در این صفحه
در یک سیستم سه فاز متعادل ستاره (Wye) اتصال، سه عنصر فاز در یک نقطه ستاره مشترک به هم میرسند. ولتاژ خط √3 برابر ولتاژ فاز است، در حالی که جریان خط با جریان فاز برابر است. در یک سیستم متعادل مثلث (Delta) اتصال، سه عنصر فاز یک حلقه بسته تشکیل میدهند. ولتاژ خط با ولتاژ فاز برابر است، در حالی که جریان خط √3 برابر جریان فاز است.
این روابط باعث نمیشود که یک اتصال بهطور کلی برتر باشد. تفسیر صحیح به این بستگی دارد که اتصال در کجا وجود دارد: در منبع، داخل ترانسفورماتور، در سیمپیچ موتور یا بار، یا در تجهیزات توزیع پاییندست. ولتاژ سیستم، آرایش زمینکردن و مستندات دقیق تجهیزات تعیینکننده باقی میمانند.
ستاره (Wye) در مقابل مثلث: مقایسه سریع
| نقطه مقایسه | اتصال ستاره (Wye) | اتصال مثلث |
|---|---|---|
| توپولوژی پایه | یک سر هر المان فاز به یک نقطه ستاره مشترک متصل میشود | سه المان فاز به صورت سر به ته در یک حلقه بسته متصل میشوند |
| ولتاژ خط و فاز | VL = √3 × Vph |
VL = Vph |
| جریان خط و فاز | IL = Iph |
IL = √3 × Iph |
| نقطه خنثی | یک نقطه ستاره وجود دارد؛ ممکن است به عنوان هادی خنثی بیرون آورده شود یا نشود | فاقد نقطه خنثی ذاتی |
| هادیهای مورد استفاده توسط یک بار | سه خط، به صورت اختیاری نول در صورتی که طراحی آن را فراهم و ایجاب کند، به علاوه ارت حفاظتی در صورت لزوم | معمولاً سه خط به علاوه ارت حفاظتی؛ آرایشهای زمینکردن همچنان متفاوت هستند |
| دلیل معمول برای استفاده | ولتاژ سیمپیچی تعریفشده یا دسترسی به ولتاژ خط به نول | ولتاژ سیمپیچی تعریفشده یا اتصال بار سه سیمه |
| تایید اصلی | نحوه رفتار با نقطه ستاره، در دسترس بودن نول، ولتاژ خط و درجهبندی تجهیزات | ولتاژ خط، آرایش زمینکردن و درجهبندی تجهیزات |
این جدول یک سیستم سهفاز سینوسی متعادل را فرض میکند. عدم تعادل، هارمونیکها، امپدانس زمین و ساختار تجهیزات میتوانند توزیع جریان و رفتار حفاظتی را بدون تغییر نامهای اساسی اتصال، تغییر دهند.
نحوه تشکیل دو اتصال
سه عنصر یا سیمپیچ فازی یکسان را در نظر بگیرید: A، B و C.
در ستاره/Wye, ، یک سر هر سیمپیچ در یک نقطه مشترک به هم میپیوندند. سه سر دیگر به سه خط متصل میشوند. بنابراین هر سیمپیچ ولتاژ بین یک خط و نقطه ستاره را میبیند. اگر نقطه ستاره بیرون آورده شود و عمداً به عنوان نول استفاده شود، بارهای خط به نول میتوانند در طراحی سیستم متصل شوند.
در مثلث (Delta), ، انتهای هر سیمپیچ به ابتدای سیمپیچ بعدی متصل میشود و یک مثلث ایجاد میکند. سه هادی خط در سه گوشه متصل میشوند. هر سیمپیچ مستقیماً بین دو خط قرار میگیرد و بنابراین ولتاژ کامل خط به خط را میبیند.
همین اشکال میتوانند سیمپیچهای ژنراتور، سیمپیچهای ترانسفورماتور، سیمپیچهای موتور یا یک بانک بار سهفاز را توصیف کنند. معادلات همچنان مفید هستند، اما پیامدهای طراحی در هر مکان متفاوت است.
ولتاژ خط، ولتاژ فاز و جریان
از نمادگذاری زیر استفاده کنید:
VL: ولتاژ اندازهگیریشده بین دو هادی خط؛;Vph: ولتاژ دو سر یک المان یا سیمپیچ فاز؛;ایلینویز: جریان در یک هادی خط؛;Iph: جریان عبوری از یک المان یا سیمپیچ فاز.
