Star (Wye) vs Delta Connection: Voltage, Current & Applications

Na této stránce

U vyvážené třífázové zapojení do hvězdy (Wye) soustavy se tři fázové prvky setkávají ve společném uzlu hvězdy. Sdružené napětí je √3krát vyšší než fázové napětí, zatímco sdružený proud se rovná fázovému proudu. U vyvážené zapojení do trojúhelníku soustavy tvoří tři fázové prvky uzavřenou smyčku. Sdružené napětí se rovná fázovému napětí, zatímco sdružený proud je √3krát vyšší než fázový proud.

Tyto vztahy nečiní jedno zapojení univerzálně lepším. Správná interpretace závisí na tom, kde se zapojení nachází: u zdroje, uvnitř transformátoru, u motoru nebo vinutí zátěže, nebo v navazujícím distribučním zařízení. Rozhodující zůstává napětí soustavy, uspořádání uzemnění a přesná dokumentace zařízení.

Hvězda vs. trojúhelník: Rychlé srovnání

Bod srovnání	Zapojení do hvězdy	Zapojení do trojúhelníku
Základní topologie	Jeden konec každého fázového prvku se připojuje ke společnému uzlu hvězdy	Tři fázové prvky jsou zapojeny za sebou do uzavřené smyčky
Sdružené a fázové napětí	`VL = √3 × Vph`	`VL = Vph`
Sdružený a fázový proud	`IL = Iph`	`IL = √3 × Iph`
Uzel	Hvězdicový uzel existuje; může, ale nemusí být vyveden jako střední vodič	Neexistuje žádný přirozený uzel
Vodiče používané zátěží	Tři fázové vodiče, volitelně nulový vodič, pokud jej konstrukce poskytuje a vyžaduje, plus ochranné uzemnění podle potřeby	Obvykle tři fázové vodiče plus ochranné uzemnění; uspořádání uzemnění se stále liší
Typický důvod použití	Definované napětí vinutí nebo přístup k fázovému napětí vůči nulovému vodiči	Definované napětí vinutí nebo třívodičové připojení zátěže
Hlavní ověření	Ošetření uzlu hvězdy, dostupnost nulového vodiče, sdružené napětí a jmenovité parametry zařízení	Sdružené napětí, uspořádání uzemnění a jmenovité parametry zařízení

Tabulka předpokládá vyváženou sinusovou třífázovou elektrickou soustavu. Nesymetrie, harmonické složky, impedance uzemnění a konstrukce zařízení mohou změnit rozložení proudu a chování ochrany, aniž by se změnily základní názvy zapojení.

Jak vznikají tato dvě zapojení

Uvažujme tři identické fázové prvky nebo vinutí: A, B a C.

Na adrese Hvězda/Wye, jeden konec každého vinutí se spojuje ve společném bodě. Další tři konce se připojují ke třem vedením. Každé vinutí tedy vidí napětí mezi jednou fází a uzlem hvězdy. Pokud je uzel hvězdy vyveden a záměrně použit jako nulový vodič, lze v rámci návrhu elektrické soustavy připojit zátěže mezi fázi a nulový vodič.

Na adrese zapojení do trojúhelníku, konec každého vinutí se připojuje k začátku následujícího, čímž vzniká trojúhelník. Tři fázové vodiče se připojují ve třech rozích. Každé vinutí je umístěno přímo mezi dvěma fázemi, a proto vidí plné sdružené napětí.

Stejné tvary mohou popisovat vinutí generátoru, vinutí transformátoru, vinutí motoru nebo třífázovou zátěž. Rovnice zůstávají užitečné, ale důsledky pro návrh jsou v každém místě odlišné.

Sdružené napětí, fázové napětí a proud

Použijte následující značení:

VL: napětí měřené mezi dvěma fázovými vodiči;
Vph: napětí na jednom fázovém prvku nebo vinutí;
IL: proud v jednom fázovém vodiči;
Iph: proud protékající jedním fázovým prvkem nebo vinutím.

Pro symetrické zapojení do hvězdy:

VL = √3 × Vph a IL = Iph

Pro symetrické zapojení do trojúhelníku:

VL = Vph a IL = √3 × Iph

Balanced Star (Wye) and Delta line-to-phase voltage and current relationships

Řešený příklad se sdruženým napětím 400 V

Předpokládejme symetrickou soustavu s VL = 400 V.

