แผนภาพการเชื่อมต่อของวงจรสามเฟสในเครือข่ายไฟฟ้า

ข้อดีของเครือข่ายสามเฟสซึ่งรับประกันการกระจายที่กว้างขวางนั้นชัดเจน:

• พลังงานถูกส่งผ่านสายไฟสามสายในระยะทางไกลอย่างประหยัดกว่าในกรณีที่มีเฟสน้อยกว่า

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส หม้อแปลงสามเฟส — ง่ายต่อการผลิต ประหยัด และเชื่อถือได้ในการใช้งาน

• ประการสุดท้าย ระบบไฟฟ้ากระแสสลับแบบสามเฟสมีความสามารถในการจ่าย (และรับ) กระแสไฟคงที่ทันทีสำหรับช่วงเวลาของกระแสไซน์หากโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสเท่ากันในทุกเฟส

มาดูกันว่ามีวงจรสามเฟสพื้นฐานอะไรบ้างในเครือข่ายไฟฟ้า

โดยทั่วไป ขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสสามารถเชื่อมต่อกับโหลดได้หลายวิธี ดังนั้น วิธีที่ประหยัดที่สุดคือเชื่อมต่อโหลดแยกต่างหากเข้ากับแต่ละเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง โดยต่อสายไฟสองเส้นสำหรับแต่ละโหลด แต่ด้วยวิธีนี้ จะต้องใช้สายไฟหกเส้นในการเชื่อมต่อ

นี่เป็นการสิ้นเปลืองมากในแง่ของการใช้วัสดุและไม่สะดวกเพื่อให้เกิดการประหยัดวัสดุ ขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสจะรวมกันเป็นวงจร «ดาว» หรือ «เดลต้า» ด้วยโซลูชันการเดินสายนี้ จะได้ค่าสูงสุด 4 ดวง ("ดาวที่มีจุดศูนย์" หรือ "เดลต้า") หรือขั้นต่ำ 3 ดวง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสแสดงอยู่ในไดอะแกรมในรูปแบบของขดลวดสามเส้นซึ่งทำมุม 120 °ซึ่งกันและกัน หากการเชื่อมต่อขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดำเนินการตามรูปแบบ "ดาว" ขั้วที่มีชื่อเดียวกันของขดลวดจะเชื่อมต่อกันที่จุดหนึ่ง (จุดศูนย์ที่เรียกว่า "เครื่องกำเนิดไฟฟ้า" ). จุดศูนย์ถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร «O» และเทอร์มินอลว่าง (เทอร์มินอลเฟส) ของขดลวดจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร «A», «B» และ «C»

หากขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกันในรูปแบบ "สามเหลี่ยม" จุดสิ้นสุดของขดลวดแรกจะเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของขดลวดที่สอง จุดสิ้นสุดของขดลวดที่สอง - ถึงจุดเริ่มต้นของขดลวดที่สาม จุดสิ้นสุดที่สาม - ถึงจุดเริ่มต้นของจุดแรก - สามเหลี่ยมปิด ในทางเรขาคณิต ผลรวมของ EMF ในรูปสามเหลี่ยมดังกล่าวจะเป็นศูนย์ และถ้าโหลดไม่ได้เชื่อมต่อกับขั้ว «A», «B» และ «C» กระแสจะไม่ไหลผ่านขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เป็นผลให้เราได้รับห้ารูปแบบพื้นฐานสำหรับการเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสกับโหลดสามเฟส (ดูรูป) ในสามตัวเลขเหล่านี้เท่านั้นที่คุณจะเห็นโหลดสามเฟสที่เชื่อมต่อกับดาว ซึ่งปลายทั้งสามของโหลดจะรวมกันที่จุดเดียว จุดนี้ตรงกลางดาวโหลดเรียกว่า «จุดศูนย์โหลด» และทำเครื่องหมายว่า «O'»

