Każdy nowoczesny transformator trójfazowy to specjalne urządzenie elektryczne, które zapewnia konsumentowi wymagany rodzaj i jakość energii elektrycznej. Jak każdy konwerter transformatorowy zawiera uzwojenia pierwotne i wtórne, których są trzy pary. W podstacjach wysokiego napięcia dzięki temu urządzeniu możliwe jest uzyskanie napięcia o wymaganej wielkości, a następnie przesłanie go wzdłuż linii z martwym punktem zerowym.
Cel i typy
Klasyczny stacyjny trójfazowy transformator mocy służy do przekształcania energii wysokiego napięcia w przyjazną dla konsumenta formę. Do uzwojeń pierwotnych dostarczane jest wysokie napięcie (6,3-10 kilowoltów), a na wyjściu uzyskuje się 220 woltów, wygodniejsze w użyciu w życiu codziennym. Wartość ta jest mierzona między fazami a przewodem neutralnym transformatora, zwanym neutralnym. Zwyczajowo oznacza się to jako napięcie fazowe, w przeciwieństwie do liniowych 380 woltów, mierzonych między każdą z faz.
Transformatory obniżające napięcie trójfazowe tej klasy zapewniają transmisję prądu z lokalnej podstacji za pośrednictwem kabla podziemnego lub linii energetycznej bezpośrednio do użytkownika końcowego. Do tych celów stosuje się specjalny kabel 4-żyłowy w rdzeniu zbrojonym lub przewód powietrzny marki SIP. Za ich pośrednictwem energia elektryczna jest dostarczana bezpośrednio zgodnie z jej przeznaczeniem - do wejściowych urządzeń rozdzielczych obsługiwanych terytoriów i obiektów.
Zgodnie z ich przeznaczeniem, transformatory 3-fazowe dzielą się na następujące klasy:
- urządzenia liniowe (stacyjne);
- specjalne jednostki przetwarzające.
Na szczególną uwagę zasługują trójfazowe transformatory izolujące stosowane do odsprzęgania obwodów elektrycznych i obwodów mocy.
Urządzenia specjalne dzielą się na następujące typy:
- Testuj transformatory. Zwyczajowo włącza się do nich trójfazowe układy autotransformatorów.
- Urządzenia służące do zasilania urządzeń specjalnych: w szczególności spawarki.
- Jednostki transformatorów równoważących.
Pierwsze dwa typy są wykorzystywane do celów badawczych. Transformatory równoważące trójfazowe służą do wyeliminowania nierównowagi faz, która występuje w sieciach elektrycznych z powodu nierównomiernego rozkładu obciążeń.
W elektrotechnice istnieją również opcje dla transformatorów dwufazowych, często stosowanych w obwodach elektronicznych i urządzeniach automatyki. Są one zaprojektowane tak, aby dwa napięcia wyjściowe były przesunięte względem siebie o 90 stopni elektrycznych. Najczęściej takie rozwiązania elektryczne są stosowane w sprzęcie spawalniczym.
Urządzenie transformatorowe
Ze względu na swoją konstrukcję transformatory trójfazowe są konstrukcją prefabrykowaną składającą się z następujących jednostek:
- podstawa wykonana w formie wytrzymałej ramy z tworzywa sztucznego;
- obwód magnetyczny umieszczony w sekcjach ramy;
- zestaw cewek pierwotnych i wtórnych z uzwojeniami drutu;
- panel dystrybucyjny (lutowniczy) z listwami zaciskowymi;
- system chłodzenia wymagany do odprowadzania ciepła z obszaru roboczego.
Każda ze znanych wersji takich urządzeń w takiej czy innej formie zawiera wszystkie wyznaczone węzły. Jednocześnie różnią się sposobem łączenia uzwojeń, a także rodzajem zastosowanego w nich obwodu magnetycznego.Cechy konstrukcyjne poszczególnych modeli znajdują odzwierciedlenie w ich charakterystyce działania, w szczególności wielkości strat w obwodzie magnetycznym i wydajności.
