Diagram koneksi sirkuit tiga fase dalam jaringan listrik

Keuntungan dari jaringan tiga fase, memastikan distribusinya yang luas, sudah jelas:

• energi ditransmisikan melalui tiga kabel jarak jauh lebih ekonomis daripada jika ada lebih sedikit fase;

• generator sinkron, motor asinkron, transformator tiga fase - mudah dibuat, ekonomis, dan andal dalam pengoperasian;

• Akhirnya, sistem AC tiga fasa memiliki kemampuan untuk menyediakan (dan menerima) daya sesaat yang konstan untuk periode arus sinusoidal jika beban generator tiga fasa sama di semua fasa.

Mari kita lihat sirkuit tiga fase dasar apa yang ada di jaringan listrik.

Gulungan alternator tiga fase umumnya dapat dihubungkan ke beban dengan berbagai cara. Jadi, cara yang paling ekonomis adalah menghubungkan langsung beban terpisah ke setiap fase generator, dengan memperpanjang dua kabel untuk setiap beban. Tetapi dengan pendekatan ini, diperlukan enam kabel untuk terhubung.

Ini sangat boros dalam hal konsumsi material dan merepotkan.Untuk mencapai penghematan material, belitan generator tiga fase digabungkan dalam sirkuit "bintang" atau "delta". Dengan solusi pengkabelan ini, diperoleh maksimum 4 ("bintang dengan titik nol" atau "delta") atau minimum 3.

Generator tiga fase digambarkan pada diagram dalam bentuk tiga belitan yang terletak pada sudut 120 ° satu sama lain. Jika sambungan belitan generator dilakukan sesuai dengan skema "bintang", maka terminal dengan nama yang sama dari belitan dihubungkan satu sama lain pada satu titik (yang disebut "titik nol" generator ). Titik nol ditandai dengan huruf «O», dan terminal bebas (terminal fase) dari belitan ditandai dengan huruf «A», «B» dan «C».

Jika belitan generator dihubungkan satu sama lain dalam skema "segitiga", maka ujung belitan pertama dihubungkan ke awal belitan kedua, ujung belitan kedua - ke awal belitan ketiga, akhir yang ketiga - ke awal yang pertama - segitiga ditutup. Secara geometris, jumlah EMF dalam segitiga seperti itu akan menjadi nol. Dan jika beban tidak terhubung sama sekali ke terminal «A», «B» dan «C», arus tidak akan mengalir melalui belitan generator.

Hasilnya, kami mendapatkan lima skema dasar untuk menghubungkan generator tiga fase dengan beban tiga fase (lihat gambar). Hanya dalam tiga dari gambar ini Anda dapat melihat beban tiga fase yang terhubung dengan bintang, di mana ketiga ujung beban digabungkan pada satu titik. Titik di tengah bintang beban ini disebut «beban titik nol» dan diberi tanda «O'».

Konduktor yang menghubungkan titik netral beban dan generator disebut konduktor netral pada rangkaian tersebut. Arus kabel netral dilambangkan sebagai «Io».Untuk arah positif arus, arah dari beban ke generator biasanya diambil, yaitu dari titik «O'» ke titik «O».

Kabel yang menghubungkan titik "A", "B" dan "C" dari terminal generator dengan beban disebut kabel saluran, dan sirkuitnya masing-masing: bintang-bintang dengan kabel netral, bintang-bintang, bintang-delta, delta- delta, delta-star - hanya lima skema dasar untuk menghubungkan sirkuit tiga fase dalam jaringan listrik.

Arus yang mengalir melalui konduktor linier disebut arus linier dan dilambangkan dengan Ia, Ib, Ic. Untuk arah positif dari arus saluran, arah dari generator ke beban biasanya diambil Nilai modul dari arus saluran berarti Il, sebagai aturan, tanpa indeks tambahan, karena sering terjadi bahwa semua arus saluran rangkaian tersebut besarnya sama. Tegangan antara dua konduktor linier adalah tegangan linier, dilambangkan dengan Uab, Ubc, Uca atau, jika kita berbicara tentang modul, mereka hanya menulis Ul.

Masing-masing belitan generator disebut fasa generator, dan masing-masing dari tiga bagian beban tiga fasa disebut fasa beban. Arus fase generator dan, karenanya, beban disebut arus fase, dilambangkan dengan Jika. Tegangan internal fase generator dan fase beban disebut tegangan fase, dilambangkan dengan Uf.

Jika belitan generator terhubung dalam "bintang", maka tegangan saluran adalah 3 kali akar (1,73 kali) lebih tinggi dalam nilai absolut daripada tegangan fasa. Hal ini karena garis tegangan secara geometris akan menjadi alas segitiga sama kaki dengan sudut lancip di dasar 30°, dimana kaki-kakinya adalah tegangan fasa.Perhatikan bahwa rangkaian tegangan tiga fase rendah: 127, 220, 380, 660 — dibentuk dengan mengalikan nilai sebelumnya dengan 1,73.

Ketika belitan generator terhubung dalam "bintang", jelas arus saluran sama dengan arus fasa. Tetapi apa yang terjadi pada voltase ketika belitan generator terhubung delta? Dalam hal ini, tegangan jaringan akan sama dengan tegangan fasa untuk setiap fasa dan untuk setiap bagian beban: Ul = Uf. Ketika beban dihubungkan bintang, arus saluran akan sama dengan arus fasa: Il = If.

Ketika beban dihubungkan sesuai dengan skema "delta", untuk arah arus positif, pilih arah bypass delta searah jarum jam. Penentuan dibuat oleh indeks yang relevan: dari titik mana arus mengalir dan ke titik mana arus mengalir, misalnya Iab adalah penunjukan arus dari titik "A" ke titik "B".

Jika beban tiga fasa dihubungkan secara delta, maka arus saluran dan arus fasa tidak akan sama satu sama lain. Arus saluran kemudian dideteksi oleh arus fasa menurut hukum pertama Kirchhoff: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.