Дельта-соединение

Соединение треугольником — это классический тип цепи в электротехнике, который в основном используется в трехфазных системах и при распределении электроэнергии. Три нагрузки подключаются таким образом, что образуют замкнутый треугольник — отсюда и название. В отличие от соединения «звезда», для соединения «треугольник» не требуется нейтральный проводник.

Структура дельта-соединения

При соединении треугольником один конец каждой катушки (или другой нагрузки) соединяется с началом следующей, создавая три электрических пути, расположенных в форме треугольника. Три внешних проводника (L1, L2, L3) трехфазной системыподключены к углам треугольника.

При таком типе подключения между нагрузками присутствует напряжение внешних проводников — так называемое фазное напряжение. В этом случае фазное напряжение соответствует фазному напряжению, так как одна нагрузка подключена непосредственно между двумя фазными проводниками.

Отличие от соединения звездой

По сравнению с соединением «звезда», соединение «треугольник» отличается, прежде всего, типом соединения и электрическим поведением. В соединении «звезда» три нагрузки подключаются к общей точке, так называемой точке «звезда». Нейтральный проводник часто ведет от этой точки к земле или к однофазным нагрузкам. Это обеспечивает определенное опорное напряжение в соединении «звезда» и позволяет работать как с трехфазными, так и с однофазными системами.

Важное различие заключается в возникающих напряжениях. При соединении звездой фазное напряжение, т.е. напряжение между внешним проводником и точкой звезды, присутствует на каждой нагрузке. Напряжение между фазами, т.е. напряжение между двумя фазами, больше, чем напряжение между фазами в √3 раз. Это соотношение можно выразить математически с помощью оператора cdot:

ULeiter=3⋅UStrangU_{Leiter} = sqrt{3} cdot U_{Strang}ULeiter=3⋅UStrang

В соединении «треугольник», с другой стороны, каждая нагрузка подключена непосредственно между двумя фазными проводами. Напряжение, приложенное здесь, является напряжением на проводниках, и оно точно соответствует напряжению на соответствующей нагрузке — поэтому фазное напряжение в соединении «треугольник» равно напряжению на проводниках. В этом соединении нет ни нейтрального провода, ни звезды.

Области применения и преимущества

Соединение треугольником предпочтительно использовать при передаче большой мощности или при подключении электрических машин, например, трехфазных двигателей. Поскольку нейтральный проводник не требуется, оно особенно популярно в промышленных системах, в которых подключенные нагрузки представляют собой симметричную нагрузку.

Еще одно преимущество заключается в более высокой возможной отдаче мощности: при одинаковом напряжении и токе двигатель в соединении «треугольник» может потреблять в 3 раза больше мощности, чем в соединении «звезда», что особенно заметно при запуске больших машин.

Напряжение, фазы и нагрузка

При соединении треугольником напряжение между фазами действует непосредственно на подключенные нагрузки. Это означает, что каждая нагрузка получает полное напряжение между двумя фазными проводниками. Нагрузка на проводники зависит от типа нагрузки и ее электрическогосопротивления или импеданса.

Особую осторожность следует проявлять при несбалансированной нагрузке или в случае неисправности, поскольку в соединении треугольником нет нейтрального провода, через который могут отводиться остаточные токи — в отличие от соединения звездой с заземленной нейтральной точкой.

Применение на практике

Типичные варианты применения соединения «треугольник» можно найти в:

• Трехфазные двигатели с высокой пусковой мощностью
• Трансформаторы в передаче электроэнергии
• Промышленное оборудование с симметричным распределением нагрузки
• Ситуации, в которых нейтральный проводник отсутствует или не нужен

Соединение «треугольник» часто комбинируется с соединением «звезда», например, в так называемом пуске двигателей по схеме «звезда-треугольник». В этом случае двигатель сначала работает в соединении «звезда», чтобы ограничить пусковые токи, а затем через некоторое время переключается в соединение «треугольник», чтобы достичь полной мощности.

Заключение

Соединение «треугольник» — это эффективный и мощный тип соединения в электротехнике, который особенно часто используется в трехфазных системах с высокой нагрузкой. По сравнению с соединением «звезда», оно обеспечивает более высокий выход энергии, но не требует нейтрального проводника и предъявляет более высокие требования к симметрии нагрузок.

Правильное понимание взаимосвязей между напряжением, фазным напряжением, фазами, нагрузками и типами соединений, такими как треугольник или звезда, имеет решающее значение для безопасного планирования и эксплуатации электрических систем в сети переменного тока.