaiheeseen suhteessa maahan.
• Keski{0}}kierre maadoitus:Joissakin Delta-sekundaarisissa käämin keskipisteessä voidaan napauttaa ja maadoittaa keskipiste-ja maadoittaa rajallisen yksivaiheisen-kapasiteetin tarjoamiseksi, kuten 240/120V kolmivaiheisissa-nelivaiheisissa-johtimissa delta-järjestelmissä (tunnetaan myös nimellä "korkea-jalan kolmio").
• Maadoitusmuuntajat: A Sik{0}}saktai Wye-Delta-maadoitusmuuntaja voidaan lisätä luomaan keinotekoinen nolla olemassa olevan maadoittamattoman Delta-järjestelmän maadoittamiseksi.

Kriittinen turvallisuushuomautus:Kiinteästi maadoitettu Wye-neutraali tarjoaa matalan{0}}impedanssin maasulkuvirroille, jolloin katkaisijat ja sulakkeet voivat poistaa viat nopeasti. Tämä on tärkein syy, miksi Wyen toissijaiset laitteet ovat suositeltavia liikerakennuksissa, terveydenhuoltolaitoksissa ja muissa tiloissa, joissa vikojen selvitys ja henkilöstön turvallisuus ovat ensiarvoisen tärkeitä.

 

 

 

 

 

 

 

Tärkeä tekninen vivahde: ​​Delta{0}}Wye- ja Wye-Delta-muuntajissa ensiö- ja toisiojännitteet muuttuvat luonnollisesti 30 astetta. Tämä vaihesiirtymä ei tapahdu itse käämien sisällä, vaan käämien yhdistämisen vuoksi. Tarkemmin sanottuna linja-----jännite Wye-puolella on siirtynyt 30 astetta Delta-puolen linja----verkkojännitteeseen.

Kellon merkintä (vektoriryhmät):Muuntajaliitännät on usein merkitty kellon merkinnällä osoittamaan vaihesiirtoa-esimerkiksi "Dy11" tarkoittaa Delta-primäärittä (D), Wye-sekundaarista (y), jonka vaihesiirto vastaa 11 tuntia kellossa tai 330 astetta (vastaa -30 astetta). "Yd1" tarkoittaa, että toissijainen on 30 astetta jäljessä ensisijaisesta.

Miksi vaihesiirrolla on merkitystä:30 asteen vaihesiirto ei ole ongelma useimmissa asennuksissa, mutta siitä tulee kriittinen muuntajien rinnakkaisasennossa. Jos kaksi muuntajaa, joilla on eri vektoriryhmät, kytketään rinnan, seurauksena voi olla suuria kiertovirtoja. Kun muuntajat kytketään rinnan, vektoriryhmän tulee sopia tai se on kompensoitava oikein. Esimerkiksi Dy11 voidaan joskus rinnastaa Yd1:n kanssa, jos asianmukaiset vaihekiertosäädöt tehdään.

Vaihesiirto puuttuuDelta{0}}Delta- ja Wye-Wye-yhteyksissä, mikä yksinkertaistaa rinnakkaiskäyttöä.

 

 

 

 

 

Delta-käämillä on tärkeä rooli harmonisten vääristymien hallinnassa. Kolminkertaiset harmoniset (kolmas, yhdeksäs, viidestoista jne.) jäävät luonnollisesti loukkuun ja kiertävät Delta-käämissä sen sijaan, että ne leviäisivät syöttölinjaan. Tämä ominaisuus tekee Delta-Delta- ja Delta-Wye-kokoonpanoista erityisen tehokkaita estämään epälineaaristen kuormien harmonisia vääristymiä vaikuttamasta ylävirran järjestelmiin.

Wye-Wye-muuntajat ovat herkempiä siirtämään harmonista kohinaa lähteen ja kuorman välillä. Tästä syystä, kun Wye-Wye-yhteyttä vaaditaan muista syistä, joskus lisätään tertiäärinen Delta-käämi, joka antaa kolminkertaisille harmonisille polun kiertää.

 

 

 

 

 

 

 

Optimaalisen muuntajakokoonpanon valitseminen tietylle sovellukselle edellyttää useiden tekijöiden tasapainottamista:

9.1 Kuorman tyyppi ja monimuotoisuus

Puhtaat kolmivaiheiset kuormat (suuret moottorit, raskaat teollisuuslaitteet, hitsaajat) toimivat hyvin kaikissa kokoonpanoissa, mutta Delta-Delta tarjoaa vankan vikasietokyvyn ja mahdollisuuden jatkaa toimintaa avoimessa-kolmiossa vian jälkeen. Sekakuormat, jotka vaativat sekä kolmi-- että yksivaiheisen-vaiheen tehoa, palvelevat parhaiten Delta-Wye-kokoonpanoa, joka tarjoaa maadoitetun nollan yksivaiheiselle-jakelulle ja samalla eristää ensisijaisen sekundaarisen epätasapainon.

