Κάθε σύγχρονος τριφασικός μετασχηματιστής είναι μια ειδική ηλεκτρική συσκευή που παρέχει στον καταναλωτή τον απαιτούμενο τύπο και ποιότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Όπως κάθε μετατροπέας μετασχηματιστή, περιέχει πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις, εκ των οποίων υπάρχουν τρία ζεύγη. Σε υποσταθμούς υψηλής τάσης, χάρη σε αυτήν τη συσκευή, είναι δυνατή η απόκτηση τάσης του απαιτούμενου μεγέθους και, στη συνέχεια, η μετάδοση της κατά μήκος γραμμής με νεκρό γειωμένο.
Σκοπός και τύποι
Ο κλασικός τριφασικός μετασχηματιστής σταθμού χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ενέργειας υψηλής τάσης σε φιλική προς τον καταναλωτή μορφή. Παρέχεται υψηλή τάση (6,3-10 kilovolts) στις κύριες περιελίξεις του, και 220 βολτ, πιο βολικό για χρήση στην καθημερινή ζωή, λαμβάνονται στην έξοδο. Αυτή η τιμή μετριέται μεταξύ των φάσεων και του ουδέτερου αγωγού του μετασχηματιστή, που ονομάζεται ουδέτερο. Είναι συνηθισμένο να το δηλώνουμε ως τάση φάσης, σε αντίθεση με τα γραμμικά 380 βολτ, που μετράται μεταξύ κάθε φάσης.
Τριφασικοί μετασχηματιστές σταδίου αυτής της κατηγορίας παρέχουν τη μετάδοση ρεύματος από τον τοπικό υποσταθμό μέσω ενός υπόγειου καλωδίου ή καλωδίου απευθείας στον τελικό χρήστη. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιείται ειδικό καλώδιο 4 πυρήνων σε θωρακισμένο πυρήνα ή καλώδιο αέρα της μάρκας SIP. Μέσω αυτών, η ηλεκτρική ενέργεια παραδίδεται κατευθείαν στον επιδιωκόμενο σκοπό της - στις συσκευές διανομής εισόδου των εξυπηρετούμενων περιοχών και αντικειμένων.
Σύμφωνα με τον λειτουργικό τους σκοπό, οι τριφασικοί μετασχηματιστές χωρίζονται στις ακόλουθες κατηγορίες:
- γραμμικές (σταθμοί) συσκευές ·
- ειδικές μονάδες μετατροπής.
Ιδιαίτερη προσοχή είναι οι τριφασικοί μετασχηματιστές απομόνωσης που χρησιμοποιούνται για την αποσύνδεση ηλεκτρικών κυκλωμάτων και κυκλωμάτων ισχύος.
Οι ειδικές συσκευές χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- Δοκιμή μετασχηματιστών. Είναι συνηθισμένο να αναφέρεται σε αυτά ως τριφασικά συστήματα αυτομετασχηματιστών.
- Συσκευές που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ειδικού εξοπλισμού: ειδικότερα μονάδες συγκόλλησης.
- Εξισορρόπηση μονάδων μετασχηματιστή.
Οι δύο πρώτοι τύποι χρησιμοποιούνται για ερευνητικούς σκοπούς. Οι τριφασικοί μετασχηματιστές εξισορρόπησης χρησιμοποιούνται για την εξάλειψη της ανισορροπίας φάσης που εμφανίζεται στα ηλεκτρικά δίκτυα λόγω της άνισης κατανομής φορτίων.
Στην ηλεκτρολογία, υπάρχουν επίσης επιλογές για διφασικούς μετασχηματιστές, που χρησιμοποιούνται συχνά σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και συσκευές αυτοματισμού. Είναι σχεδιασμένα έτσι ώστε οι δύο τάσεις εξόδου να μετατοπίζονται το ένα το άλλο σε σχέση με 90 ηλεκτρικές μοίρες. Τις περισσότερες φορές, τέτοιες ηλεκτρικές λύσεις χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό συγκόλλησης.
Συσκευή μετασχηματιστή
Με το σχεδιασμό τους, οι τριφασικοί μετασχηματιστές είναι μια προκατασκευασμένη δομή που αποτελείται από τις ακόλουθες μονάδες:
- βάση κατασκευασμένη με τη μορφή ανθεκτικού πλαστικού σκελετού.
- μαγνητικό κύκλωμα τοποθετημένο σε τμήματα πλαισίου.
- σύνολο πρωτογενών και δευτερευόντων πηνίων με περιελίξεις συρμάτων ·
- πάνελ διανομής (συγκόλληση) με μπλοκ ακροδεκτών.
- απαιτείται σύστημα ψύξης για την απομάκρυνση της θερμότητας από την περιοχή εργασίας.
Κάθε μία από τις γνωστές εκδόσεις τέτοιων συσκευών με τη μία ή την άλλη μορφή περιέχει όλους τους καθορισμένους κόμβους. Ταυτόχρονα, διαφέρουν στη μέθοδο σύνδεσης των περιελίξεων, καθώς και στον τύπο του μαγνητικού κυκλώματος που χρησιμοποιείται σε αυτά.Τα χαρακτηριστικά σχεδίασης μεμονωμένων μοντέλων αντικατοπτρίζονται στα χαρακτηριστικά απόδοσής τους, ιδίως στο μέγεθος των απωλειών στο μαγνητικό κύκλωμα και στην απόδοση.
Εξαίρεση αποτελεί το πάνελ για την απομόνωση των περιελίξεων του μετασχηματιστή, χάρη στον οποίο είναι δυνατό να συνδυαστούν ομάδες συνδέσεων για να επιτευχθεί η επιθυμητή διαμόρφωση.
Μέθοδοι σύνδεσης τυλίγματος
Η κύρια διαφορά μεταξύ διαφόρων κυκλωμάτων μετασχηματιστή είναι οι διαμορφώσεις που χρησιμοποιούνται κατά την ενεργοποίησή τους (μέθοδοι σύνδεσης των περιελίξεων). Κατά την οργάνωση της κεντρικής τροφοδοσίας, χρησιμοποιούνται παραδοσιακά δύο κλασικά σχήματα, που ονομάζονται "τρίγωνο" και "αστέρι". Η πρώτη επιλογή περιλαμβάνει τη διαδοχική σύνδεση των περιελίξεων πρωτογενούς και δευτερεύουσας φάσης: το άκρο ενός πηνίου συνδέεται με την αρχή του επόμενου).
Κατά τη χρήση του σχήματος "αστέρι", η αρχή όλων των αγωγών φάσης των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων συνδυάζεται σε ένα σημείο, που ονομάζεται ουδέτερο και τα άκρα τους συνδέονται με μια γραμμή φορτίου 3 συρμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται καλώδιο που περιέχει τέσσερις πυρήνες για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας. Όταν συνδέεται με τη γραμμή των δευτερευόντων περιελίξεων μετασχηματιστών, συνδεδεμένων σε ένα "τρίγωνο", χρησιμοποιούνται μόνο τρεις πυρήνες. Υπάρχει μια άλλη επιλογή για την ένταξή τους, η οποία ονομάζεται "διασυνδεδεμένο αστέρι". Ωστόσο, λόγω της σπανιότητας της χρήσης του, δεν λαμβάνεται υπόψη.
Επιλογές διαμόρφωσης
Κατά την οργάνωση συστημάτων τροφοδοσίας, είναι δυνατοί διάφοροι συνδυασμοί ενεργοποίησης των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων ενός τριφασικού μετασχηματιστή. Το σύνολο των ενεργειών εναλλαγής που εκτελούνται σε αυτήν την περίπτωση:
- Η πρωτεύουσα περιέλιξη έχει σχεδιαστεί ως "αστέρι" και η δευτερεύουσα - με τη μορφή "τριγώνου".
- Η δεύτερη προσέγγιση χρησιμοποιεί την αντίστροφη σειρά ένταξης.
- Στην τρίτη περίπτωση, χρησιμοποιείται ήδη ο συνδυασμός του τύπου "αστέρι" - "αστέρι" ή η παραλλαγή με δύο τρίγωνα (ένα άλλο όνομα είναι δέλτα-δέλτα).
Για να ληφθούν υπόψη όλες οι μέθοδοι ενεργοποίησης των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων και ο επακόλουθος υπολογισμός των παραμέτρων του μετασχηματιστή στην ηλεκτρολογία, χρησιμοποιούνται ειδικοί πίνακες αναγνώρισης. Παρέχουν πιθανούς συνδυασμούς και συνδυασμούς που πρέπει να χρησιμοποιηθούν εάν θέλετε να συνδέσετε έναν μετασχηματιστή στη γραμμή και να αξιοποιήσετε στο έπακρο αυτόν. Η απόδοση ολόκληρου του συστήματος τροφοδοσίας εξαρτάται από τη σωστή επιλογή αυτού του συνδυασμού σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση.
Παράλληλη σύνδεση
Η παράλληλη σύνδεση των ίδιων δευτερευόντων περιελίξεων σάς επιτρέπει να αυξήσετε την ισχύ (ρεύμα) στην έξοδο της συσκευής. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατόν να αυξηθεί η αποδοτικότητα και η χωρητικότητα φορτίου της γραμμής που εξυπηρετείται.
Όταν χρησιμοποιείτε αυτήν την προσέγγιση, θα πρέπει να λάβετε υπόψη μια σημαντική λεπτομέρεια που σχετίζεται με τη σειρά σύνδεσης των δευτερευόντων περιελίξεων. Για να επιτευχθούν τα αναμενόμενα αποτελέσματα, οι περιελίξεις πρέπει να εναλλάσσονται σε φάση, πράγμα που σημαίνει τη σύνδεση του ίδιου τύπου άκρων και των τριών πηνίων σε ένα σημείο. Εάν παραβιαστεί αυτός ο κανόνας, η τάση στην έξοδο δύο περιελίξεων που δεν είναι σε φάση που συνδέονται θα είναι κοντά στο μηδέν (ισχύει η αρχή αντικατάστασης). Όταν αυτό το σφάλμα γίνεται όταν ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος, η ισχύς και η απόδοσή του μειώνονται σημαντικά. Εάν ένας δευτερεύων έλεγχος αποκαλύψει ότι η τάση δεν έχει αλλάξει από μία μόνο ενεργοποίηση, τότε τα πηνία είναι σε φάση.
Η συσκευή μετατροπέα, που ορίζεται ως μετασχηματιστής 3-φάσεων 220 έως 380 Volt, μπορεί να ληφθεί εφαρμόζοντας ένα ειδικό κύκλωμα με αύξηση της τάσης εξόδου. Το χαρακτηριστικό του είναι η παρουσία ενός πρωτογενούς και τριών δευτερευόντων περιελίξεων, συνδεδεμένων σε ένα "αστέρι" ή "τρίγωνο".
