คำแนะนำเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ Delta และ Wye Transformer

 

 

 

 

 

ระบบจำหน่ายไฟฟ้าสามเฟส-อาศัยการเชื่อมต่อหม้อแปลงพื้นฐานสองประเภทอย่างมาก ได้แก่ เดลต้า (Δ) และไวย์ (Y) การกำหนดค่าเหล่านี้จะกำหนดวิธีการจ่ายแรงดันและกระแส วิธีเชื่อมต่อโหลด และระบบตอบสนองต่อข้อผิดพลาดและความไม่สมดุลอย่างไร ความเข้าใจการเชื่อมต่อเดลต้าและไวย์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรไฟฟ้า ผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวก และช่างเทคนิคที่ออกแบบ ใช้งาน หรือบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า

คู่มือนี้ครอบคลุมคุณลักษณะ ข้อดี ข้อจำกัด และการใช้งานจริงของการเชื่อมต่อแต่ละประเภท พร้อมด้วยการกำหนดค่าและเกณฑ์การเลือกแบบรวมที่พบบ่อยที่สุด

 

 

 

 

 

 

 

จุดที่เป็นกลางมีระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองระดับ: แรงดันไฟฟ้าระหว่างเส้น-ถึง- (โดยทั่วไปจะสูงกว่า) และแรงดันไฟฟ้าระหว่างเส้น-ถึง- (ต่ำกว่า) ตัวอย่างเช่น ระบบไวย์ 480Y/277V จ่ายไฟ 480V ระหว่างเฟสสำหรับอุปกรณ์สาม-เฟส และ 277V จากเฟสใดก็ได้ไปจนถึงเป็นกลางสำหรับโหลด{10}}เฟสเดียว ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์แสดงเป็นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าของสายมีค่าประมาณ 1.732 เท่าของแรงดันไฟฟ้าเฟส

การเชื่อมต่อแบบไวย์ยังอนุญาตให้มีการต่อกราวด์ของจุดที่เป็นกลาง ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่เสถียร และสร้างเส้นทางส่งกลับอิมพีแดนซ์ต่ำ-สำหรับกระแสฟอลต์ ตัวกลางสามารถต่อลงดินอย่างแน่นหนา ต่อสายดินผ่านตัวต้านทาน หรือปล่อยให้ลอยได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ อย่างไรก็ตาม หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการลงกราวด์หรือถูกตัดการเชื่อมต่อ ความทนทานต่อข้อผิดพลาดจะลดลงอย่างมาก และความผันแปรของแรงดันไฟฟ้าที่ไม่คาดคิดอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้

 

 

ในการกำหนดค่าแบบเดลต้า แรงดันไฟฟ้าของสายจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าเฟสในแต่ละขดลวด ในขณะที่กระแสไฟของสายไฟมีการกระจายเพื่อให้แต่ละเฟสของขดลวดมีประมาณ 58% () ของเส้นกระแส การออกแบบวงปิด-ให้การไหลเวียนของกระแสที่แข็งแกร่งและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมภายใต้ภาระหนัก แม้ว่าหน่วย-เฟสเดียวในธนาคารเดลต้าจะล้มเหลว แต่อีกสองหน่วยที่เหลือยังสามารถจ่ายไฟสามเฟส-ต่อไปที่ประมาณ 58% ของกำลังการผลิตเดิม-ซึ่งมักเรียกว่าการดำเนินการ "เปิด-เดลต้า"

การไม่มีจุดที่เป็นกลางทำให้การส่ง-กำลังสูงสาม-เฟสง่ายขึ้น แต่ทำให้เกิดข้อจำกัด: การเชื่อมต่อเดลต้าไม่สามารถจ่ายโหลดเฟสเดียว-ได้โดยตรงหากไม่มีอุปกรณ์เพิ่มเติม และการต่อลงดินต้องใช้วิธีพิเศษเนื่องจากไม่มีความเป็นกลางตามธรรมชาติ

 

 

 

 

 

 

