Nilai tegangan, arus, dan daya untuk koneksi bintang dan delta

Penemuan hukum Faraday yang hebat: ketika sebuah kawat melintasi garis gaya medan magnet, gaya gerak listrik diinduksi dalam kawat, menyebabkan arus di sirkuit tempat masuknya kawat ini, yang berfungsi sebagai dasar penciptaan generator listrik dengan rotor berputar - magnet. Dalam hal ini GGL diinduksi pada belitan stator (lihat — Sebuah aplikasi praktis dari hukum induksi elektromagnetik Faraday).

Tegangan yang dihasilkan bisa sangat berbeda: semuanya tergantung pada desain generator, jumlah belitan di stator, dan cara menghubungkannya. Namun, dalam teknik kelistrikan praktis, yang paling luas adalah sistem arus sinusoidal tiga fase yang diusulkan oleh insinyur Rusia terkemuka M.O. Dolivo-Dobrovolsky pada tahun 1888 (57 tahun setelah penemuan Faraday).

Dari semua sistem multifase, sistem tiga fase menyediakan transmisi energi listrik jarak jauh yang paling ekonomis dan memungkinkan Anda membuat generator, motor, dan transformator yang andal dan mudah digunakan.Tetapi tiga belitan dapat dihubungkan dengan dua cara: «segitiga» (Gbr. 1) dan «bintang» (Gbr. 2).

Beras. 1

Beras. 2

Fase adalah tegangan Uph yang dibuat oleh satu belitan, Ul linier adalah tegangan antara dua konduktor linier. Dengan kata lain, tegangan fasa Apakah tegangan antara masing-masing kabel saluran dan kabel netral.

Ketika generator simetris terhubung di bintang, tegangan saluran 1,73 kali lebih tinggi dari tegangan fasa, mis. Uk = 1,73 • Uph. Ini mengikuti fakta bahwa Ul adalah alas segitiga sama kaki dengan sudut lancip 30 °: Ul = UAB = Uf2 cos 30 ° = 1,73 • Uph.

Saat terhubung dan dimuat di bintang, arus saluran yang sesuai sama dengan arus fasa beban. Jika beban tiga fase simetris, arus pada kabel netral akan menjadi 0. Dalam hal ini, kebutuhan kabel netral hilang sama sekali dan rangkaian tiga fase menjadi tiga kabel. Sambungan ini disebut «bintang-bintang tanpa konduktor netral». Dengan beban fasa simetris, arus saluran 1,73 lebih tinggi dari arus fasa, Il = 1,73 • 3If.

Saat menghubungkan generator tiga fase ke bintang, dua voltase digunakan, yang secara menguntungkan membedakan koneksi ini dari koneksi delta. Tetapi ketika beban terhubung delta, semua fasa berada di bawah nilai numerik yang sama dari voltase saluran, terlepas dari resistansi fasa, yang penting untuk beban penerangan — lampu pijar.

Sistem tiga fase dengan kabel netral digunakan untuk memasok penerima dengan dua tegangan yang berbeda dengan faktor 1,73, misalnya kaki yang terhubung ke tegangan fase dan motor yang terhubung ke tegangan saluran.

Tegangan nominal ditentukan oleh konstruksi generator dan cara menghubungkan belitannya.

Gambar 3 menunjukkan hubungan yang menentukan nilai daya untuk rangkaian arus bolak-balik pada sambungan bintang dan delta.

Beras. 3.

Secara tampilan rumusnya sama, sepertinya tidak ada keuntungan atau kerugian daya untuk kedua jenis rangkaian ini. Tapi jangan langsung mengambil kesimpulan.

Ketika dihubungkan kembali dari delta ke bintang, ada tegangan 1,73 kali lebih rendah untuk setiap belitan fase, meskipun tegangan jaringan tetap sama.Pengurangan tegangan menyebabkan arus dalam belitan berkurang 1,73 kali sama. Namun - ketika terhubung dalam delta, arus garis 1,73 kali lebih tinggi dari arus fasa, dan sekarang arus ini sama. Akibatnya, arus saluran saat dihubungkan kembali ke bintang berkurang 1,73 x 1,73 = 3 kali.

Kekuatan baru memang dihitung dengan rumus yang sama, tetapi mengganti nilai yang berbeda!

Saat menyambungkan kembali motor listrik dari delta ke bintang dan mengumpankannya dari jaringan yang sama, daya yang dikembangkan oleh motor ini berkurang 3 kali lipat. Saat beralih dari belitan bintang ke belitan delta generator atau belitan sekunder transformator, tegangan jaringan berkurang 1,73 kali, misalnya, dari 380 menjadi 220 V.

Daya generator atau trafo tetap sama karena tegangan dan arus pada setiap belitan fasa dipertahankan, meskipun arus pada kabel saluran meningkat 1,73 kali lipat.Saat mengganti belitan generator atau belitan sekunder transformator dari delta ke bintang, fenomena yang berlawanan terjadi: tegangan saluran jaringan meningkat 1,73 kali, arus dalam belitan fase tetap sama, arus di kabel saluran berkurang sebesar 1,73 kali.