Avantages / inconvénients des connexions Y ou Delta

J'étudie les systèmes triphasés pour tout le cours d'une matière (en première année de diplôme universitaire). J'ai maintenant terminé et je connais les connexions "Y" (étoile) ou "Delta" (triangle). J'ai fait beaucoup de calculs avec eux, mais je ne connais pas les différentes applications dont ils disposent et j'aimerais savoir ce qui suit pour approfondir mes connaissances.

Je voudrais savoir lequel est le meilleur (Y ou Delta) pour différents usages, ils doivent avoir ses avantages et ses inconvénients, mais on ne m'a jamais dit lesquels. J'ai essayé de faire des recherches sur Internet, mais je n'ai pas trouvé de bonne réponse en particulier. Je n'ai vu que les avantages et les inconvénients du démarrage des moteurs Y et Delta, mais je pense plus au point de vue "circuit".

Je m'intéresse vraiment au sujet, mais je viens de le voir du point de vue informatique. J'apprécierais que quelqu'un m'explique un peu certains des principaux avantages et inconvénients de l'utilisation des deux connexions. Je vous remercie.

Les deux systèmes ont des applications très différentes. Oui, il y a beaucoup de croisements entre eux dans certains domaines, mais les deux sont plus adaptés à certaines applications.

Prenons l'exemple des moteurs. Delta est de loin supérieur pour la conduite de moteurs que star. Avec delta, vous pouvez visualiser une onde circulant autour du triangle, et c'est cette onde qui fait tourner le moteur. Lorsque l'onde se déplace autour des phases, elle entraîne efficacement le moteur avec elle. Cela rend la conception du moteur vraiment simple et efficace. Ce n'est pas le cas avec Star, où vous devez essentiellement essayer de combiner trois moteurs monophasés ensemble,

Cependant, quand il s'agit d'une situation où vous souhaitez répartir une charge entre plusieurs circuits ou appareils, et la charge sur chaque phase peut ne pas être égale ( système déséquilibré ), alors un arrangement en étoile présente d'énormes avantages. Chaque branche de l'étoile ( phase ) est un circuit séparé à part entière. La charge sur chaque phase est spécifique à cette phase, et ils ont peu d'influence les uns sur les autres.

Il existe également un troisième arrangement, qui est à mi-chemin entre une étoile et un delta - dans cet arrangement, chaque phase delta est connectée avec son propre transformateur complètement séparé et il n'y a pas de point neutre commun. C'est en fait rarement vu beaucoup, mais j'ai pensé que je devrais le mentionner ici de toute façon. Il combine essentiellement l'arrangement en étoile avec une isolation complète, ce qui peut présenter des avantages en termes de sécurité (comme avoir un transformateur d'isolement sur une alimentation monophasée normale), mais ne vaut pas la peine d'un système sans point neutre commun.

Pour clarifier ce que je veux dire sur une vague tournant autour d'un delta, voici une petite animation que j'ai mise en place:

_{Remarque: C'est le jour de Noël, je suis saoul, et cela aurait pu être du charabia complet pour tout ce que je sais.}

Delta est idéal pour les charges triphasées équilibrées et présente de grands avantages pour éliminer les 3ème harmoniques. (Vous avez probablement couvert cela dans votre cours.)

Un problème avec Delta est qu'il n'y a pas de point étoile / étoile, donc les charges qui nécessitent une connexion neutre ne peuvent pas être connectées. Pour cette raison, la distribution électrique domestique européenne est souvent un triangle triphasé à 10 - 20 kV vers le transformateur local qui a un primaire delta et un secondaire étoile / étoile. Chaque maison sera alimentée par une phase et un neutre connectés au point étoile et à la terre.

Vous pouvez obtenir la même tension et la même puissance de chacun, avec les bons rapports d'enroulement. Les avantages que j'ai vus sont généralement liés à la façon dont vous voulez que les phases soient référencées à autre chose.

Un avantage de Y est que vous obtenez un moyen de référencer symétriquement les trois phases à la même tension (généralement la terre). Si vous avez un courant alternatif triphasé de 480 VCA, cela ne vous dit rien sur la distance entre ces tensions et le boîtier métallique dans lequel se trouvent vos appareils électroniques. du sol, de mauvaises choses vont arriver à votre isolation. Lier votre neutre à la terre vous permet d'éviter cela et d'être sûr à 100% que les trois lignes sont à tout moment dans une tension de terre acceptable.

Avoir un neutre peut également réduire le bruit, pour des raisons similaires. Si les lignes CA peuvent soudainement se déplacer par rapport à l'enceinte mise à la terre, ce bruit de mode commun peut se coupler via une capacité parasite et faire des ravages sur vos circuits de contrôle et de détection.

Et avec un neutre, vous obtenez un chemin neutre défini évident pour les courants de défaut, de déséquilibre ou harmoniques. Ces courants ayant un chemin de retour précis vers la terre signifient qu'ils peuvent être détectés plus facilement et donc réagis.

Delta n'a pas d'emplacement de mise à la terre évident; les lignes AC sont généralement toutes flottantes par rapport à la terre. Maintenant, il y a des exceptions. J'ai vu des systèmes mis à la terre où une phase est liée à la terre. J'ai vu un tapotement central sur une phase liée à la terre. Mais je pense qu'il serait juste de dire que ce sont des hacks, essayant d'ajouter une référence au sol à ce qui devrait être un transformateur Y, mais ce n'est pas pour des raisons historiques.