Při zapojení do hvězdy je na každém fázovém prvku napětí 400 ÷ √3 ≈ 231 V.
Při zapojení do trojúhelníku je na každém fázovém prvku napětí 400 V.
Pokud zátěž zapojená do trojúhelníku odebírá 30 A sítový proud, proud její fázové složky je 30 ÷ √3 ≈ 17.3 A.
Pokud zátěž zapojená do hvězdy odebírá 30 A sítový proud, každá fázová složka rovněž vede 30 A.

Toto jsou výpočty vztahů, nikoliv povolení k přepojení zařízení. Přesun stejného vinutí z hvězdy do trojúhelníku při stejném napájení mění napětí přivedené na toto vinutí. Zda je to povoleno, musí vyplývat ze štítku motoru nebo zařízení, schématu zapojení a pokynů výrobce.

Pro širší základy třífázových soustav viz srovnání VIOX mezi jednofázovým a třífázovým napájením.

Nejprve identifikujte, kde připojení existuje

Mnoho chyb při zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku vzniká proto, že se správné pravidlo z jedné vrstvy aplikuje na jinou.

Connection-location map from source and transformer to motor, connector and protection

Vrstva připojení	Co popisuje hvězda nebo trojúhelník	Co musí být ověřeno
Zdroj nebo generátor	Jak vinutí zdroje vytvářejí sdružená napětí a možný referenční bod	Jmenovité napětí elektrické soustavy, frekvence, uzemnění a úprava nulového vodiče
Vinutí transformátoru	Jak je připojena každá strana transformátoru	Skupina spojení na štítku, poměr napětí, uzemnění, fázový posun a požadavky na studii soustavy
Vinutí motoru	Jak jsou vinutí statoru zapojena pro přivedené síťové napětí	Typový štítek motoru, schéma svorek, přístupné konce vinutí a způsob spouštění
Třífázová zátěž	Jak jsou zapojeny tři stejné nebo nestejné fázové prvky	Jmenovité napětí prvku, proud, vyváženost a potřeba nulového vodiče
Zástrčka, zásuvka nebo PDU	Které vodiče a napěťovou soustavu musí připojení přenášet	Napětí, proud, póly, nulový vodič, ochranné uzemnění, frekvence a mechanické kódování
Ochrana a monitorování	Která napětí a proudy zařízení měří nebo přerušuje	Skutečný linkový proud, poruchová cesta, topologie soustavy, uzemnění a autorizace produktu

Motor zapojený do trojúhelníku může být napájen ze sekundárního vinutí transformátoru zapojeného do hvězdy, pokud jsou dodané linkové napětí, systém uzemnění a jmenovité hodnoty motoru kompatibilní. Zdroj a zátěž nemusí používat stejné vnitřní zapojení vinutí. Co se musí shodovat, je elektrické rozhraní mezi nimi.

Hvězdicový bod, nulový vodič a ochranné uzemnění jsou odlišné

Zapojení do hvězdy vytváří společný bod, ale zůstávají tři samostatné otázky:

Je tento hvězdicový bod přístupný vně zařízení?
Je záměrně uzemněn nebo jinak referenčně připojen?
Je k zátěži přiveden střední vodič?

Zdroj zapojený do hvězdy může tedy napájet třívodičovou soustavu, pokud není vyveden střední vodič. Naopak přítomnost středního vodiče neodstraňuje potřebu samostatného ochranného uzemnění a návrhu pospojování tam, kde je to vyžadováno.

Zapojení do trojúhelníku nemá přirozený středový nulový bod, ale to neznamená, že každá soustava do trojúhelníku je jednoduše “neuzemněná”. Soustavy do trojúhelníku mohou využívat různá uspořádání uzemnění v závislosti na instalaci a jurisdikci. Návrh uzemnění ovlivňuje poruchový proud, namáhání izolace, ochranu a výběr SPD, proto by neměl být odvozován pouze ze symbolu trojúhelníku.

Hvězda a trojúhelník na výkonovém štítku motoru

Zapojení motoru se řídí napětím určeným pro každé vinutí. Výkonový štítek motoru podle IEC pro dvojí napětí může zobrazovat symboly a dvě napětí, jako například 230/400 V Δ/Y nebo 400/690 V Δ/Y. Nižší napětí je v těchto příkladech spojeno s trojúhelníkovým zapojením a vyšší napětí s hvězdicovým zapojením, protože hvězda se vztahuje pouze VL/√3 na každé vinutí.