คุณสมบัติ	เดลต้า (Δ)	วาย (Y)
การกำหนดค่า	ห่วงสามเหลี่ยมปิด	รูปดาวที่มีความเป็นกลางตรงกลาง
สายไฟ	ระบบ 3 สาย (เฟสเท่านั้น)	ระบบ 4 สาย (+ เป็นกลาง)
ความสัมพันธ์ของแรงดันไฟฟ้า
จุดที่เป็นกลาง	ไม่มีเลย	มีจำหน่าย (สามารถต่อสายดินได้)
ความจุเฟสเดียว-	ไม่สามารถจ่ายโหลดเฟสเดียว-ได้โดยตรง	แรงดันไฟฟ้าคู่สำหรับ-เฟสเดียวและสาม-เฟส
การบรรเทาฮาร์มอนิก	กับดักฮาร์โมนิคสามเท่าภายใน	อ่อนแอมากขึ้น (ต้องมีการบรรเทาผลกระทบ)
ความอดทนต่อความผิดพลาด	เปิด-เดลต้าต่อหลังจากหนึ่งคอยล์เสีย	ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าการต่อลงดินที่เป็นกลาง
การใช้งานทั่วไป	การส่งแรงดันไฟฟ้าสูง- มอเตอร์อุตสาหกรรมหนัก	ระบบจำหน่าย อาคารแบบผสมผสาน- สิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์

 

ตารางแสดงให้เห็นว่า Delta ให้ความสำคัญกับความทนทานและประสิทธิภาพสำหรับการโหลดหนักสามเฟส- ในขณะที่ Wye ให้ความคล่องตัวและการต่อสายดินที่ปลอดภัยกว่าสำหรับระบบที่มีประเภทโหลดแบบผสม

 

 

 

 

 

 

หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถรวมเดลต้าและไวย์เข้ากับขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิได้ด้วยวิธีมาตรฐานสี่วิธี ประเภทการพันขดลวดปฐมภูมิจะแสดงเป็นอันดับแรก (ด้าน H ตัวพิมพ์ใหญ่) ตามด้วยประเภทการพันขดลวดทุติยภูมิ (ด้าน X ตัวพิมพ์เล็ก)

 

 

 

 

 

 

 

การคำนวณอัตราส่วนการหมุนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า:

เดลต้า-ไวย์ (Δ-Y):สำหรับสเต็ป-เดลต้าดาวน์-ไวย์หม้อแปลงที่มีอัตราส่วนรอบเป็น N (ปฐมภูมิต่อทุติยภูมิต่อขดลวด) แรงดันไฟฟ้าของสายทุติยภูมิคือ. ในทางกลับกัน การคำนวณจะรวมถึงกตัวประกอบเนื่องจากการแปลงจากแรงดันไฟฟ้าสายเดลต้าไปเป็นสายไวย์-เป็น-แรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลาง

ไวย์-เดลต้า (Y-Δ):สำหรับหม้อแปลงเดลต้าแบบไวย์- แรงดันไฟฟ้าของสายทุติยภูมิสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าเฟสปฐมภูมิตามอัตราส่วนรอบ แต่จะเพิ่มเติมความสัมพันธ์มีผลขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังก้าวลงหรือก้าวขึ้น

เดลต้า-เดลต้า (Δ-Δ) และไวย์-ไวย์ (Y-Y):สำหรับการกำหนดค่าการเชื่อมต่อ-เดียวกัน การแปลงแรงดันไฟฟ้าจะเป็นไปตามอัตราส่วนการหมุนอย่างง่าย:โดยมีการปรับขนาดแรงดันไฟฟ้าของสายโดยตรง

 

 

 

 

 

 

การต่อสายดินถือเป็นปัจจัยทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวในการเลือกระหว่างเดลต้าและไวย์

ตัวเลือกสายดิน Wye:เมื่อมี Wye เป็นกลาง อาจเป็นได้ทั้ง:

• มีสายดินแน่นหนา:เชื่อมต่อโดยตรงกับดิน (โดยทั่วไปสำหรับแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 600V) นี่เป็นเส้นทางส่งคืนฟอลต์อิมพีแดนซ์ต่ำสุด
• ความต้านทานต่อสายดิน:ความเป็นกลางที่เชื่อมต่อกับกราวด์ผ่านตัวต้านทานที่จำกัดกระแสไฟฟ้าขัดข้องของกราวด์ให้เป็นค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โดยทั่วไปคือ 5–400 แอมแปร์ ซึ่งจะช่วยลดความเสียหายระหว่างเกิดข้อผิดพลาดในขณะที่ยังคงให้ความไวในการถ่ายทอด
• ไม่มีเหตุผลหรือปฏิกิริยาต่อสายดิน:ความเป็นกลางยังคงแยกได้จากพื้นดินหรือเชื่อมต่อผ่านเครื่องปฏิกรณ์ พบได้น้อยในระบบที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์สมัยใหม่ แต่พบได้ในโรงงานอุตสาหกรรมบางแห่งหรือระบบสายดินที่มีความต้านทานสูง-