برای اتصال ستاره متعادل:
VL = √3 × VphوIL = Iph
برای اتصال مثلث متعادل:
VL = VphوIL = √3 × Iph
مثال حلشده با ولتاژ خط 400 V
یک سیستم متعادل را با مشخصات زیر فرض کنید: VL = 400 V.
- در اتصال ستاره، هر المان فاز ولتاژ زیر را دریافت میکند:
400 ÷ √3 ≈ 231 V. - در اتصال مثلث، هر المان فاز ولتاژ زیر را دریافت میکند:
۴۰۰ ولت. - اگر یک بار متصل به صورت مثلث (Delta) جریان
30 آمپرخط بکشد، جریان المان فاز آن برابر است با30 ÷ √3 ≈ 17.3 A. - اگر یک بار متصل به صورت ستاره (Star) جریان
30 آمپرخط بکشد، هر المان فاز نیز جریانی برابر با30 آمپر.
اینها محاسبات رابطهای هستند، نه مجوزی برای اتصال مجدد تجهیزات. تغییر سیمپیچ مشابه از حالت ستاره به مثلث در همان منبع تغذیه، ولتاژ اعمالشده به آن سیمپیچ را تغییر میدهد. اینکه آیا این کار مجاز است یا خیر، باید از روی پلاک موتور یا تجهیزات، نقشه اتصال و دستورالعملهای سازنده مشخص شود.
برای مبانی گستردهتر سهفاز، مقایسه VIOX در مورد توان تکفاز و سهفاز را ببینید.
ابتدا محل وجود اتصال را شناسایی کنید
بسیاری از اشتباهات در اتصال ستاره-مثلث به این دلیل رخ میدهد که یک قاعده صحیح از یک لایه، در لایهای دیگر اعمال میشود.
| لایه اتصال | آنچه ستاره یا مثلث توصیف میکند | چه مواردی باید بررسی شوند |
|---|---|---|
| منبع یا ژنراتور | چگونگی ایجاد ولتاژهای خط و یک نقطه مرجع احتمالی توسط سیمپیچهای منبع | ولتاژ اسمی سیستم، فرکانس، زمینکردن و نحوه رفتار با نول |
| سیمپیچ ترانسفورماتور | نحوه اتصال هر سمت ترانسفورماتور | گروه برداری روی پلاک، نسبت ولتاژ، زمینکردن، جابهجایی فاز و الزامات مطالعه سیستم |
| سیمپیچی موتور | نحوه اتصال سیمپیچیهای استاتور برای ولتاژ خط اعمالشده | پلاک موتور، دیاگرام ترمینال، سرهای قابل دسترس سیمپیچی و روش راهاندازی |
| بار سهفاز | نحوه اتصال سه عنصر فازی برابر یا نابرابر | ولتاژ نامی عنصر، جریان، تعادل و نیاز به نول |
| دوشاخه، پریز یا PDU | اینکه اتصال باید چه هادیها و سیستم ولتاژی را حمل کند | ولتاژ، جریان، قطبها، نول، ارت حفاظتی، فرکانس و کدگذاری مکانیکی |
| حفاظت و پایش | اینکه دستگاه چه ولتاژها و جریانهایی را اندازهگیری یا قطع میکند | جریان خط واقعی، مسیر خطا، توپولوژی سیستم، زمینکردن و مجوز محصول |
یک موتور با اتصال مثلث (Delta) میتواند از ثانویه ترانسفورماتور با اتصال ستاره (Wye) تغذیه شود، مشروط بر اینکه ولتاژ خط تحویلی، سیستم زمینکردن و توان نامی موتور با یکدیگر سازگار باشند. منبع و بار نیازی ندارند که از شکل سیمپیچی داخلی یکسانی استفاده کنند. آنچه باید مطابقت داشته باشد، رابط الکتریکی بین آنهاست.
نقطه ستاره، نول و ارت حفاظتی متفاوت هستند
اتصال ستاره یک نقطه مشترک ایجاد میکند، اما سه پرسش مجزا باقی میماند:
- آیا آن نقطه ستاره در خارج از تجهیزات قابل دسترسی است؟
- آیا آن نقطه بهطور عمدی ارت شده یا به نحو دیگری مرجعدهی شده است؟
- آیا یک هادی نول به سمت بار توزیع میشود؟
بنابراین، یک منبع با اتصال ستاره میتواند در صورت عدم خروج نول، یک سیستم سه سیمه را تغذیه کند. برعکس، وجود یک هادی نول، نیاز به طراحی جداگانه ارت حفاظتی و همبندی در موارد مورد نیاز را از بین نمیبرد.