Neučiněte zobecnění pouze na základě tohoto příkladu. Pro konkrétní motor si ověřte pořadí označení, schéma svorek a dokumentaci výrobce. IEC 60034-8:2026 pokrývá identifikaci připojovacích bodů vinutí, označení svorek, směr otáčení a schémata zapojení pro běžné aplikace točivých elektrických strojů.

Motor musí mít také přístupné potřebné konce vinutí pro zamýšlené zapojení. Tento článek neposkytuje postup pro propojování svorek; nesprávné přepojení může způsobit přepětí vinutí, obrácení směru otáčení nebo vznik mezifázového zkratu.

Common dual-voltage motor nameplate examples and the Star-Delta starter design boundary

Spouštění hvězda-trojúhelník je samostatné rozhodnutí

Spouštěč hvězda-trojúhelník dočasně připojí motor do hvězdy během rozběhu a poté jej přepne do trojúhelníku pro normální provoz. Při porovnání stejného motoru při stejném síťovém napětí je teoretický síťový proud a rozběhový moment při zapojení do hvězdy přibližně jedna třetina odpovídajících hodnot v trojúhelníku. Snížený moment znamená, že tato metoda není vhodná pro každou zátěž.

Vyžaduje také motor určený pro provoz v trojúhelníku při napájecím napětí, přístupné konce vinutí a správně navržený systém přechodu a ochrany. Pro řídicí sekvenci a vymezení komponent použijte vyhrazený VIOX průvodce spouštěčem hvězda-trojúhelník namísto zacházení se základním schématem hvězda/trojúhelník jako s návrhem spouštěče.

Zapojení transformátorů vyžaduje vlastní specifikaci

Třífázový transformátor může využívat vinutí hvězda-hvězda, trojúhelník-trojúhelník, trojúhelník-hvězda nebo hvězda-trojúhelník. Zapojení ovlivňuje více než jen napěťový poměr: kompletní specifikace transformátoru může zahrnovat také dostupnost nulového vodiče, uzemnění, fázový posun, chování při nulové složce, harmonické a kompatibilitu pro paralelní provoz.

IEC 60076-1:2011 definuje obecné požadavky na výkonové transformátory a zahrnuje do svého rozsahu požadavky na zapojení a symboly jmenovitých hodnot. Pro výběr zařízení použijte úplný typový štítek transformátoru a označení skupiny spojení. Nevybírejte transformátor pouze proto, že zjednodušené schéma zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku vypadá, že poskytuje požadované napětí.

Co změna zapojení znamená pro následná zařízení

Topologie elektrické soustavy je vstupním údajem pro výběr zařízení – nikoliv náhradou za technický list zařízení.

Průmyslové vidlice, zásuvky a PDU

Třífázová zátěž, která nevyžaduje nulový vodič, může využít 3P+E uspořádání konektorů, zatímco zařízení vyžadující nulový vodič může potřebovat 3P+S+V. Toto rozhodnutí závisí na vodičích zátěže a napěťových požadavcích, nikoliv pouze na tom, zda je zdroj na straně napájení označen jako hvězda nebo trojúhelník.

Příslušenství dle IEC 60309 se vybírá podle napětí, proudu, frekvence, uspořádání pólů, zemnicího kontaktu a rozměrové kompatibility. VIOX Průvodce průmyslovými vidlicemi a zásuvkami dle IEC 60309 vysvětluje uspořádání kolíků, hodinové polohy, jmenovité proudy a možnosti stupňů krytí, aniž by je zde duplikoval. Aktuální vydání všeobecných požadavků je IEC 60309-1:2021.

Jištění obvodů a řízení motorů

Jističe, motorové ochranné prvky, stykače a nadproudová relé musí být zvoleny na základě skutečného proudu obvodu, napětí, typu zátěže, instalační polohy a příslušných požadavků na koordinaci. Nepoužívejte fázový proud tam, kde zařízení vede linkový proud, ani nepředpokládejte, že slovo “Delta” dokazuje vyšší přípustné jmenovité hodnoty.

U spouštěče hvězda-trojúhelník mění umístění každého stykače nebo nadproudového zařízení proud, který vede nebo měří. Proto návrh řízení motoru vyžaduje schéma zapojení a koordinační data výrobce. VIOX Stykače na střídavý proud by měl být hodnocen podle deklarovaných provozních jmenovitých hodnot a kategorie užití pro skutečný provoz, nikoli pouze podle názvu zapojení.