ในการสร้างแบบจำลองการสลับ การตัดสินใจต่อกราวด์ความเป็นกลางของการเชื่อมต่อ Wye จะส่งผลโดยตรงต่อการเลือกหม้อแปลงไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก บุชชิ่ง และส่วนประกอบอื่นๆ สำหรับระบบ Wye ที่มีสายกราวด์ ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกเลือกตามแรงดันไฟฟ้าเฟส-ถึง-กราวด์ สำหรับระบบที่ไม่มีการลงกราวด์ ส่วนประกอบจะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าเฟส-ถึง-

ความท้าทายของเดลต้ากราวด์:หากไม่มีจุดที่เป็นกลาง ระบบเดลต้าจะไม่สามารถต่อสายดินในลักษณะเดียวกับระบบ Wye ได้ แทน:

• การต่อสายดินเข้ามุม:ตัวนำเฟสหนึ่งตั้งใจเชื่อมต่อกับกราวด์-ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด แต่สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงในอีกสองเฟสที่เหลือสัมพันธ์กับกราวด์
• การต่อสายดินแบบแตะตรงกลาง-:ในระบบเดลต้ารองบางจุด จุดกึ่งกลางของขดลวดหนึ่งสามารถ-แตะและต่อสายดินได้เพื่อให้ความสามารถเฟสเดียว-มีข้อจำกัด เช่น ในระบบเดลต้าแบบลวดสาม-เฟสที่สี่-แบบ 240/120V (หรือที่เรียกว่า "เดลต้าขาสูง-")
• หม้อแปลงกราวด์: A ซิก-แซกหรือ Wye-สามารถเพิ่มหม้อแปลงกราวด์เดลต้าเพื่อสร้างนิวตรอนเทียมสำหรับการต่อกราวด์ระบบเดลต้าที่ไม่มีการกราวด์ที่มีอยู่

หมายเหตุด้านความปลอดภัยที่สำคัญ:Wye ที่เป็นกลางที่มีการลงกราวด์อย่างแน่นหนาให้เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำ-สำหรับกระแสไฟฟ้าขัดข้องของกราวด์ ช่วยให้เซอร์กิตเบรกเกอร์และฟิวส์สามารถเคลียร์ข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว นี่คือเหตุผลหลักที่ระบบรองของ Wye เป็นที่นิยมสำหรับอาคารพาณิชย์ สถานพยาบาล และการตั้งค่าอื่นๆ ที่การเคลียร์ข้อผิดพลาดและความปลอดภัยของบุคลากรเป็นสิ่งสำคัญที่สุด

 

 

 

 

 

 

 

ความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญ: ในหม้อแปลงเดลต้า-ไวย์และไวย์-เดลต้า แรงดันไฟฟ้าหลักและรองจะเปลี่ยนไป 30 องศาโดยธรรมชาติ การเปลี่ยนเฟสนี้ไม่ได้เกิดขึ้นภายในตัวขดลวด แต่เนื่องจากการเชื่อมต่อของขดลวดเข้าด้วยกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แรงดันไฟฟ้าเส้น-ถึง-เส้นบนฝั่งไวย์จะถูกเลื่อน 30 องศา สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าเส้น-ถึง-เส้นบนฝั่งเดลต้า

สัญลักษณ์นาฬิกา (กลุ่มเวกเตอร์):การเชื่อมต่อหม้อแปลงมักมีป้ายกำกับโดยใช้สัญลักษณ์นาฬิกาเพื่อระบุการเปลี่ยนเฟส-ตัวอย่างเช่น "Dy11" หมายถึงเดลต้าหลัก (D), ไวย์รอง (y) โดยมีการเปลี่ยนเฟสสอดคล้องกับ 11 ชั่วโมงบนนาฬิกาหนึ่งนาฬิกา หรือ 330 องศา (เทียบเท่ากับ -30 องศา) "Yd1" หมายถึงรองล่าช้าหลัก 30 องศา