اتصال مثلث (Delta) فاقد نقطه نول مرکزی ذاتی است، اما این بدان معنا نیست که هر سیستم Delta صرفاً “بدون ارت” است. سیستمهای Delta ممکن است بسته به نوع نصب و حوزه قضایی، از آرایشهای ارتینگ متفاوتی استفاده کنند. طراحی ارتینگ بر جریان خطا، تنش عایقی، حفاظت و انتخاب SPD تأثیر میگذارد، بنابراین نباید تنها از روی نماد مثلث در مورد آن قضاوت کرد.
ستاره و مثلث روی پلاک مشخصات موتور
اتصال موتور توسط ولتاژ مورد نظر در دو سر هر سیمپیچ تعیین میشود. پلاک مشخصات یک موتور دو ولتاژه به سبک IEC ممکن است نمادها و دو ولتاژ را نشان دهد، مانند 230/400 V Δ/Y یا 400/690 V Δ/Y. در این مثالها، ولتاژ پایینتر مربوط به اتصال مثلث (Delta) و ولتاژ بالاتر مربوط به اتصال ستاره (Star) است، زیرا اتصال ستاره تنها VL/√3 در دو سر هر سیمپیچ اعمال میشود.
تنها به این مثال بسنده نکنید. ترتیب علامتگذاریها، دیاگرام ترمینال و مستندات سازنده را برای موتور دقیق بررسی کنید. IEC 60034-8:2026 شناسایی نقاط اتصال سیمپیچ، علامتگذاری ترمینالها، جهت چرخش و دیاگرامهای اتصال برای کاربردهای رایج ماشینهای دوار را پوشش میدهد.
موتور همچنین باید دارای سرهای سیمپیچی لازم برای اتصال مورد نظر باشد که در دسترس باشند. این مقاله روش جامپر ترمینال را ارائه نمیدهد؛ اتصال مجدد نادرست میتواند باعث اضافه ولتاژ در سیمپیچیها، معکوس شدن چرخش یا ایجاد خطای فاز شود.
راهاندازی ستاره-مثلث یک تصمیم جداگانه است
یک راهانداز ستاره-مثلث، موتور را در حین شتابگیری بهطور موقت در حالت ستاره متصل کرده و سپس برای کارکرد عادی آن را به حالت مثلث تغییر میدهد. هنگامی که همان موتور در ولتاژ خط یکسان مقایسه میشود، جریان خط و گشتاور راهاندازی تئوری در حالت ستاره، حدود یکسوم مقادیر متناظر در حالت مثلث است. گشتاور کاهشیافته به این معنی است که این روش برای هر باری مناسب نیست.
این روش همچنین نیازمند موتوری است که برای کارکرد در حالت مثلث با ولتاژ تغذیه طراحی شده باشد، سرهای سیمپیچی در دسترس داشته باشد و از یک طرح انتقال و حفاظتی مهندسیشده و صحیح برخوردار باشد. برای توالی کنترل و محدودههای قطعات، از VIOX اختصاصی استفاده کنید راهنمای راهانداز ستاره-مثلث به جای اینکه یک نمودار پایه ستاره/مثلث را به عنوان طراحی راهانداز در نظر بگیرید.
اتصالات ترانسفورماتور نیازمند مشخصات فنی خاص خود هستند
یک ترانسفورماتور سهفاز ممکن است از سیمپیچیهای ستاره-ستاره، مثلث-مثلث، مثلث-ستاره یا ستاره-مثلث استفاده کند. نوع اتصال فراتر از رابطه ولتاژی تأثیرگذار است: مشخصات کامل ترانسفورماتور ممکن است شامل در دسترس بودن نول، زمین کردن، جابجایی فاز، رفتار توالی صفر، هارمونیکها و سازگاری برای کارکرد موازی نیز باشد.
