Qarqet trefazore

Sistemi për prodhim dhe transmetim të energjisë elektrike përdorë qarqet trefazore. Energjia trefazore transportohet nëpërmjet tre apo katër përcjellësve deri te konsumatorët e largët. Përparësi kryesore e sistemit trefazor është efiçienca (efikasiteti) e transmetimit të energjisë. Një tjetër përparsi është gjenerimi i momentit konstant për makinat rrotulluese. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për industrinë me motor të mëdhenj. Veç kësaj, efiçenca e një gjeneratori trefazor është më e madhe se e atij njëfazor. Linjat transmetuese trefazore transportojnë tri herë më shumë energji se linjat njëfazore. Këto përparësi kanë bërë që në botë të përdoret sistemi trefazor për gjenerimin, transmetimin dhe shpërndarjen e energjisë elektrike

Lidhja në yll e gjeneratorëve

Në fig. 3.3 është treguar gjeneratori trefazor i lidhur në yll (Y). Gjeneratori mund të paraqitet me tri burime të tensionit ku amplitudat e burimit alternativ të tensionit  Uan, Ubn Ucn, janë të njëjta. Këndet e shfazimi në mes të tensioneve janë 120 shaklle. Sistemi ka tre përcjellës të fazave (a, b dhe c) dhe përcjellësin (n) neutral të tokëzuar. Pika neutrale e gjeneratorit real nuk është e tokëzuar drejtpërdrejtë. Impedanca e tokëzimit përdoret për të kufizuar rrymën nëse ndodh lidhja e shkurtër. Impedanca duhet të jetë e madhësisë që të kufizoj rrymën e defektit në 5 A, e cila është vlera kufitare për humbjet në hekur.

{\begin{aligned}U_{an}&=U_{f}\angle \delta \\U_{bn}&=U_{f}\angle \delta -120^{\circ }\\U_{bn}&=U_{f}\angle \delta -240^{\circ }\end{aligned}}

ku Uf është tensioni fazor në mes të përcjellësit fazor dhe atij neutral (nular), dhe quhet tensioni në mes linjës dhe nulit. Një karakteristikë për këto tensione të ekuilibruara është:

{\underline {U}}_{an}+{\underline {U}}_{bn}+{\underline {U}}_{cn}=0

Ku, tensioni i sistemit elektroenergjetik është përshkruar me vlerën efektive të tensionit linjë-linjë. Tensioni linjë-linjë gjithashtu shprehet thjeshtë si tensioni i linjës. Për të llogaritur shprehjet e përgjithshme për tri tensionet e linjës ne do të përdorim LKT. Sipas LKT varësia për konturin n - a - b -n është

{\underline {U}}_{an}-{\underline {U}}_{ab}-{\underline {U}}_{bn}=0

Me rregullimin e ekuacionit të mësipërm dhe me zëvendësimin e shprehjeve për Ubn në atë për Uan kemi

{\begin{aligned}U_{ab}&=U_{an}-U_{bn}\\&=U_{an}-U_{an}\angle -120^{\circ }\\&=U_{an}(1-e^{\int 120^{\circ }})\\&=U_{an}{\sqrt {3}}\angle 30^{\circ }\end{aligned}}

Raporti në mes të tensionit të linjës dhe ati të fazës është:

{\begin{aligned}{\underline {U}}_{ab}&={\underline {U}}_{an}{\sqrt {3}}\angle 30^{\circ }\\U_{L}\angle \vartheta &=U_{f}\angle {\sqrt {3}}\angle 30^{\circ }\\U_{L}&=U_{f}{\sqrt {3}}~~dhe~~\vartheta =\delta +30^{\circ }\end{aligned}}

Amplituda e tensionit të linjës është për 1.73 më e madhe se ajo e tensionit të fazes

Kështu, mund të përfundojmë se gjeneratori i lidhur në yll me tri burime të tensionit fazor, mund të paraqitet me një gjenerator ekuivalent të lidhur në trekëndësh që ka tri burime të tensionit të barabarta me tensionet e linjës të dhëna më lartë.

Lidhja ne yll e nagrkesave

Tri ngarkesa të lidhura në yll mund të lidhen në gjeneratorin e lidhur në yll nëpërmjet tre përcjellësve ose me sistemi me katër përcjellës. Pjesa më e madhe e linjave transmetuese përdorin sistemin me tre përcjellës të tokëzuar. Në sistemin e shpërndarjes, zakonisht përdoret sistemi me katër përcjellës. Përcjellësi zero (nuli) është i izoluar, megjithëse ai është i tokëzuar në transformator. Në nivelin e tensionit të ulët, për industri përdoret sistemi me tre përcjellës si dhe ai me katër përcjellës. Ngarkesat e amvisërisë furnizohen me tension 400 V dhe me sistemin me katër përcjellës, ku ndriçimi dhe ngarkesat e vogla janë të lidhura në mes të fazës dhe përcjellësit nular dhe janë të furnizuara me tension 230 V, ndërsa ngarkesat e mëdha janë të lidhura në mes të fazave dhe janë të furnizuara me tension 400 V.

Ngarkesa e ekuilibruar e lidhur në yll (Sistemi me katër përcjellës)

Sistemet trefazore pothuaj se punojnë me ngarkesa të ekuilibruara, ku secila fazë ngarkohet me ngarkesë të njëjtë ose ngarkohen me impedancë të njëjtë. Pasi fazat nuk do të kanë ndikim njëra në tjetrën është e mjaftueshme të llogaritet rryma vetëm në fazën a. Rrymat në fazën b dhe c kanë amplitudën e njëjtë dhe këndet e fazës përkatëse, por shfazimi në mes të rrymave është 120 shakllë.