Pourquoi voudriez-vous n'avoir aucune référence à la terre? Transmission de puissance sur de longues distances. La tension de terre varie d'un endroit à l'autre; vous ne pouvez pas simplement relier la terre dans un bâtiment à la terre dans un autre bâtiment, ou vous aurez une boucle de terre et un flux de courant constant à travers vos conducteurs neutre / terre. Si vous ne vous occupez que de la transmission et que la mise à la terre locale n'est expressément pas un facteur, delta vous permet d'économiser de l'argent en évitant de lier un câble supplémentaire sans raison valable.

Donc, la façon dont je vois habituellement les choses dans un environnement industriel est de faire fonctionner l'alimentation dans une configuration delta jusqu'au point d'utilisation, puis de transformer en Y pour obtenir une référence de terre locale pour l'équipement.

Dans le monde de l'énergie à service intensif, le delta à phases multiples (3) est utilisé lors de la génération d'énergie électrique et constitue également le moyen privilégié de consommer de grandes quantités d'énergie. Les charges de phase seront équilibrées, les vibrations minimisées, la capacité du câble maximisée, ...

En dehors du monde de l'énergie, la phase monophasée est préférable pour la convenance.

Du point de vue du système d'alimentation, les deux sont très différents en matière de protection. Par exemple, dans un arrangement delta, la détection des défauts à la terre n'est pas aussi simple (sauf si vous avez également des transformateurs de mise à la terre). Le fait que le delta puisse ne pas avoir de référence à la terre peut être à la fois un avantage ou un inconvénient selon votre situation (un défaut à la terre ne fera pas circuler le courant de défaut par exemple). Les configurations des transformateurs sont généralement choisies pour s'adapter à l'infrastructure existante; vous pouvez avoir besoin d'un certain groupe de transformations de groupe de vecteurs pour faire correspondre deux réseaux existants, et différents décalages de vecteurs sont obtenus en utilisant différentes combinaisons de delta et d'étoile.

En connexion delta, le courant est plus élevé, mais en connexion en étoile, le courant représente un tiers de la connexion delta, afin de protéger les moteurs contre un courant de démarrage élevé. Mais le couple est directement proportionnel au carré de la tension afin d'avoir une meilleure performance du moteur à induction, il devait être connecté en triangle. Donc, le démarreur étoile-triangle est utilisé pour le moteur à induction.

Si un primaire d'un transformateur delta / delta tombe en panne, le secondaire aura toujours les trois phases. Juste la nature d'un triangle. Une propriété souvent exploitée pour réduire le coût du transformateur de 1/3 sur les petites installations (appelée delta ouvert aux USA)

Flottant (pas de référence au sol) Delta est souvent trouvé sur les navires, ils utilisent des détecteurs et des moniteurs plutôt que des fusibles traditionnels pour gérer les défauts de la coque ("sol"). Pour plusieurs raisons, ils ne veulent pas qu'un court-circuit au sol passe un excès de courant à travers certaines parties de la coque, ni n'arrête les moteurs lors de manœuvres critiques en haute mer. Mais le facteur le plus important est probablement dû à la corrosion galvanique, car de nombreux navires plus grands s'appuient sur une tension et un courant activement appliqués pour faire de la coque la cathode de la pile voltaïque qui est corrosive. défi à coup sûr.

La tension du circuit delta par rapport à la coque peut être maintenue dans des limites raisonnables avec une électronique simple car toute dérive majeure est essentiellement l'équivalent en courant d'une charge statique et l'excès peut être équilibré / drainé avec des résistances à impédance modérément élevée, des diodes zener et le comme attaché entre la coque et les trois phases.

De plus, de retour sur terre, si vous mettez un delta / delta en parallèle avec un transformateur étoile / triangle (ou étoile / étoile delta / étoile), vous tournez les phases et vous vous retrouvez avec un système à 6 phases, qui est utilisé pour certains grands industriels fins, à la fois de très gros moteurs (couple plus doux et ampérage plus raisonnable sur chaque phase) et avant de rectifier en DC (moins d'ondulation). L'inconvénient par rapport à la phase 3 est la nécessité de doubler les parties et les pièces et la complexité des connexions, avec 3 tous les modèles de connexion produisent une rotation abc dans le sens horaire ou CCW cba. Avec 6 phases, vous pouvez les mettre hors service, plutôt que abcdef ou fedcba, vous pourriez accidentellement avancer et reculer dans la liste comme adcfeb, ce qui ne ferait probablement que se contracter et ne pas tourner du tout ou être très rude et inefficace.

Débarrassez-vous de la procédure de câblage (il y a des milliers de liens et de photos sur Internet). Delta est généralement utilisé et obtient la meilleure efficacité, mais une seule chose simple est que le plus gros moteur nécessite un courant beaucoup plus élevé et avec cette quantité de courant peut faire échouer certains composants (à l'intérieur ou à l'extérieur) des systèmes. Ensuite, le câblage en étoile est nécessaire pour utiliser au départ. Donc, parfois, nous appelons le démarrage progressif.