Vantagens / desvantagens das conexões Y ou Delta

Eu tenho estudado sistemas trifásicos para todo o curso de uma disciplina (no primeiro ano do curso universitário). Eu terminei agora e conheço as conexões "Y" (estrela) ou "Delta" (triângulo). Fiz muitos cálculos com eles, mas não conheço as diferentes aplicações que eles têm e gostaria de saber o seguinte para aumentar meu conhecimento.

Gostaria de saber qual é o melhor (Y ou Delta) para diferentes propósitos, eles devem ter suas vantagens e desvantagens, mas nunca me disseram quais são eles. Eu tentei fazer algumas pesquisas na Internet, mas não encontrei uma boa resposta em particular. Eu só vi as vantagens e desvantagens da partida do motor Y e Delta, mas estou pensando mais no ponto de vista do "circuito".

Estou realmente interessado no assunto, mas acabei de vê-lo do ponto de vista computacional. Eu apreciaria se alguém pudesse me explicar um pouco algumas das principais vantagens e desvantagens do uso de ambas as conexões. Obrigado.

Os dois sistemas têm aplicações muito diferentes. Sim, há muito cruzamento entre eles em alguns campos, mas os dois são mais adequados para determinadas aplicações.

Tome motores, por exemplo. O Delta é muito superior para motores de acionamento do que estrelas. Com o delta, você pode visualizar uma onda circulando em torno do triângulo, e é essa onda que gira o motor. À medida que a onda se move pelas fases, ela arrasta efetivamente o motor. Isso torna o design do motor realmente simples e eficiente. Não é assim com a estrela, em que você basicamente precisa combinar três motores monofásicos juntos,

No entanto, quando se trata de uma situação em que você deseja distribuir uma carga entre vários circuitos ou dispositivos, e a carga em cada fase pode não ser igual ( sistema desbalanceado ), um arranjo em estrela tem vantagens enormes. Cada ramo da estrela ( fase ) é um circuito separado por si só. A carga em cada fase é específica para essa fase e elas exercem pouca influência uma sobre a outra.

Há também um terceiro arranjo, que fica a meio caminho entre uma estrela e um delta - nesse arranjo, cada fase delta é conectada com seu próprio transformador completamente separado e não há ponto neutro comum. Na verdade, isso raramente é visto muito, mas pensei que deveria mencionar aqui de qualquer maneira. Basicamente, combina o arranjo em estrela com o isolamento total, para que possa ter algumas vantagens de segurança (como ter um transformador de isolamento em uma fonte monofásica normal), mas não vale a pena o aborrecimento de um sistema sem um ponto neutro comum.

Para esclarecer o que quero dizer sobre uma onda girando em torno de um delta, aqui está uma pequena animação que eu concluí:

_{Nota: É dia de Natal, estou bêbado, e isso tudo pode ter sido uma bobagem completa, pelo que sei.}

O Delta é ótimo para cargas trifásicas balanceadas e possui grandes vantagens na eliminação de terceiros harmônicos. (Você provavelmente abordou isso em seu curso.)

Um problema com o delta é que não há ponto estrela / estrela, portanto, cargas que requerem uma conexão neutra não podem ser conectadas. Por esse motivo, a distribuição de energia doméstica européia geralmente é um delta trifásico de 10 a 20 kV para o transformador local que possui um delta primário e secundário em estrela / estrela. Cada casa será alimentada a partir de uma fase e de um neutro conectados ao ponto estrela e ao solo.

Você pode obter a mesma tensão e a mesma potência de cada uma, com as taxas de enrolamento corretas. As vantagens que eu já vi estão geralmente relacionadas a como você deseja que as fases sejam referenciadas a outra coisa.

Uma vantagem de Y é que você tem uma maneira de referenciar simetricamente todas as três fases para a mesma tensão (geralmente terra). Se você possui uma fonte de alimentação CA trifásica de 480VCA, isso não informa nada sobre a que distância essas tensões estão da caixa de metal em que seus componentes eletrônicos estão. Se essa caixa estiver aterrada, mas as linhas CA estiverem todas a 10 kV do chão, coisas ruins vão acontecer com o seu isolamento. Amarrar o neutro à terra permite evitar isso e ter 100% de certeza de que as três linhas estão sempre com uma tensão aceitável da terra.

Ter um ponto morto também pode reduzir o ruído, por razões semelhantes. Se as linhas CA puderem mudar repentinamente em relação ao gabinete aterrado, esse ruído em modo comum poderá se unir à capacitância parasita e causar estragos em seus circuitos de controle e detecção.

E com um neutro, você obtém um caminho neutro definido óbvio para falhas, desequilíbrios ou correntes harmônicas. Essas correntes que possuem um caminho definido de volta à Terra significam que podem ser detectadas mais facilmente e, assim, reagir.

