Beschreibung
1. Sternverbindung
Die Sternverbindung, auch Y-Verbindung genannt.
(1) Verbindungsmethode
Verbinden Sie die Enden (oder Anfänge) der drei Wicklungen eines Dreiphasentransformators miteinander, um einen Sternpunkt (N) zu bilden, während die Anfänge (oder Enden) der drei Wicklungen als Ausgangsklemmen dienen.
Schaltsymbol: Y
(2) Beziehung zwischen Spannung und Strom
Dies ist das Kernmerkmal einer Sternverbindung.
Netzspannung vs. Phasenspannung:
Phasenspannung (U_Ph): Die Spannung an jeder Phasenwicklung, d. h. die Spannung zwischen dem stromführenden Draht (A, B, C) und dem Sternpunkt (N).
Leitungsspannung (U_L): Die Spannung zwischen zwei stromführenden Drähten (z. B. A-B, B-C, C-A).
Zusammenhang: Die Netzspannung beträgt das √3-fache der Phasenspannung und die Netzspannung eilt der entsprechenden Phasenspannung um 30 Grad voraus.
Formel: U_L=√3 × U_Ph
Leitungsstrom vs. Phasenstrom:
Bei einer Sternschaltung ist der Strom durch jede Phasenwicklung (Phasenstrom I_Ph) gleich dem Strom in der Leitung (Leitungsstrom I_L).
Beziehung: I_L=I_Ph
(3) Hauptmerkmale
Vorteile:
Stellt zwei Spannungsarten bereit: Aufgrund des Vorhandenseins eines Sternpunkts können sowohl Netzspannung (z. B. 400 V) als auch Phasenspannung (z. B. 230 V) gleichzeitig geliefert werden. Dies ist die Grundlage für private und gewerbliche Stromversorgungssysteme (380 V/220 V).
Der Neutralpunkt kann geerdet werden: Der Neutralpunkt kann direkt oder über eine Lichtbogenunterdrückungsspule geerdet werden, was dazu beiträgt, den Fehlerstrom zu begrenzen und die Systemsicherheit und -stabilität zu verbessern.
Kann unsymmetrischen Lasten standhalten: Mit einer neutralen Leitung kann es unsymmetrische drei{0}}Phasenlasten gut bewältigen, da die neutrale Leitung unsymmetrischen Strom führen kann.
Nachteile:
Die von der Wicklung getragene Spannung (Phasenspannung) ist relativ niedrig, sodass in Hochspannungsfällen die Isolationsanforderungen für die Wicklung geringer sind als bei einer Dreieckschaltung mit demselben Spannungsniveau.
2. Delta-Verbindung
Delta-Verbindung, auch Δ-Verbindung genannt.
(1) Verbindungsmethode
Verbinden Sie die drei Wicklungen eines Dreiphasentransformators Ende an Ende, um ein geschlossenes Dreieck zu bilden. Die drei Anschlusspunkte dienen als Ausgangsklemmen.
Schaltzeichen: D oder Δ
(2) Spannungs- und Strombeziehungen
Netzspannung und Phasenspannung:
Bei einer Dreieckschaltung ist jede Wicklung direkt zwischen zwei Leitungen geschaltet.
Zusammenhang: Netzspannung gleich Phasenspannung.
Formel: U_L=U_Ph
Leitungsstrom und Phasenstrom:
Der Leitungsstrom (I_L) ist der Strom, der zur externen Last fließt.
Der Phasenstrom (I_Ph) ist der Strom, der durch jede Wicklung fließt.
Zusammenhang: Der Leitungsstrom ist √3-mal so groß wie der Phasenstrom und eilt dem entsprechenden Phasenstrom um 30 Grad nach.
Formel: I_L=√3 × I_Ph
(3) Hauptmerkmale
Vorteile:
- Kein Neutralpunkt: Einfache Struktur, nur drei Ausgangsleitungen, geeignet für Hochspannungsübertragung- und andere Anwendungen, bei denen kein Neutralpunkt erforderlich ist.
- Kann Ströme der dritten Harmonischen übertragen: Im Inneren des Transformators bildet die Dreieckschaltung einen geschlossenen Pfad für Ströme der dritten Harmonischen, wodurch die Wellenform der Ausgangsspannung verbessert und Verzerrungen verhindert werden. Dies ist besonders wichtig für Hochleistungstransformatoren.
- Höhere Zuverlässigkeit: Wenn eine Phasenwicklung ausfällt, können die anderen beiden Phasen (unter bestimmten Bedingungen) weiterhin Strom in einer V-Verbindung liefern.
Nachteile:
- Kann nur einen Spannungspegel bereitstellen.
- Kann nicht direkt eine neutrale Erdung bereitstellen und ist schlecht an unsymmetrische Lasten anpassbar.
- Wicklungen müssen der Netzspannung standhalten, daher ist der Isolationsbedarf bei gleichem Spannungsniveau höher als bei einer Sternschaltung.