SPD a monitorovací relé

Svodiče přepětí (SPD) musí odpovídat napětí elektrické soustavy, režimům ochrany a topologii uzemnění. Zařízení určené pro zapojení do hvězdy s uzemněným středem nelze automaticky přenést do každé soustavy typu Delta nebo soustavy s impedančním uzemněním. VIOX Průvodce napětím MCOV a SPD poskytuje samostatný postup ověření.

Třífázová monitorovací relé se také liší v tom, zda měří pouze sdružené napětí, nebo využívají referenční nulový vodič, a v tom, jaké poruchové funkce poskytují. Před výběrem potvrďte monitorované vodiče a rozsah napětí; VIOX průvodce třífázovými relé pro monitorování napětí ukazuje, jak jsou tyto funkce odděleny.

Praktické pravidlo pro ověření

Před výběrem nebo připojením zařízení zaznamenejte těchto šest položek:

Místo připojení: zdroj, vinutí transformátoru, vinutí motoru/zátěže nebo následné rozhraní.
Základ měřeného napětí: sdružené napětí nebo fázové napětí.
Požadované napětí vinutí nebo prvku: převzato z přesného typového štítku nebo projektové dokumentace.
Uspořádání nulového a zemnicího vodiče: včetně toho, zda je uzel přístupný a zda je nulový vodič rozveden.
Skutečný proud ve vedení a typ zátěže: používá se pro vodiče, spínání a ochranu.
Důkaz: typový štítek, schéma svorek, jednopólové schéma soustavy, technický list a příslušná dokumentace výrobce nebo normy.

Pokud je některá položka neznámá, “hvězda” nebo “trojúhelník” samy o sobě nejsou dostatečnou informací pro výběr zařízení.

Nejčastější mylné představy

“Hvězda vždy znamená čtyři vodiče.” Bod hvězdy existuje, ale nulový vodič nemusí být vyveden.
“Trojúhelník nemá žádné uzemnění.” Trojúhelník nemá žádný přirozený nulový bod, ale je možné použít několik způsobů uzemnění.
“Zapojení do trojúhelníku je vždy výkonnější nebo účinnější.” Výkon a účinnost závisí na správně dimenzovaném zdroji, vinutí, zátěži a pracovním bodě – nikoliv pouze na názvu zapojení.
“Zdroj zapojený do hvězdy vyžaduje motor zapojený do hvězdy.” Konfigurace vinutí zdroje a motoru jsou oddělené vrstvy; rozhraní síťového napětí a jmenovité hodnoty zařízení se musí shodovat.
“Spouštění hvězda-trojúhelník je pouze otázkou preference zapojení.” Jedná se o metodu spouštění se sníženým napětím s omezeními týkajícími se motoru, zátěže, přechodového děje a ochrany.

Často Kladené Otázky

Je hvězda totéž co Wye?

Ano. Hvězda a Wye popisují stejné zapojení do tvaru Y. “Wye” je termín běžný zejména v severoamerické terminologii.

Co je lepší, hvězda nebo trojúhelník?

Ani jedno není univerzálně lepší. Hvězda je užitečná, pokud je vyžadován její vztah napětí vinutí nebo přístupný středový bod. Trojúhelník je užitečný, když jeho vztah napětí vinutí a třívodičová topologie vyhovují danému zařízení. Správná volba vychází z návrhu elektrické soustavy a štítkových údajů.

Vyžaduje zapojení do hvězdy nulový vodič?

Ne. Hvězda vytváří společný bod, ale nulový vodič je přítomen pouze tehdy, je-li tento bod vyveden a návrh elektrické soustavy jej využívá.

Může motor zapojený do trojúhelníku běžet ze zdroje zapojeného do hvězdy?

Ano, pokud zdroj zapojený do hvězdy dodává sdružené napětí a splňuje podmínky uzemnění vyžadované motorem zapojeným do trojúhelníku a zbytek instalace je kompatibilní. Topologie zdroje a zapojení vinutí motoru nemusí být shodné podle názvu.

Je spouštění hvězda-trojúhelník totéž téma jako zapojení hvězda versus trojúhelník?

Ne. Hvězda versus trojúhelník popisuje dvě topologie vinutí nebo zátěže. Spouštění hvězda-trojúhelník je specifická metoda spouštění motoru, která mezi nimi za řízených podmínek přepíná.

Zapojení do hvězdy vs. do trojúhelníku v třífázových soustavách