Čo je trojfázový transformátor: konštrukcia a jej fungovanie

Trojfázový systém sa používa na výrobu, prenos a distribúciu elektrickej energie. Generuje energiu vo veľkom rozsahu, aby vyhovovala potrebám priemyselných a obchodných prevádzok. Tri identické jednofázové transformátory sú vhodne spojené alebo kombinované na jednom jadre, aby vytvorili trojfázový systém.Na základe rôznych typov priemyselných potrieb sa na výrobu, prenos a distribúciu elektrickej energie používajú zosilňovače a zosilňovače.Budova trojfázového transformátor jednotka je ekonomická, pretože spotrebuje menej materiálu v porovnaní s pripojením troch samostatných jednofázových transformátorov. Trojfázový systém navyše prenáša striedavý prúd namiesto jednosmerného prúdu a je ľahko konštruovateľný.

Čo je trojfázový transformátor?

Ako je známe, jednofázový transformátor je zariadenie, ktoré je schopné na základe koncepcie vzájomnej indukcie prenášať elektrickú energiu z jedného obvodu do jedného alebo viacerých obvodov. Skladá sa z dvoch cievok - primárnej a sekundárnej cievky, ktoré pomáhajú transformovať energiu. Primárna cievka je pripojená k jednofázovému napájaniu, zatiaľ čo sekundárna je pripojená k záťaži.

Podobne trojfázový transformátor pozostáva z troch primárnych cievok a troch sekundárnych cievok a je znázornený ako 3-fázový alebo 3ɸ. Trojfázový systém je možné skonštruovať pomocou troch samostatných identických jednofázových transformátorov a takýto 3-fázový transformátor je známy ako skupina troch transformátorov. Na druhej strane je možné trojfázový transformátor postaviť na jednom jadre. Vinutia transformátora je možné pripojiť v konfigurácii delta alebo wye. Fungovanie 3-fázového systému je podobné ako u jednofázového transformátora a bežne sa používajú v elektrárňach.

Konštrukcia trojfázového transformátora

Schéma trojfázového transformátora je znázornená na obrázku nižšie.

Schéma trojfázového transformátora

Trojfázový transformátor jednej jednotky sa široko používa, pretože je ľahší, lacnejší a zaberá menej miesta ako banka troch jednofázových transformátorov. Konštrukcia trojfázového transformátora je dvoch typov: typu Core a Shell.

Konštrukcia typu jadra

V tomto type konštrukcie sú tri jadrá a dva strmene. Každé jadro má špirálovo vinuté primárne aj sekundárne vinutie, ako je to znázornené na obrázku. Každá vetva jadra nesie vinutie vysokého i nízkeho napätia. Jadro je laminované, aby sa minimalizovali straty vírivého prúdu na jadre a strmeňu. Pretože je jednoduchšie laminovať vinutie nízkeho napätia (LV) ako vinutie vysokého napätia (HV). NN vinutia sú umiestnené v blízkosti jadra s vhodnou izoláciou a olejovými kanálmi medzi nimi, zatiaľ čo vn vinutia sú umiestnené nad NN vinutiami s príslušnou izoláciou a olejovými kanálmi medzi nimi.

Transformátor typu jadra

Transformátor typu škrupiny

Trojfázový transformátor plášťového typu je všeobecne konštruovaný stohovaním troch samostatných jednofázových transformátorov. Tri fázy transformátora škrupinového typu sú nezávislé od transformátora základného typu, zatiaľ čo každá fáza má samostatný magnetický obvod. Tieto magnetické obvody sú navzájom paralelné a tok indukovaný každým vinutím je vo fáze. Transformátor typu shell je vysoko preferovaný, pretože napäťové vlny sú menej skreslené.

Transformátor typu škrupiny

Prevádzka trojfázových transformátorov

Na nasledujúcom obrázku je znázornený trojfázový transformátor, v ktorom sú tri jadrá umiestnené 120 ° od seba. Tento obrázok je zjednodušený, aby zobrazoval iba primárne vinutia a ich pripojenie k trojfázovému napájaciemu zdroju. Akonáhle je trojfázové napájanie excitované, prúdy IR, IY a IB sú vedené primárnymi vinutiami, a tým indukujú toky ɸR, ɸY a ɸB jednotlivo v každom jadre. Stredná noha bude niesť súčet všetkých tokov a stredná noha kombinuje všetky nohy jadra.

Napríklad, ak je súčet prúdov IR + IY + IB v trojfázovom systéme nulový, potom sa súčet všetkých troch tokov tiež stane nulovým, čo má za následok, že stredná vetva nenosí žiadny tok. Odstránenie stredovej nohy preto nemá žiadny vplyv na iné podmienky transformátora.

Práca trojfázového transformátora

Pripojenie trojfázových transformátorov

Ďalej je popísané rôzne pripojenie trojfázového transformátora.

Pre trojfázové transformátory sa používajú konfigurácie Wye a Delta, pretože pripojenia Wye poskytujú možnosti mať viac napätí, zatiaľ čo konfigurácie delta ponúkajú vysokú spoľahlivosť. Fázový diagram Wye a Delta je uvedený nižšie. Pre pripojenie Wye musia byť navzájom spojené všetky mínus alebo všetky plusové body vinutí. Avšak v zapojení delta sú polarity vinutí spojené opačným spôsobom. Fázový rozdiel medzi ľubovoľnými dvoma fázami je 120˚.

Fázové vinutia

Spojenie wye-wye

Schéma zapojených transformátorov Y-Y je uvedená nižšie. Môže slúžiť ako jednofázové, tak aj trojfázové zaťaženie. V tejto súvislosti sú všetky vinutia zakončené bodkami spojené s fázami A, B a C, zatiaľ čo koncovky bez bodiek sú spojené tak, aby sa stali stredmi konfigurácie „Y“.

Pripojenie Wye Wye

Pripojenie Wye-Delta

Pripojenie Y-Delta zobrazené na obrázku nižšie ukazuje, že sekundárne vinutia (ktoré sú na obrázku dole v spodnej časti) sú spojené a tvoria reťaz. Vinutia s bodovým pripojením na jednej strane sú spojené s iným bodovým pripojením na druhej strane, aby vytvorili slučku „Delta“.

Spojenie Wye Delta

Pripojenie Delta-Wye

Pripojenie Delta-Y je znázornené na obrázku nižšie. Tento typ konfigurácie umožňuje, aby sekundárne pripojené k wye pripojilo viac napätí, napríklad line-to-line alebo neutrál. Pretože konfigurácia delta-wye predstavuje 30˚ fázový posun medzi primárnym a sekundárnym, nemožno ju použiť na paralelné pripojenie s konfiguráciami delta-delta a Y-Y.

Pripojenie Delta Wye

Spojenie Delta-Delta

Schéma zapojenia delta-delta je uvedená nižšie. Tieto spojenia je možné vykonať buď pomocou troch rovnakých jednofázových transformátorov alebo jedného trojfázového transformátora. Konfigurácia delta-delta je preferovaná kvôli svojej inherentnej spoľahlivosti.

Pripojenie Delta Delta

Výhody / nevýhody trojfázového transformátora

Ďalej sú uvedené výhody a nevýhody trojfázového transformátora.

Výhody trojfázového transformátora

• Potrebuje menej miesta na inštaláciu a inštalácia je ľahšia
• Menšia hmotnosť a zmenšená veľkosť
• Vyššia účinnosť
• Nízke náklady
• Náklady na prepravu sú nízke

Nevýhody trojfázového transformátora

• Celá jednotka sa vypne v prípade poruchy alebo straty v ktorejkoľvek jednotke transformátora, pretože spoločné jadro zdieľajú všetky tri jednotky.
• Náklady na opravu sú vyššie
• Náklady na náhradné jednotky sú vysoké

Časté otázky

1). Uveďte použitie trojfázového transformátora

Trojfázové transformátory sa používajú v elektrických sieťach, výkonových transformátoroch a ako distribučné transformátory

2). Aké sú typy 3-fázových transformátorov?

Medzi štyri typy trojfázových transformátorov patria: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) a Delta-Star (Dy)

3). Čo sa stane, ak 3-fázový motor stratí fázu?

Ak 3-fázový motor stratí počas prevádzky fázu, motor bude naďalej pracovať pri nižšej rýchlosti a bude pociťovať vibrácie. Prúd sa tiež náhle zvyšuje v ďalších fázach, ktoré vedú k vnútornému ohrevu komponentov motora.

4). Za akých podmienok funguje delta / wye uspokojivo?

Pripojenie wye-delta uspokojivo funguje pri veľkých nevyvážených a vyvážených zaťaženiach. Môže pracovať s tretími harmonickými zložkami kvôli cirkulujúcim prúdom v delte.

5). Aký je fázový posun pre pripojenie Wye-Wye?

Fázový posun je 0 stupňov.

Aj keď väčšina priemyselných odvetví uprednostňuje jednofázový transformátor, nie je vhodný na veľkú distribúciu energie. Preto trojfázové systémy používajú veľké priemyselné odvetvia na výrobu energie vo veľkom meradle.

V tomto článku sme diskutovali o rôznych výhodách a niekoľkých nevýhodách, ktoré ponúka a 3-fázový transformátor . Zamerali sme sa tiež na trojfázový transformátor a jeho konštrukciu a rôzne konfigurácie. Tu je otázka, aká je funkcia trojfázového transformátora?