9.2 Maadoitusvaatimukset

Jos maadoitettu nolla on välttämätön järjestelmän suojaamiseksi ja vian selvittämiseksi, Wye-toisio on välttämätön. Delta-Wye on luonnollinen valinta jakelujärjestelmiin, joissa tarvitaan vakaa, maadoitettu nolla kuormituspuolella. Jos järjestelmä ei vaadi nollaa ja voi toimia maadoittamattomana tai kulmamaadoitettuna, Delta-Delta voi olla sopiva.

9.3 Harmoninen sisältö

Järjestelmät, joissa on merkittäviä harmonisia{0}}tuottavia kuormia (taajuusmuuttajat, kytkentävirtalähteet, LED-valaistus,datakeskuslaitteet) hyötyvät Delta-käämin harmonisen{0}}lokituskyvystä. Delta-Wye- tai Delta-Delta-kokoonpanoja suositellaan tällaisissa tapauksissa.

9.4 Suurten moottoreiden käynnistysvaatimukset

Suuret moottorit, jotka vaativat alennettua-jännitteistä käynnistystä, voivat sopia Wye-kolmiokäynnistysjärjestelyihin, joissa moottori käynnistetään Wye-alueella jännitysvirran rajoittamiseksi ja kytketään sitten Delta-tilaan.

9.5 Järjestelmän jännitetasot ja askel-ylös vs. askel-alas

Delta-Wye:tä käytetään yleisesti asteittain-keskijännite{2}}jännitteen jakelusta matalan-jännitteen käyttöön. Wye-Deltaa käytetään usein myös askel-alas, mutta niiden välillä voi valita, tarvitaanko neutraalia ensisijaiselle vai toissijaiselle puolelle.

9.6 Tulevaisuuden laajennettavuus ja redundanssi

Kolmio Tämä voi olla tärkeä näkökohta kriittisissä tiloissa.

 

 

 

 

 

 

Delta- ja Wye-liitännät palvelevat kumpikin eri rooleja kolmivaiheisessa virranjakelussa, ja niiden yhdistetty Delta-Wye-kokoonpano on teollisuuden työhevonen siirtojännitteiden alentamiseksi käyttökelpoiselle tasolle, jossa tarvitaan vakaata maadoitusta ja sekakuormia. Delta on erinomaista siellä, missä vankka kolmivaiheinen virransyöttö ja vikasietoisuus ovat ensiarvoisen tärkeitä, suljetun-silmukan suunnittelu tarjoaa erinomaisen kuormituksen jaon, eikä nollan puuttuminen ole rajoitus. Wye on erinomaista siellä, missä tarvitaan monipuolisuutta, maadoitettua toimintaa ja sekoitettua yksi-vaihe- ja kolmivaiheista

Yleisin kohtauspaikka näiden kahden maailman välillä on Delta-Wye-muuntaja: Delta-primääri eristää ylävirran järjestelmät alavirran epätasapainoista ja harmonisista yliaaloista, kun taas Wye-sekundaari tarjoaa maadoitetun, vakaan nollan todellisille-kuormille, jotka ovat harvoin täysin tasapainotettuja. Kun ymmärrät, milloin ja miksi kutakin kokoonpanoa tulee käyttää, insinöörit voivat optimoida suorituskyvyn, hallita erilaisia ​​kuormitustyyppejä tehokkaasti ja hallita projektikustannuksia. Jos olet epävarma, monikäyttöinen vaihtoehto tehon vähentämiselle{{5}sekakäyttöisten tilojen käyttöön on tyypillisesti Delta-Wye, koska se tarjoaa parhaan tasapainon monipuolisuuden, turvallisuuden ja suorituskyvyn välillä.

 

 

 

 

 

Noudata aina kaikkia soveltuvia sähkömääräyksiä ja turvallisuusstandardeja, kun työskentelet muuntajien kanssa. Älä koskaan oleta, että järjestelmä on jännitteetön ilman asianmukaista testausta. Oikean kokoinen ylivirtasuoja ja maadoitus ovat välttämättömiä turvallisen toiminnan kannalta. Jos olet epävarma jostain muuntajan valinnan tai asennuksen näkökulmasta, ota yhteyttä valtuutettuun sähköinsinööriin tai pätevään ammattilaiseen.