8.4 : Der Y-zu-Y-Schaltkreis

In einem symmetrischen Vierleiter-Stern-zu-Stern-System umfasst die Anordnung sternförmig verbundene sinusförmige Spannungsquellen und Lasten, die über einen Neutralleiter verbunden sind, der die Neutralknoten der Quelle und der Last verbindet. Die Lastimpedanz ist über jede Phase der Last angeschlossen. Die sternförmig verbundene Quelle kann in Vierleiter- und Dreileiteranordnungen mit der sternförmig verbundenen Last verbunden werden. Ein Dreiphasensystem gilt als symmetrisch, wenn die Last auf jeder Phase gleich ist, was zu einem gleichmäßigen Stromfluss und Phasenwinkel über alle Stufen hinweg führt. Andererseits führen in einem unsymmetrischen System Schwankungen der Lastimpedanz oder der Quellenspannungen zu ungleichen Leitungsströmen.

Die Analyse der Vierleiter-Stern-zu-Stern-Schaltkreiskonfiguration ist relativ unkompliziert. In diesem Aufbau ist jede Impedanz der Dreiphasenlast direkt über ihre jeweilige Phasenspannung von der Dreiphasenquelle angeschlossen. Unter der Annahme einer positiven Phasenfolge und symmetrischer Bedingungen sind die Phasenspannungen bei der Analyse des Systems von entscheidender Bedeutung. Diese Phasenspannungen beeinflussen direkt die Spannungen über jeder Lastimpedanz.

Der Strom im Kabel, das den Neutralknoten der Quelle mit dem Neutralknoten der Last verbindet, ist:

Kirchhoffs Spannungsgesetz bestätigt, wenn es auf jede Phase eines symmetrischen Dreiphasenstromkreises angewendet wird, dass die Summe der Spannungen um jeden geschlossenen Stromkreis Null ist. Dies führt zu Leitungsströmen gleicher Stärke, aber mit 120-Grad-Phasenverschiebungen zwischen ihnen. Diese Ströme summieren sich an jedem Punkt effektiv zu Null, was erklärt, warum der Neutralleiter unter symmetrischen Bedingungen keinen Strom führt.

In einem unsymmetrischen Stern-zu-Stern-System führen Schwankungen in der Lastimpedanz oder den Quellenspannungen zu ungleichen Leitungsströmen. Jede Phase im System wird als einphasiger Stromkreis behandelt, um ihren Leitungsstrom zu berechnen. Die Ströme für die übrigen Phasen müssen jedoch einzeln analysiert und nicht ausschließlich aus der Phasenfolge abgeleitet werden, da jede Phase durch ihre spezifischen elektrischen Bedingungen individuell beeinflusst werden kann.