Każdy nowoczesny transformator trójfazowy to specjalne urządzenie elektryczne, które zapewnia odbiorcom energię elektryczną pożądanego rodzaju i jakości. Jak każdy transformator transformatorowy, zawiera uzwojenie pierwotne i wtórne, w którym to przypadku występują trzy pary. W stacjach wysokiego napięcia, dzięki temu urządzeniu możliwe jest uzyskanie napięcia o pożądanej wielkości, a następnie przesłanie go przez linię z uziemionym punktem zerowym.
Cel i rodzaje
Klasyczny trójfazowy transformator mocy służy do przekształcania energii wysokiego napięcia w formę przyjazną dla konsumenta. Wysokie napięcie (6,3-10 kilowoltów) jest dostarczane do uzwojenia pierwotnego, a na wyjściu uzyskuje się 220 woltów wygodniejszych do użytku w życiu codziennym. Ta wartość jest mierzona między fazami a transformatorem zero-rdzeniowym, zwanym neutralnym. Zwyczajowo określa się go jako napięcie fazowe, w przeciwieństwie do liniowych 380 woltów zliczanych między każdą z faz.
Trójfazowe transformatory obniżające tej klasy zapewniają transmisję prądu z lokalnej stacji elektroenergetycznej za pośrednictwem podziemnego kabla lub linii energetycznej bezpośrednio do użytkownika końcowego. Do tych celów stosuje się specjalny 4-żyłowy kabel w zbrojonym rdzeniu lub przewód powietrzny marki SIP. Według nich energia elektryczna jest dostarczana bezpośrednio do miejsca przeznaczenia - do urządzeń wejściowych i dystrybucyjnych obsługiwanych terytoriów i obiektów.
Zgodnie z ich przeznaczeniem funkcjonalnym transformatory 3-fazowe są podzielone na następujące klasy:
- urządzenia liniowe (stacyjne);
- specjalne jednostki przeliczające.
Szczególnie godne uwagi są trójfazowe transformatory izolacyjne stosowane do oddzielania obwodów elektrycznych i obwodów energetycznych.
Urządzenia specjalne są podzielone na następujące typy:
- Przetestuj transformatory. Należą do nich trójfazowe układy autotransformatorów.
- Urządzenia stosowane do zasilania urządzeń specjalnych: w szczególności zespoły spawalnicze.
- Równoważące jednostki transformatorowe.
Pierwsze dwa typy są wykorzystywane do celów badawczych. Trójfazowe transformatory równoważące służą do eliminacji nierównowagi fazowej występującej w sieciach elektrycznych z powodu nierównomiernego rozkładu obciążenia.
W elektrotechnice istnieją również warianty transformatorów dwufazowych, często stosowanych w obwodach elektronicznych i urządzeniach automatyki. Są one rozmieszczone w taki sposób, że dwa napięcia wyjściowe są przesunięte jeden względem drugiego o 90 stopni elektrycznych. Najczęściej takie rozwiązania elektryczne są stosowane w urządzeniach spawalniczych.
Urządzenie transformatorowe
W swoim układzie transformatory trójfazowe reprezentują prefabrykowaną strukturę składającą się z następujących jednostek:
- podstawa wykonana w postaci trwałej plastikowej ramy;
- rdzenie magnetyczne umieszczone w sekcjach ramy;
- zestaw cewek pierwotnych i wtórnych z uzwojeniami drutu;
- panel dystrybucyjny (odsprzęgający) z blokami stykowymi;
- układ chłodzenia wymagany do usunięcia ciepła z miejsca pracy.
Każda ze znanych wersji takich urządzeń w takiej czy innej formie zawiera wszystkie wyznaczone węzły. Ponadto różnią się sposobem łączenia uzwojeń, a także rodzajem zastosowanego w nich obwodu magnetycznego.Cechy konstrukcyjne poszczególnych modeli znajdują odzwierciedlenie w ich charakterystykach wydajnościowych, w szczególności na wielkości strat w obwodzie magnetycznym i wydajności.
Wyjątkiem jest panel rozlutowujący zaczep uzwojenia transformatora, dzięki któremu możliwe jest łączenie grup połączeń w celu uzyskania pożądanej konfiguracji.
Metody łączenia uzwojeń
Główną różnicą między różnymi obwodami transformatora są konfiguracje stosowane podczas ich włączania (metody łączenia uzwojeń). Podczas organizowania scentralizowanego zaopatrzenia w energię tradycyjnie stosuje się dwa klasyczne schematy, zwane „trójkątem” i „gwiazdą”. Pierwsza opcja polega na sekwencyjnym włączeniu uzwojenia fazy pierwotnej i wtórnej: koniec jednej cewki jest połączony z początkiem następnego).
Podczas korzystania ze schematu „gwiazdowego” początki wszystkich przewodników fazowych uzwojenia pierwotnego i wtórnego są łączone w jednym punkcie, zwanym punktem zerowym, a ich końce są połączone z 3-żyłową linią obciążeniową. W takim przypadku do przesyłania elektryczności wymagany jest kabel zawierający cztery rdzenie. Podczas podłączania uzwojenia wtórnego transformatora połączonego „trójkątem” z linią stosuje się tylko trzy przewodniki. Inna opcja ich włączenia, zwana „połączoną gwiazdą”. Jednak ze względu na rzadkość jego stosowania nie jest brany pod uwagę.
Opcje konfiguracji
Przy organizacji układów zasilania możliwe jest kilka kombinacji obejmujących uzwojenie pierwotne i wtórne transformatora trójfazowego. Zestaw czynności przełączających wykonanych w tym samym czasie:
- Uzwojenie pierwotne jest wykonywane jako „gwiazda”, a wtórne - w postaci „trójkąta”.
- Drugie podejście wykorzystuje odwrotną kolejność włączania.
- W trzecim przypadku używana jest już rozważana kombinacja typu „gwiazda” - „gwiazda” lub opcja z dwoma trójkątami (inna nazwa - delta-delta).
Aby wziąć pod uwagę wszystkie sposoby włączenia uzwojenia pierwotnego i wtórnego oraz późniejsze obliczenie parametrów transformatora w elektrotechnice, stosuje się specjalne tabele identyfikacyjne. Zapewniają możliwe kombinacje i kombinacje, jeśli chcesz podłączyć transformator do linii i jak najlepiej go wykorzystać. W każdym przypadku wydajność całego systemu zasilania energią zależy od prawidłowego wyboru tej kombinacji.
Połączenie równoległe
Równoległe włączenie tych samych uzwojeń wtórnych pozwala zwiększyć moc (prąd) na wyjściu urządzenia. W ten sposób można zwiększyć wydajność i nośność obsługiwanej linii.
Stosując to podejście, należy wziąć pod uwagę jeden ważny szczegół związany z kolejnością łączenia uzwojeń wtórnych. Aby uzyskać oczekiwane wyniki, uzwojenia muszą być przełączane w fazie, co oznacza połączenie tych samych końców wszystkich trzech cewek w jednym punkcie. W przypadku naruszenia tej zasady napięcie na wyjściu dwóch uzwojeń niepodłączonych fazowo będzie bliskie zeru (obowiązuje zasada substytucji). Kiedy błąd ten zostanie popełniony po włączeniu transformatora, jego moc i wydajność znacznie się zmniejszają. Jeśli podczas drugiej kontroli okaże się, że napięcie nie zmieniło się w porównaniu z pojedynczym włączeniem, cewki są w fazie.
Urządzenie przetwarzające, zdefiniowane jako transformator 220 do 380 woltów 3 faz, można uzyskać poprzez zastosowanie specjalnego obwodu o rosnącym napięciu wyjściowym. Jego cechą jest obecność jednego uzwojenia pierwotnego i trzech uzwojeń wtórnych zawartych we wzorze „gwiazdy” lub „trójkąta”.