IEC 60076-1:2011 الزامات عمومی برای ترانسفورماتورهای قدرت را تعریف کرده و الزامات مربوط به اتصال و نمادهای نامی را در محدوده خود میگنجاند. برای انتخاب تجهیزات، از پلاک کامل ترانسفورماتور و مشخصه گروه برداری استفاده کنید. ترانسفورماتور را صرفاً به این دلیل که یک نمودار سادهشده ستاره یا مثلث به نظر میرسد ولتاژ مورد نظر را تأمین میکند، انتخاب نکنید.
تغییرات اتصال چه تأثیری بر تجهیزات پاییندست دارد
توپولوژی سیستم ورودی برای انتخاب تجهیزات است، نه جایگزینی برای برگه اطلاعات تجهیزات.
دوشاخهها، پریزها و PDUهای صنعتی
یک بار سهفاز که به نول نیاز ندارد ممکن است از یک 3P+E آرایش کانکتور استفاده کند، در حالی که تجهیزاتی که به نول نیاز دارند ممکن است به 3P+N+E. نیاز داشته باشند. این تصمیم به هادیهای بار و الزامات ولتاژ بستگی دارد، نه فقط به اینکه منبع بالادست ستاره نامیده شود یا مثلث.
لوازم جانبی IEC 60309 بر اساس ولتاژ، جریان، فرکانس، آرایش قطبها، کنتاکت ارت و سازگاری ابعادی انتخاب میشوند. VIOX راهنمای دوشاخه و پریز صنعتی IEC 60309 آرایش پینها، موقعیتهای ساعت، جریانهای نامی و گزینههای درجه حفاظت (IP) را بدون تکرار در اینجا توضیح میدهد. ویرایش فعلی الزامات عمومی عبارت است از IEC 60309-1:2021.
حفاظت مدار و کنترل موتور
کلیدهای مدار، تجهیزات حفاظتی موتور، کنتاکتورها و رلههای اضافهبار باید بر اساس جریان واقعی مدار، ولتاژ، نوع بار، موقعیت نصب و الزامات هماهنگی مربوطه انتخاب شوند. در جایی که دستگاه جریان خط را حمل میکند، جریان فاز را اعمال نکنید یا تصور نکنید که کلمه “مثلث” (Delta) به معنای درجهبندی مجاز بالاتر است.
در یک راهانداز ستاره-مثلث، محل قرارگیری هر کنتاکتور یا تجهیز اضافهبار، جریانی را که حمل یا اندازهگیری میکند تغییر میدهد. به همین دلیل است که طراحی کنترل موتور به نقشه مدار و دادههای هماهنگی سازنده نیاز دارد. VIOX کنتاکتورهای AC باید بر اساس درجهبندیهای عملیاتی اعلامشده و دستهبندی بهرهبرداری برای کارکرد واقعی ارزیابی شود، نه صرفاً بر اساس نام اتصال.
SPDها و رلههای پایش
دستگاههای حفاظت در برابر ولتاژ ضربه (SPD) باید با ولتاژ سیستم، حالتهای حفاظتی و توپولوژی زمینسازی مطابقت داشته باشند. دستگاهی که برای آرایش ستاره (Wye) زمینشده در نظر گرفته شده است، نمیتواند بهطور خودکار برای هر سیستم مثلث (Delta) یا زمینشده با امپدانس استفاده شود. VIOX راهنمای ولتاژ MCOV و SPD گردش کار تأیید جداگانه را ارائه میدهد.
رلههای نظارتی سهفاز همچنین از نظر اینکه آیا فقط ولتاژ خط به خط را اندازهگیری میکنند یا از مرجع نول استفاده میکنند، و نیز از نظر توابع خطایی که ارائه میدهند، متفاوت هستند. قبل از انتخاب، هادیهای تحت نظارت و محدوده ولتاژ را تأیید کنید؛ VIOX راهنمای رله نظارت ولتاژ سهفاز نشان میدهد که چگونه آن توابع تفکیک شدهاند.
یک قاعده تأیید عملی
قبل از انتخاب یا اتصال تجهیزات، این شش مورد را ثبت کنید:
- محل اتصال: منبع، سیمپیچ ترانسفورماتور، سیمپیچ موتور/بار یا رابط پاییندست.
- مبنای ولتاژ اندازهگیریشده: فاز به فاز یا فاز به نول.
- ولتاژ مورد نیاز سیمپیچ یا المان: برگرفته از پلاک مشخصات دقیق یا اسناد طراحی.