Wyjątkiem jest panel do wylutowywania uzwojeń transformatora, dzięki któremu możliwe jest łączenie grup połączeń w celu uzyskania pożądanej konfiguracji.
Metody łączenia uzwojenia
Główną różnicą między różnymi obwodami transformatora są konfiguracje stosowane podczas ich włączania (metody łączenia uzwojeń). Podczas organizowania scentralizowanego zasilania tradycyjnie stosuje się dwa klasyczne schematy, zwane „trójkątem” i „gwiazdą”. Pierwsza opcja obejmuje sekwencyjne łączenie uzwojeń pierwotnej i wtórnej fazy: koniec jednej cewki jest połączony z początkiem następnej).
Przy stosowaniu schematu „gwiazda” początek wszystkich przewodów fazowych uzwojenia pierwotnego i wtórnego łączy się w jednym punkcie, zwanym neutralnym, a ich końce są podłączone do 3-przewodowej linii obciążenia. W takim przypadku do przesyłania energii elektrycznej wymagany jest kabel zawierający cztery żyły. Po podłączeniu do linii uzwojeń wtórnych transformatora, połączonych w „trójkąt”, używane są tylko trzy rdzenie. Istnieje inna opcja ich włączenia, która nazywa się „połączoną gwiazdą”. Jednak ze względu na rzadkość jego stosowania nie jest brana pod uwagę.
Opcje konfiguracji
Podczas organizowania systemów zasilania możliwe jest kilka kombinacji włączania uzwojenia pierwotnego i wtórnego transformatora trójfazowego. Zestaw akcji przełączania wykonywanych w tym przypadku:
- Uzwojenie pierwotne zaprojektowano jako „gwiazdę”, a wtórne – w formie „trójkąta”.
- Drugie podejście wykorzystuje odwrotną kolejność włączania.
- W trzecim przypadku stosuje się już rozważaną kombinację typu „gwiazda” - „gwiazda” lub wariant z dwoma trójkątami (inna nazwa to delta-delta).
Aby uwzględnić wszystkie metody włączania uzwojenia pierwotnego i wtórnego oraz późniejsze obliczenia parametrów transformatora w elektrotechnice, stosuje się specjalne tabele identyfikacyjne. Zapewniają możliwe kombinacje i kombinacje, których można użyć, jeśli chcesz podłączyć transformator do linii i jak najlepiej go wykorzystać. Sprawność całego systemu zasilania zależy od właściwego doboru tej kombinacji w każdym konkretnym przypadku.
Połączenie równoległe
Równoległe połączenie tych samych uzwojeń wtórnych pozwala na zwiększenie mocy (prądu) na wyjściu urządzenia. W ten sposób możliwe jest zwiększenie wydajności i ładowności obsługiwanej linii.
Korzystając z tego podejścia, musisz wziąć pod uwagę jeden ważny szczegół związany z kolejnością łączenia uzwojeń wtórnych. Aby uzyskać oczekiwane rezultaty, uzwojenia muszą być przełączane w fazie, co oznacza połączenie tego samego typu końców wszystkich trzech cewek w jednym punkcie. W przypadku naruszenia tej zasady napięcie na wyjściu dwóch połączonych uzwojeń niew fazie będzie bliskie zeru (obowiązuje zasada substytucji). Gdy ten błąd zostanie popełniony, gdy transformator jest włączony, jego moc i wydajność są znacznie zmniejszone. Jeśli wtórne sprawdzenie wykaże, że napięcie nie zmieniło się w porównaniu z pojedynczym włączeniem, cewki są w fazie.
Urządzenie przekształtnikowe, zdefiniowane jako transformator trójfazowy 220 do 380 V, można uzyskać poprzez zastosowanie specjalnego obwodu ze wzrostem napięcia wyjściowego. Jego cechą jest obecność jednego uzwojenia pierwotnego i trzech wtórnych, połączonych w „gwiazdę” lub „trójkąt”.