เหตุใดการเปลี่ยนเฟสจึงมีความสำคัญ:การเปลี่ยนเฟส 30 องศาไม่เป็นปัญหาในการติดตั้งส่วนใหญ่ แต่จะมีความสำคัญเมื่อขนานหม้อแปลง หากหม้อแปลงสองตัวที่มีกลุ่มเวกเตอร์ต่างกันเชื่อมต่อกันแบบขนาน อาจส่งผลให้กระแสไฟฟ้าหมุนเวียนขนาดใหญ่ได้ เมื่อเชื่อมต่อหม้อแปลงแบบขนาน กลุ่มเวกเตอร์จะต้องตรงกันหรือได้รับการชดเชยอย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น บางครั้ง Dy11 สามารถขนานกับ Yd1 ได้ หากมีการปรับการหมุนเฟสอย่างเหมาะสม

ไม่มีการเปลี่ยนเฟสในเดลต้า-เดลต้าและไวย์-การเชื่อมต่อ Wye ซึ่งช่วยให้การขนานง่ายขึ้น

 

 

 

 

 

ขดลวดเดลต้ามีบทบาทสำคัญในการควบคุมความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิก ฮาร์โมนิกสามเท่า (ที่สาม เก้า สิบห้า ฯลฯ) จะถูกกักขังตามธรรมชาติและหมุนเวียนภายในขดลวดเดลต้า แทนที่จะแพร่กระจายไปยังสายจ่าย คุณลักษณะนี้ทำให้เดลต้า-เดลต้าและเดลต้า-การกำหนดค่า Wye มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการป้องกันการบิดเบือนฮาร์มอนิกจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นส่งผลกระทบต่อระบบอัปสตรีม

ไวย์-หม้อแปลงไวย์ไวต่อการส่งผ่านสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกระหว่างแหล่งกำเนิดและโหลดได้ง่ายกว่า ด้วยเหตุผลนี้ เมื่อจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อ Wye- Wye ด้วยเหตุผลอื่นๆ บางครั้งขดลวดเดลต้าระดับอุดมศึกษาจะถูกเพิ่มเพื่อให้ฮาร์โมนิกสามเลนมีเส้นทางในการหมุนเวียน

 

 

 

 

 

 

 

การเลือกการกำหนดค่าหม้อแปลงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนดนั้นเกี่ยวข้องกับการปรับสมดุลปัจจัยหลายประการ:

9.1 ประเภทโหลดและความหลากหลาย

โหลดแบบสามเฟส-ล้วนๆ (มอเตอร์ขนาดใหญ่ อุปกรณ์อุตสาหกรรมหนัก ช่างเชื่อม) ทำงานได้ดีกับการกำหนดค่าใดๆ แต่เดลต้า-เดลต้าให้ความทนทานต่อความเสียหายที่แข็งแกร่ง และความสามารถในการทำงานต่อใน-เดลต้าแบบเปิดหลังจากเกิดความล้มเหลว โหลดแบบผสมที่ต้องใช้ทั้งไฟสาม-เฟสและไฟเฟสเดียว-จะดีที่สุดโดยการกำหนดค่าเดลต้า- Wye ซึ่งให้ค่าเป็นกลางที่ต่อสายดินสำหรับการกระจายเฟสเดียว- ในขณะเดียวกันก็แยกไฟหลักจากความไม่สมดุลทุติยภูมิ

9.2 ข้อกำหนดการต่อลงดิน

หากความเป็นกลางที่ต่อสายดินเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการป้องกันระบบและการล้างข้อผิดพลาด Wye ตัวรองก็เป็นสิ่งจำเป็น เดลต้า-Wye เป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับระบบจำหน่ายที่ต้องการความเสถียรและต่อสายดินที่ด้านโหลด หากระบบไม่ต้องการระบบนิวทรัลและสามารถทำงานแบบไม่มีกราวด์หรือแบบกราวด์มุมได้ เดลต้า-เดลต้าอาจเหมาะสม

9.3 เนื้อหาฮาร์มอนิก

ระบบที่มีฮาร์มอนิกสำคัญ-ซึ่งสร้างโหลด (ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ไฟ LEDศูนย์ข้อมูลอุปกรณ์) ได้รับประโยชน์จากความสามารถในการดักจับฮาร์มอนิก-ของขดลวดเดลต้า แนะนำให้ใช้เดลต้า-Wye หรือเดลต้า-ในกรณีเช่นนี้