Ngarkesa jo e ekuilibruar e lidhur në yll (Sistemi me katër përcjellës)

Rrymat e fazës në rastin e ngarkesave jo të ekuilibruar rrjedhin në mënyrë të njëjtë si ne rastin e ekuilibruar, përveç se secila fazë duhet të analizohet ndaras. Nëse supozohet se përcjellësi kthyes nuli ka impedancën zero, atëherë rrymat në secilën fazë do të përcaktohen duke përdorur ligjin e Ohm-it.

Lidhja në trekëndësh e sistemit

Në fig. 3.10 është paraqitur gjeneratori trefazor i lidhur në trekëndësh. Tensionet në mes të skajeve ab, bc dhe ca janë tensionet e linjës. Për sistemin trefazor të ekuilibruar, amplitudat e këtyre tri tensioneve janë të njëjta, dhe këndi i shfazimit në mes tyre është 120 shaklle. Tensioni në mes të fazave ab është përzgjedh të jetë referent me këndin e fazes zero.

Ngarkesa e ekuilibruar e lidhur në trekëndësh

Kur ngarkesat janë të lidhura në trekëndësh, tensionet e linjës së burimit drejtpërdrejtë furnizojnë ngarkesën nëse impedancat e linjave furnizuese do të neglizhohen. Si rrjedhim kemi se llogaritja vetëm e rrymës ab është e mjaftueshme për rastin e ngarkesës së ekuilibruar. Rrymat në fazat bc dhe ca do të kanë amplitudat e njëjtë dhe këndin e fazës relativ me ab, por janë të shfazuara për +120 shkallë ose per -120 shakllë

Ngarkesa jo e ekuilibruar e lidhur në trekëndësh

Rrymat e linjës dhe të fazës në rastin e ngarkesave jo të ekuilibruar mund të llogariten në mënyrë të ngjashme sikurse për rastin e ngarkesave të ekuilibruara. Ku rrymat e secilës fazë ( ngarkesës) llogaritet drejtpërdrejtë nga ligji i Ohmit Për një ngarkesë jo të ekuilibruar, do të konstatojmë se rrymat e linjës dhe rrymat e ngarkesës nëpër secilën fazë janë të ndryshme, dhe për këtë ato nuk janë rregullisht të shfazuara për 120 shakllë. .

Përmbledhje

Rrymat, tensionet dhe fuqia për burimin e lidhur në yll janë përmbledhur në Tab. 3.1 për rastin e ngarkesës së ekuilibruar të lidhur në yll kemi

Tabela 3.1. Burimi i lidhur në yll ngarkesë të ekulibruar
Parametrat Për faza	Ngarkesa e lidhur në yll	Ngarkesa e lidhur në trekëndësh
Tensioni i burimit	${\underline {U}}_{an}U_{f}e^{\int \delta }=U_{f}\angle \delta$	${\underline {U}}_{an}U_{f}e^{\int \delta }=U_{f}\angle \delta$
Tensioni i linjës	${\underline {U}}_{ab}={\sqrt {3}}U_{an}e^{\int 30^{\circ }}={\sqrt {3}}U_{an}\angle 30^{\circ }={\sqrt {3}}U_{p}\angle \delta +30^{\circ }=U_{L}\angle \delta +30^{\circ }$
Impedanca e ngarkesës	${\underline {Z}}_{Y}=Z_{Y}\angle \varphi =Z_{Y}\angle \delta -\psi$	${\underline {Z}}_{\Delta }=Z_{\Delta }\angle \varphi =3Z_{Y}$
Tensioni i ngarkesës	${\underline {U}}_{an}$	${\underline {U}}_{ab}$
Rrymai e ngarkesës	${\begin{aligned}{\underline {I}}_{an}&=I_{Y}\angle \psi ={\frac {{\underline {U}}_{ab}}{{\underline {Z}}_{Y}}}\\&={\frac {U_{f}\angle \delta }{Z_{Y}\angle \varphi }}\end{aligned}}$	${\begin{aligned}{\underline {I}}_{ab}&=I_{\Delta }\angle \psi +30^{\circ }={\frac {{\underline {U}}_{ab}}{{\underline {Z}}_{\Delta }}}\\&={\frac {I_{L}}{\sqrt {3}}}\angle \varphi +30^{\circ }\end{aligned}}$
Rrymai e linjës	${\underline {I}}_{a}=I_{L}\angle \psi ={\underline {I}}_{an}$	${\underline {I}}_{a}=I_{L}\angle \psi ={\sqrt {3}}I_{an}\angle -30^{\circ }$
Fuqia e ngarkesës	${\underline {S}}_{Y}={\underline {U}}_{an}I_{n}^{*}=U_{f}I_{L}\angle \delta -\psi$	${\underline {S}}_{\Delta }={\underline {U}}_{ab}I_{ab}^{*}=U_{L}I_{\Delta }\angle \delta -\psi$

Referencat

http://www.scribd.com/doc/36342713/Transmisione-Elektrike

“Bazat e Elektroteknikes” Prof Dr.Negjat Orana

--Erblina Pajaziti (diskutimet) 9 qershor 2014