Qualsevol transformador trifàsic modern és un dispositiu elèctric especial que proporciona al consumidor el tipus i la qualitat d’electricitat necessaris. Com qualsevol convertidor de transformadors, conté bobinatges primaris i secundaris, dels quals hi ha tres parells. A les subestacions d’alta tensió, gràcies a aquest dispositiu, és possible obtenir una tensió de la magnitud necessària i transmetre-la al llarg d’una línia amb un neutre de terra morta.
Finalitat i tipus
El transformador de potència trifàsic de l’estació clàssica s’utilitza per convertir l’energia d’alta tensió en una forma que admet el consumidor. Es subministra una alta tensió (6,3-10 quilovolts) als seus bobinatges primaris i a la sortida s’obtenen 220 volts, més convenients per a la seva vida quotidiana. Aquest valor es mesura entre les fases i el conductor neutre del transformador, anomenat neutre. És habitual denotar-lo com a tensió de fase, en contrast amb els 380 volts lineals, mesurats entre cadascuna de les fases.
Els transformadors trifàsics descendents d’aquesta classe proporcionen la transmissió de corrent des de la 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 cable d’aire de la marca SIP. A través d’elles, l’energia elèctrica es lliura directament al seu propòsit previst: als dispositius de distribució d’entrada dels territoris i objectes de servei.
Segons el seu propòsit funcional, els transformadors trifàsics es divideixen en les següents classes:
- dispositius lineals (estació);
- unitats especials de conversió.
Cal destacar els transformadors d’aïllament trifàsics que s’utilitzen per separar circuits elèctrics i circuits de potència.
Els dispositius especials es divideixen en els tipus següents:
- Prova de transformadors. És habitual incloure sistemes autotransformadors trifàsics entre ells.
- Dispositius que serveixen per alimentar equips especials: en particular, unitats de soldadura.
- Unitats de transformació d'equilibri.
Els dos primers tipus s’utilitzen amb finalitats de recerca. Els transformadors trifàsics d’equilibri s’utilitzen per eliminar el desequilibri de fase que es produeix a les xarxes elèctriques a causa de la distribució desigual de les càrregues.
En enginyeria elèctrica, també hi ha opcions per a transformadors de dues fases, sovint utilitzats en circuits electrònics i dispositius d'automatització. Estan dissenyats de manera que les dues tensions de sortida es desplacen les unes respecte a les altres en 90 graus elèctrics. Molt sovint, aquestes solucions elèctriques s’utilitzen en equips de soldadura.
Dispositiu transformador
Pel seu disseny, els transformadors trifàsics són una estructura prefabricada que consta de les següents unitats:
- base feta en forma de marc de plàstic resistent;
- circuit magnètic situat en seccions de trames;
- conjunt de bobines primàries i secundàries amb bobinatges de filferro;
- panell de distribució (soldadura) amb blocs de terminals;
- sistema de refrigeració necessari per eliminar la calor de la zona de treball.
Cadascuna de les versions conegudes d’aquests dispositius, d’una forma o d’una altra, conté tots els nodes designats. Al mateix temps, es diferencien pel mètode de connexió dels bobinats, així com pel tipus de circuit magnètic que s’utilitza en ells.Les característiques de disseny de models individuals es reflecteixen en les seves característiques de rendiment, en particular, la magnitud de les pèrdues en el circuit magnètic i l’eficiència.
Una excepció és el panell per dessoldar els bobinats del transformador, gràcies al qual és possible combinar grups de connexions per obtenir la configuració desitjada.
Mètodes de connexió de bobinatge
La principal diferència entre diversos circuits de transformadors són les configuracions que s’utilitzen en encendre-les (mètodes de connexió dels bobinats). A l’hora d’organitzar l’alimentació centralitzada s’utilitzen tradicionalment dos esquemes clàssics, anomenats "triangle" i "estrella". La primera opció consisteix en la connexió seqüencial dels bobinatges de fase primària i secundària: el final d’una bobina està connectat al començament de la següent).
Quan s'utilitza l'esquema "en estrella", els inicis de tots els conductors de fase dels bobinatges primari i secundari es combinen en un punt, anomenat neutre, i els seus extrems estan connectats a una línia de càrrega de 3 fils. En aquest cas, es necessita un cable que contingui quatre nuclis per transmetre electricitat. Quan es connecta a la línia dels bobinats secundaris del transformador, connectats en un "triangle", només s'utilitzen tres nuclis. Hi ha una altra opció per a la seva inclusió, que s'anomena "estrella interconnectada". Tot i això, a causa de la raresa del seu ús, no es té en compte.
Opcions de configuració
Quan s’organitzen sistemes d’alimentació, són possibles diverses combinacions d’activació dels bobinats primaris i secundaris d’un transformador trifàsic. El conjunt d'accions de commutació realitzades en aquest cas:
- La bobina primària està dissenyada com una "estrella", i la secundària, 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 la variant amb dos triangles (un altre nom és delta-delta).
Per tenir en compte tots els mètodes d’encesa dels bobinats primaris i secundaris i el càlcul posterior dels paràmetres del transformador en enginyeria elèctrica, s’utilitzen taules d’identificació especials. Proporcionen possibles combinacions i combinacions que s’utilitzaran si voleu connectar un transformador a la línia i treure’n el màxim partit. L'eficiència de tot el sistema d'alimentació depèn de l'elecció correcta d'aquesta combinació en cada cas concret.
Connexió paral·lela
La connexió en paral·lel dels mateixos bobinatges secundaris us 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 servida.
Quan utilitzeu aquest enfocament, haureu de tenir en compte un detall important relacionat amb l’ordre de connexió dels bobinats secundaris. Per obtenir els resultats esperats, els bobinatges s'han de canviar en fase, el que significa la connexió del mateix tipus d'extrems de les tres bobines en un punt. Si es infringeix aquesta regla, la tensió a la sortida de dos bobinats no en fase connectats serà propera a zero (s'aplica el principi de substitució). Quan es produeix aquest error quan s'encén el transformador, la seva potència i eficiència es redueixen significativament. Si una comprovació secundària revela que la tensió no ha canviat en comparació amb una sola activació, les bobines estan en fase.
Un dispositiu convertidor, definit com un transformador trifàsic de 220 a 380 volts, es pot obtenir aplicant un circuit especial amb un augment de la tensió de sortida. La seva característica és la presència d'un bobinatge primari i tres secundaris, connectats en una "estrella" o "triangle".