9.4 ข้อกำหนดในการสตาร์ทสำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่

มอเตอร์ขนาดใหญ่ที่ต้องการ-การสตาร์ทด้วยแรงดันไฟฟ้าลดลงอาจเหมาะกับการจัดเตรียมการสตาร์ทแบบเดลต้าของ Wye- โดยที่มอเตอร์สตาร์ทใน Wye เพื่อจำกัดกระแสกระชาก จากนั้นจึงสลับไปใช้เดลต้าเพื่อทำงาน

9.5 ระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบและขั้น-ขึ้นเทียบกับขั้น-ลง

โดยทั่วไปจะใช้เดลต้า-Wye สำหรับการลด-แอปพลิเคชันจากการกระจายแรงดันไฟฟ้าปานกลาง-ไปจนถึงการใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำ- ไวย์-เดลต้ามักใช้สำหรับการสเต็ป-ลงเช่นกัน แต่การเลือกระหว่างทั้งสองอาจขึ้นอยู่กับว่าจำเป็นต้องใช้สีกลางในด้านหลักหรือรอง

9.6 ความสามารถในการขยายและความซ้ำซ้อนในอนาคต

เดลต้า-การกำหนดค่าเดลต้าอนุญาตให้มี-การสำรองข้อมูลเดลต้า-แบบเปิด หากหม้อแปลงตัวหนึ่งในธนาคารทำงานล้มเหลว สองตัวที่เหลือสามารถส่งต่อไปได้ประมาณ 58% ของความจุพิกัดสาม-เฟส นี่อาจเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ

 

 

 

 

 

 

การเชื่อมต่อ Delta และ Wye ต่างก็มีบทบาทที่แตกต่างกันในการจ่ายไฟสามเฟส- และการกำหนดค่า Delta- Wye ที่รวมกันเป็นกลไกสำคัญของอุตสาหกรรมในการลดแรงดันไฟฟ้าในการส่งให้อยู่ในระดับที่ใช้งานได้ซึ่งจำเป็นต้องมีการต่อสายดินและโหลดแบบผสมที่เสถียร เดลต้าเป็นเลิศโดยที่การจ่ายไฟสามเฟส-ที่แข็งแกร่งและความทนทานต่อข้อผิดพลาดเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง การออกแบบ-ลูปปิดให้การแบ่งปันโหลดที่ยอดเยี่ยม และการไม่มีความเป็นกลางไม่ใช่ข้อจำกัด Wye ใช้งานได้ดีในกรณีที่ต้องใช้ความอเนกประสงค์ การทำงานแบบต่อสายดิน และโหลดเฟสเดียว-บวกบวกสาม- เฟส โดยให้ความสามารถด้านแรงดันไฟฟ้าคู่และการอ้างอิงที่เป็นกลางที่เสถียร

จุดพบกันที่พบบ่อยที่สุดระหว่างโลกทั้งสองนี้คือเดลต้า-หม้อแปลง Wye: เดลต้าหลักแยกระบบอัปสตรีมออกจากความไม่สมดุลและฮาร์โมนิกดาวน์สตรีม ในขณะที่ไวย์ทุติยภูมิให้ค่าเป็นกลางที่ต่อสายดินและเสถียรสำหรับ-โหลดโลกจริงที่ไม่ค่อยสมดุลอย่างสมบูรณ์ การทำความเข้าใจว่าเมื่อใดและเพราะเหตุใดจึงควรใช้การกำหนดค่าแต่ละรายการช่วยให้วิศวกรเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน จัดการโหลดประเภทต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และควบคุมต้นทุนโครงการ หากมีข้อสงสัย -ตัวเลขโดยรวมในการลดการใช้พลังงานไปสู่สิ่งอำนวยความสะดวกแบบผสมผสาน- โดยทั่วไปจะเป็นเดลต้า-Wye เนื่องจากมีความสมดุลที่ดีที่สุดของความคล่องตัว ความปลอดภัย และประสิทธิภาพ

 

 

 

 

 

ปฏิบัติตามรหัสไฟฟ้าและมาตรฐานความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมดเสมอเมื่อทำงานกับหม้อแปลงไฟฟ้า อย่าถือว่าระบบถูกยกเลิก-พลังงานหากไม่มีการทดสอบที่เหมาะสม การป้องกันกระแสไฟเกินและการต่อสายดินที่มีขนาดเหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ปลอดภัย หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับการเลือกหรือการติดตั้งหม้อแปลงในด้านใดๆ โปรดปรึกษาวิศวกรไฟฟ้าที่มีใบอนุญาตหรือผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการรับรอง