Qualsevol transformador trifàsic modern és un dispositiu elèctric especial que proporciona als consumidors electricitat del tipus i qualitat desitjats. Com qualsevol convertidor de transformador, conté bobinats primaris i secundaris, en aquest cas hi ha tres parells. En subestacions d’alta tensió, gràcies a aquest dispositiu, és possible obtenir la tensió del valor desitjat i, a continuació, transferir-la al llarg de la línia amb un neutre a terra.
Finalitat i tipus
El clàssic transformador trifàsic d’estació s’utilitza per convertir l’energia d’alta tensió en una forma adequada al consumidor. Els seus bobinats primaris s’ofereixen d’alta tensió (6,3-10 quilovolts), i a la sortida s’obtenen 220 volts més convenients per al seu ús quotidià. Aquest valor es mesura entre les fases i el transformador de nucli zero, anomenat neutre. És habitual designar-lo com a tensió de fase, en contrast amb els lineals de 380 volts comptats entre cadascuna de les fases.
Els transformadors trifàsics d’aquesta classe proporcionen la transmissió de corrent des d’una subestació local mitjançant un cable subterrani o una línia elèctrica directament a l’usuari final. A aquests efectes, s’utilitza un cable especial de 4 nuclis en un nucli blindat o un fil d’aire de la marca SIP. Segons ells, l’energia elèctrica proporciona directament a la seva destinació, als dispositius d’entrada i distribució dels territoris i objectes servits.
Segons la seva finalitat funcional, els transformadors de tres fases es divideixen en les classes següents:
- dispositius lineals (estacions);
- unitats de conversió especials.
Es distingeixen especialment els transformadors trifàsics aïllats, utilitzats per a desconnectar circuits elèctrics i circuits de potència.
Els dispositius especials es divideixen en els tipus següents:
- Transformadors de prova. Aquests inclouen sistemes autotransformadors trifàsics.
- Dispositius utilitzats per alimentar equips especials, especialment, unitats de soldadura.
- Unitats transformadores d’equilibrament.
Els dos primers tipus s’utilitzen amb finalitats de recerca. Els transformadors d’equilibrament trifàsics s’utilitzen per eliminar el desequilibri de fase que es produeix a les xarxes elèctriques a causa d’una distribució desigual de la càrrega.
En enginyeria elèctrica, també hi ha variants de transformadors de dues fases, sovint utilitzats en circuits electrònics i dispositius d'automatització. Estan disposats de manera que les dues tensions de sortida es desplacin l’una respecte a l’altra en 90 graus elèctrics. Sovint, aquestes solucions elèctriques s’utilitzen en equips de soldadura.
Dispositiu transformador
En la seva disposició, els transformadors trifàsics representen una estructura prefabricada formada per les unitats següents:
- una base feta en forma de bastidor de plàstic durador;
- nuclis magnètics col·locats en seccions;
- conjunt de bobines primàries i secundàries amb bobinats de filferro;
- panell de distribució (desacoblament) amb blocs de contacte;
- sistema de refrigeració necessari per eliminar calor de la zona de treball.
Cadascuna de les versions conegudes d'aquests dispositius d'una forma o una altra conté tots els nodes designats. Al mateix temps, difereixen en la connexió dels enrotllaments, així com en el tipus de circuit magnètic que s'utilitza.Les característiques de disseny dels models individuals es reflecteixen en les seves característiques de rendiment, en particular, en la magnitud de les pèrdues en el circuit magnètic i en l'eficiència.
Una excepció és el tauler de desobstrucció de l'aixeta del transformador, a causa del qual és possible combinar grups de connexió per obtenir la configuració desitjada.
Mètodes per connectar bobinatges
La diferència principal entre diversos circuits de transformació és la configuració que s’utilitza a l’hora d’encendre’ls (mètodes de connexió de les bobines). A l’hora d’organitzar el subministrament energètic centralitzat, s’utilitzen tradicionalment dos esquemes clàssics, anomenats “triangle” i “estrella”. La primera opció implica la inclusió seqüencial de bobinats en fase primària i secundària: el final d’una bobina està connectat al començament de la següent).
Quan s'utilitza l'esquema "estrella", els inicis de tots els conductors de fase dels enrotllaments primaris i secundaris es combinen en un moment, anomenat neutre, i els seus extrems es connecten a una línia de càrrega de tres fils. En aquest cas, es requereix un cable que contingui quatre nuclis per transmetre electricitat. Quan es connecten els enrotllaments secundaris del transformador connectats en un "triangle" a la línia, només s'utilitzen tres conductors. Una altra opció per a la seva inclusió, que s'anomena "estrella interconnectada". Tot i això, per la raresa del seu ús, no es considera.
Opcions de configuració
Quan s’organitzen sistemes d’alimentació elèctrica, són possibles diverses combinacions d’incloure els bobinatges primaris i secundaris d’un transformador trifàsic. El conjunt d’accions de commutació realitzades alhora:
- El bobinat primari es realitza com a "estrella", i el secundari - en forma de "triangle".
- El segon enfocament utilitza l’ordre invers d’inclusió.
- En el tercer cas, s'utilitza la combinació ja considerada del tipus "estrella" - "estrella" o l'opció amb dos triangles (un altre nom - delta-delta).
Per tenir en compte totes les maneres d’encendre els enrotllaments primaris i secundaris i el posterior càlcul dels paràmetres del transformador en enginyeria elèctrica, s’utilitzen taules d’identificació especials. Proporcionen combinacions possibles i combinacions utilitzades si voleu connectar el transformador a la línia i treure el màxim partit. En cada cas, l'eficiència de tot el sistema de subministrament d'energia depèn de la correcta elecció d'aquesta combinació.
Connexió paral·lela
La inclusió paral·lela dels mateixos enrotllaments secundaris permet augmentar la potència (corrent) a la sortida del dispositiu. D’aquesta manera és possible augmentar l’eficiència i la capacitat de càrrega de la línia de serveis.
Quan s’utilitza aquest enfocament, cal tenir en compte un detall important relacionat amb l’ordre de connexió dels bobinats secundaris. Per obtenir els resultats esperats, els enrotllaments s’han de canviar en fase, cosa que significa connectar els mateixos extrems de les tres bobines en un punt. Si aquesta norma es viola, la tensió a la sortida de dos enrotllaments no connectats en fase serà propera a zero (s'aplica el principi de substitució). Quan es produeix aquest error quan el transformador està encès, la seva potència i eficiència es redueixen significativament. Si durant la comprovació secundària es troba que la tensió no ha canviat en comparació amb un únic encès, les bobines es troben en fase.
Es pot obtenir un dispositiu de conversió, definit com un transformador de 220 a 380 volts de 3 fases, aplicant un circuit especial amb un augment de la tensió de sortida. La seva característica és la presència d'una bobinada primària i tres secundàries incloses en el patró "estrella" o "triangle".
