Dreieckschaltung

Eine Dreieckschaltung oder Dreieckwicklung verbindet drei Versorgungsphasen in einem geschlossenen Dreieck oder einer Schleife, anstatt sie an einem Neutralpunkt zusammenzuführen. Jede Phasenleitung ist mit zwei der drei Wicklungen verbunden; der Strom fließt um den Umfang herum. Die drei Leitungsspannungen liegen 120 Grad auseinander, und in einem ausgewogenen System entspricht jede Phasenspannung der Leitungsspannung, typischerweise 400 V oder 480 V in industriellen Anwendungen.

Der Name stammt vom griechischen Buchstaben Delta (Δ), der das dreieckige Schaltungsdiagramm visuell darstellt. Die Alternative ist eine Sternschaltung (oder Y-Schaltung), bei der alle drei Phasen an einem zentralen Neutralpunkt zusammentreffen und die Leitungsspannung das 1,732-fache der Phasenspannung beträgt. Dreieckschaltung wird bevorzugt, wenn kein Neutralleiter erforderlich ist und wenn die Leiterspannung für die Last ausreichend ist.

Praktische Varianten und Grenzen

Drehstrommotoren, Transformatoren und Generatoren können auf beide Arten gewickelt und geschaltet werden. Ein dreieckgeschalteter Motor nimmt bei gleicher Leitungsspannung größere Phasenströme auf als ein sterngeschalteter Motor, da die Phasenspannung höher ist. Dies führt dazu, dass Dreieck-Motoren bei gleicher Leistungsabgabe heißer laufen, aber Dreieckschaltung ist in Hochleistungsanwendungen verbreitet, wo die höhere Leitungsspannung (und damit geringerer Strom für eine gegebene Leistung) anderswo im System von Vorteil ist.

Ein großer Nachteil besteht darin, dass es bei reiner Dreieckschaltung keinen Neutralleiter gibt, sodass Einphasenlasten nicht einfach versorgt werden können. Ein vierter Leiter kann durch Erdung eines Transformator-Mittelpunkts gewonnen werden, was eine "corner-grounded"- oder "open-wye-delta"-Hybrid-Schaltung ergibt, aber diese Asymmetrie erzeugt unausgeglichene Ströme. Industriestandorte mit Dreieckversorgung installieren oft separate Einphasen-Transformatoren oder nutzen stattdessen eine Stern-Dreieck-Hybrid-Versorgung.

Das Fehlerstromverhalten unterscheidet sich bei Dreieckschaltung: Ein Phasen-Erd-Kurzschluss schließt keinen Rückpfad über einen Neutralleiter, daher müssen Erdfehlerschutzrelais anders eingestellt werden als bei Sternschaltungen. Dreiphasige Fehler in Dreieck-Systemen sind symmetrisch und unkompliziert zu analysieren, aber Phasen-zu-Phasen- oder Phasen-zu-Erd-Ereignisse erfordern besondere Aufmerksamkeit bei Erdung und Schutzvorrichtungen.