ตัวนำที่เชื่อมต่อจุดที่เป็นกลางของโหลดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่าตัวนำที่เป็นกลางในวงจรดังกล่าว กระแสของเส้นลวดที่เป็นกลางจะแสดงเป็น «Io»สำหรับทิศทางที่เป็นบวกของกระแสมักจะใช้ทิศทางจากโหลดไปยังเครื่องกำเนิดนั่นคือจากจุด «O'» ไปยังจุด «O»

สายไฟที่เชื่อมต่อจุด "A", "B" และ "C" ของเทอร์มินัลเครื่องกำเนิดที่มีโหลดเรียกว่าสายเส้นและวงจรตามลำดับ: ดาว-ดาว ด้วยลวดที่เป็นกลาง, ดาว-ดาว, ดาว-เดลต้า, เดลต้า- เดลต้า, เดลต้าสตาร์ - โครงร่างพื้นฐานเพียงห้าแบบสำหรับการเชื่อมต่อวงจรสามเฟสในเครือข่ายไฟฟ้า

กระแสที่ไหลผ่านตัวนำเชิงเส้นเรียกว่า กระแสเชิงเส้น และเขียนแทนด้วย Ia, Ib, Ic สำหรับทิศทางบวกของกระแสเส้นมักจะใช้ทิศทางจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังโหลด ค่าโมดูลของ กระแสเส้น หมายถึง Il ตามกฎโดยไม่มีดัชนีเพิ่มเติมเนื่องจากมักเกิดขึ้นที่กระแสเส้นทั้งหมด ของวงจรมีขนาดเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำเชิงเส้นสองตัวคือแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นซึ่งแสดงโดย Uab, Ubc, Uca หรือถ้าเรากำลังพูดถึงโมดูลก็จะเขียน Ul

ขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเส้นเรียกว่าเฟสเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และแต่ละส่วนของโหลดสามเฟสในสามส่วนเรียกว่าเฟสโหลด กระแสของเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตามด้วยโหลดเรียกว่ากระแสเฟสซึ่งแสดงโดยถ้า แรงดันไฟฟ้าภายในของเฟสเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเฟสโหลดเรียกว่า แรงดันเฟส ซึ่งแสดงด้วย Uf

หากขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อเป็น "ดาว" แสดงว่าแรงดันไฟฟ้าของสายมีค่าสัมบูรณ์สูงกว่าค่าสัมบูรณ์ของรูท (1.73 เท่า) 3 เท่า เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของเส้นจะกลายเป็นฐานของสามเหลี่ยมหน้าจั่วที่มีมุมแหลมที่ฐาน 30° โดยขาเป็นแรงดันเฟสโปรดทราบว่าชุดของแรงดันไฟฟ้าสามเฟสต่ำ: 127, 220, 380, 660 — เกิดจากการคูณค่าก่อนหน้าด้วย 1.73

เมื่อขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับ "ดาว" เห็นได้ชัดว่ากระแสของเส้นเท่ากับกระแสเฟส แต่จะเกิดอะไรขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าเมื่อขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับเดลต้า? ในกรณีนี้ แรงดันเครือข่ายจะเท่ากับแรงดันเฟสสำหรับแต่ละเฟสและสำหรับแต่ละส่วนของโหลด: Ul = Uf เมื่อโหลดเชื่อมต่อกับดาว กระแสสายจะเท่ากับกระแสเฟส: Il = ถ้า

เมื่อโหลดเชื่อมต่อตามรูปแบบ "เดลต้า" สำหรับทิศทางบวกของกระแสให้เลือกทิศทางตามเข็มนาฬิกาของบายพาสเดลต้า การกำหนดจะทำโดยดัชนีที่เกี่ยวข้อง: จากจุดใดที่กระแสไหลและไปยังจุดใด ตัวอย่างเช่น Iab คือการกำหนดกระแสจากจุด "A" ไปยังจุด "B"

หากมีการเชื่อมต่อโหลดสามเฟสแบบเดลต้า กระแสสายและกระแสเฟสจะไม่เท่ากัน กระแสสายจะถูกตรวจพบโดยกระแสเฟส ตามกฎข้อที่หนึ่งของ Kirchhoff: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.