A Delta não possui local de aterramento óbvio; as linhas CA geralmente estão todas flutuando em relação à terra. Agora, há exceções. Eu já vi sistemas aterrados em que uma fase está ligada à terra. Vi uma batida central em uma fase ligada à terra. Mas acho que seria justo dizer que são hacks, tentando adicionar uma referência básica ao que deveria ser um transformador Y, mas não por razões históricas.

Por que você gostaria de não ter referência à Terra? Transmissão de energia a longas distâncias. A tensão do terra varia de local para local; você não pode simplesmente ligar o aterramento em um edifício ao aterramento em outro edifício, ou terá um loop de aterramento e fluxo de corrente constante através de seus condutores de neutro / terra. Se você está lidando apenas com transmissão e o aterramento local não é expressamente um fator, o delta permite economizar dinheiro, evitando amarrar um cabo extra sem uma boa razão.

Portanto, a maneira como eu costumo ver as coisas feitas em um ambiente industrial é executar a alimentação em uma configuração delta até o ponto de uso e depois transformar em Y para obter uma referência de terra local para o equipamento.

No mundo da energia pesada, o delta multifásico (3) é usado na geração de energia elétrica e é a maneira preferida de consumir grandes quantidades de energia também. As cargas de fase serão balanceadas, as vibrações minimizadas, a capasidade do cabo maximizada, ...

Fora do mundo do poder, a fase única é preferida por conveniência.

Do ponto de vista do sistema de energia, os dois são bem diferentes quando se trata de proteção. Por exemplo, em um arranjo delta, a detecção de falhas à terra não é tão direta (a menos que você também tenha transformadores de aterramento). O fato de o delta não ter referência à terra pode ser uma vantagem ou desvantagem, dependendo da sua situação (uma falta à terra não fará com que a corrente da falta flua, por exemplo). As configurações do transformador geralmente são escolhidas para se ajustarem à infraestrutura existente; pode ser necessário um determinado tranny de grupo de vetores para combinar duas redes existentes, e mudanças de vetor diferentes são obtidas usando combinações diferentes de delta e estrela.

Na conexão delta, a corrente é mais alta, mas na conexão em estrela, a corrente é um terço da conexão em delta; portanto, para proteger os motores de alta corrente de partida, o motor é conectado em estrela durante a partida. Mas o torque é diretamente favorável ao quadrado da tensão, para ter uma melhor performance do motor de indução, ele precisava ser conectado no delta. Então, o starter delta estrela é usado para o motor de indução.

Se um primário de um transformador delta / delta falhar, o secundário ainda terá todas as três fases. Apenas a natureza de um triângulo. Uma propriedade frequentemente explorada para reduzir o custo do transformador em 1/3 em pequenas instalações. (Chamado delta aberto nos EUA)

Delta flutuante (sem referência ao solo) é freqüentemente encontrado em navios, eles usam detectores e monitores em vez de fusíveis tradicionais para lidar com falhas no casco ("solo"). Por várias razões, eles não querem um solo curto para passar o excesso de corrente através de certas partes do casco, nem parar os motores durante manobras críticas em alto mar. Mas o maior fator provavelmente deve-se à corrosão galvânica, já que muitos navios maiores dependem de tensão e corrente ativamente aplicadas para transformar o casco no cátodo na pilha voltaica que é a corrosão. desafio com certeza.

A tensão do circuito delta relativa ao casco pode ser mantida em limites razoáveis ​​com eletrônicos simples, pois qualquer desvio maior é basicamente o equivalente atual de uma carga estática e o excesso pode ser balanceado / drenado com alguns resistores de impedância moderadamente altos, diodos zener e como anexado entre o casco e as três fases.

Além disso, de volta à terra, se colocar um delta / delta em paralelo com um transformador em estrela / delta (ou em estrela / delta / estrela), você gira as fases e termina com um sistema de 6 fases, usado para grandes indústrias. propósitos, motores muito grandes (torque mais suave e amperagem mais razoável em cada fase) e antes de retificar para CC (menos ondulação). A desvantagem versus a fase 3 é a necessidade de duplicar as partes e peças e a complexidade das conexões, com 3 todos os padrões de conexão que produzem rotação suave no sentido horário abc ou CCW cba. Com 6 fases, você pode deixá-las fora de ordem, em vez de abcdef ou fedcba, você pode acidentalmente pular para frente e para trás na lista como adcfeb, que provavelmente iria se contrair e não virar, ou ser muito áspero e ineficiente.

Livre-se do procedimento de fiação (existem milhares de links e fotos na internet). O Delta é usado geralmente e obtém a melhor eficiência, mas apenas uma coisa simples é porque o motor maior é necessário com corrente muito maior e com essa quantidade de corrente pode falhar alguns componentes (dentro ou fora) dos sistemas. Então a fiação em estrela é necessária para usar na inicial. Então, às vezes chamamos de início suave.