- آرایش نول و زمین: شامل اینکه آیا نقطه ستاره در دسترس است و آیا نول توزیع شده است یا خیر.
- جریان واقعی خط و نوع بار: مورد استفاده برای هادیها، کلیدزنی و حفاظت.
- مستندات: پلاک مشخصات، دیاگرام ترمینال، دیاگرام تکخطی سیستم، برگه اطلاعات و مستندات سازنده یا استانداردهای مربوطه.
اگر هر یک از موارد نامشخص باشد، “ستاره” یا “مثلث” به تنهایی اطلاعات کافی برای انتخاب تجهیزات نیست.
تصورات غلط رایج
- “ستاره همیشه به معنای چهار سیم است.” نقطه ستاره وجود دارد، اما ممکن است هادی نول بیرون آورده نشده باشد.
- “مثلث هیچ ارتینگ (زمینکردن) ندارد.” مثلث هیچ نقطه نول ذاتی ندارد، اما چندین آرایش ارتینگ ممکن است.
- “اتصال مثلث (Delta) همیشه قدرتمندتر یا کارآمدتر است.” توان و کارایی به منبع، سیمپیچی، بار و نقطه کارکردی که بهدرستی انتخاب شده باشند بستگی دارد، نه صرفاً به نام شکل اتصال.
- “یک منبع ستاره (Wye) به موتوری با اتصال ستاره نیاز دارد.” پیکربندیهای سیمپیچی منبع و موتور لایههای مجزایی هستند؛ رابط ولتاژ خط و مقادیر نامی تجهیزات باید با هم مطابقت داشته باشند.
- “راهاندازی ستاره-مثلث فقط یک ترجیح در سیمکشی است.” این یک روش راهاندازی با ولتاژ کاهشیافته است که دارای محدودیتهای مربوط به موتور، بار، انتقال و حفاظت میباشد.
سوالات متداول
آیا ستاره (Star) همان Wye است؟
بله. Star و Wye هر دو توصیفکننده یک نوع اتصال Y-شکل هستند. اصطلاح “Wye” بهویژه در متون فنی آمریکای شمالی رایج است.
اتصال ستاره بهتر است یا مثلث؟
هیچکدام به طور مطلق بهتر نیستند. اتصال ستاره زمانی مفید است که به رابطه ولتاژ سیمپیچی آن یا نقطه ستاره در دسترس نیاز باشد. اتصال مثلث زمانی مفید است که رابطه ولتاژ سیمپیچی و توپولوژی سهسیمه آن با تجهیزات سازگار باشد. انتخاب صحیح از طراحی سیستم و پلاک مشخصات حاصل میشود.
آیا اتصال ستاره به سیم نول نیاز دارد؟
خیر. اتصال ستاره یک نقطه مشترک ایجاد میکند، اما هادی نول تنها زمانی وجود دارد که آن نقطه بیرون آورده شده باشد و طراحی سیستم از آن استفاده کند.
آیا موتور با اتصال مثلث میتواند از منبع تغذیه ستاره (Wye) تغذیه شود؟
بله، اگر منبع ستاره (Wye) ولتاژ خط و شرایط زمینکردن مورد نیاز موتور با اتصال مثلث را تأمین کند و بقیه تأسیسات نیز سازگار باشند. لزومی ندارد که توپولوژی منبع و اتصال سیمپیچی موتور از نظر نام با هم مطابقت داشته باشند.
آیا راهاندازی ستاره-مثلث همان موضوع اتصال ستاره در مقابل مثلث است؟
خیر. ستاره در مقابل مثلث دو توپولوژی سیمپیچی یا بار را توصیف میکند. راهاندازی ستاره-مثلث یک روش خاص راهاندازی موتور است که تحت شرایط کنترلشده بین این دو حالت تغییر وضعیت میدهد.
منابع
- IEC 60034-8:2026 — ماشینهای الکتریکی دوار: علامتگذاری ترمینالها و جهت چرخش
- IEC 60076-1:2011 — ترانسفورماتورهای قدرت: الزامات عمومی
- IEC 60309-1:2021 — دوشاخهها و پریزهای صنعتی: الزامات عمومی
- راهنمای راهانداز موتور ABB — ولتاژ موتور و زمینه اتصال ستاره/مثلث
- حفاظت و کنترل موتور ABB — اصول راهاندازی ستاره-مثلث و محدودیتهای کاربردی
