Kolmivaihejärjestelmissä

Kolmivaihejärjestelmissä tarkoitetaan sähköverkkoja, joissa on kolme vaihejohtoa, joiden vaihejännitteet ovat noin 120 astetta toisistaan. Tällainen järjestelmä voidaan suunnitella sekä jännite- että virtaverkkona tuotannosta jakeluun, ja sitä käytetään laajasti sekä suurissa voimalaitoksissa että kotitalouksien sähkönjakelussa. Kolmivaihejärjestelmän etuna on parempi tehonsiirto ja pienemmät voimansiirtäjän kiinnitykset kuin vastaava yksivaihejärjestelmä.

Peruskonfiguraatiot ovat tähdiksi (Y) ja kolmioiksi (Δ) kytketyt järjestelmät. Y-kytkennässä kolmea vaihejohtoa voidaan yhdistää neutraaliin johtoon, ja jännitteet liittyvät V_L = sqrt(3) · V_Ph. Δ-kytkennässä nimellinen jännite on usein V_L = V_Ph, eikä neutraalia tarvita. Näillä konfiguraatioilla on vaikutusta jänniteominaisuuksiin, moottorien vetoon ja vikaherkkyyteen.

Hyödyt ovat muun muassa tasaisempi tehonvälitys, pienemmät johtimien läpimenot yhtä suurta tehoa kohti sekä parempi jakelu ja moottoritoiminta. Kolmivaiheet mahdollistavat suuri teho pienemmällä suhteellisesti johtimien määrällä, mikä vähentää kustannuksia ja häviöitä. Sähkömoottoreissa kolmevaihejärjestelmä tuottaa tasaisemman väännön ja nopeamman käynnistysni, mikä parantaa käyttökontekstissa energiatehokkuutta ja toimintavarmuutta.

Käyttö ja käytännön seikat: Kolmivaihejärjestelmiä käytetään laajasti suurjännitteisessä siirrossa ja keskijännitteisessä jakelussa sekä teollisuudessa. Jännite- ja kuormitusolosuhteiden epätasapaino voi johtaa neutralin virtoihin ja mahdollisiin jännitevkauksiin, minkä vuoksi kuormituksen tasapainotus ja oikea neutralointi ovat tärkeitä suunnittelussa ja ylläpidossa.