Принцип работы трансформатора трехфазного: Трехфазные и однофазные трансформаторы: устройство, принцип работы, виды

Содержание

Трехфазные и однофазные трансформаторы: устройство, принцип работы, виды

Преобразование трёхфазной системы напряжения можно реализовать с помощью трёх однофазных трансформаторов. Но при этом будет использован аппарат значительного веса и внушительных размеров. Трехфазный трансформатор лишён этих недостатков, так как его обмотки располагаются на стержнях общего магнитопровода. Поэтому в сетях мощностью до 60 тыс. кВА его применение является оптимальным вариантом.

Назначение трёхфазного трансформатора

Главной функцией трансформаторов является передача электроэнергии на большие дистанции. Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на электростанциях. При передаче электроэнергии появляются потери на нагревание проводов. Их можно уменьшить, снизив силу тока. Для этого необходимо увеличить напряжение таким образом, чтобы его значение находилось в диапазоне от 6 до 500 кВ.

Кратность увеличения зависит от значения передаваемой мощности и расстояния до конечного пункта. Мощность, которая при этом передаётся, зависит от двух параметров: напряжения и силы тока. Главной характеристикой, влияющей на изменение потерь проводов, связанных с нагревом, является значение силы тока. Соответственно для того, чтобы снизить потери на нагревание, необходимо уменьшить силу тока. Уменьшая ток, величину напряжения соответственно нужно увеличивать. Тогда значение мощности, которая передаётся, останется неизменным.

После того как напряжение будет доставлено потребителям, его следует снизить до необходимой величины. Соответственно, основной задачей трёхфазных трансформаторов является повышение напряжения перед передачей электроэнергии и понижение после неё.

Определение и виды прибора

Трехфазный трансформатор — это статический аппарат с тремя парами обмоток. Прибор предназначен для преобразования напряжения при передаче мощности на значительные дистанции.

Классификация по количеству фаз:

  • однофазные;
  • трехфазные.

Однофазные трансформаторы имеют небольшую мощность. Основными областями их применения являются быт и проведение работ специального назначения (сварка, измерения, испытания).

Диапазон мощности трёхфазных трансформаторов варьируется в больших пределах. Поэтому и область их применения весьма разнообразна:

  • для питания токоприёмников специального назначения;
  • для присоединения измерительных приборов;
  • для изменения значения напряжения при испытаниях;
  • для увеличения или уменьшения напряжения при подключении освещения или силовой нагрузки.

Принцип действия

Основой трёхфазного трансформатора являются магнитопровод и обмотки. В каждой фазе присутствует своя повышающая и понижающая обмотка. Так как фаз три, соответственно обмоток шесть.

Между собой они не соединены.

Принцип работы трёхфазного трансформатора, как и однофазного, базируется на законе электромагнитной индукции. При подключении к сети первичной обмотки, в ней начинает протекать переменный ток. Из-за него в сердечнике магнитопровода из стали появляется основной магнитный поток, который охватывает обмотки в каждой фазе. В каждом витке появляется одинаковая по значению и величине электродвижущая сила.

Если количество витков вторичной обмотки меньше, нежели число витков первичной, то на выходе окажется напряжение меньшего значения, чем на входе и наоборот.

Тот факт, что значение электродвижущей силы зависит лишь от количества витков определённой обмотки, подтверждают формулы:

E 1 = 4, 44f 1 Ф W 1

E 2 = 4, 44 f 1 Ф W 2

E 1, Е 2 — значение электродвижущей силы в первичной и вторичной обмотках соответственно, В;

f 1 — частота тока в сети, Гц;

Ф — максимальное значение основного магнитного потока, Вб;

W 1, W 2 — количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Строение трансформатора

Основными частями преобразователя напряжения являются:

  • магнитопровод;
  • обмотки высокого и низкого напряжения;
  • бак;
  • вводы и выводы.

К дополнительной аппаратуре относятся:

  • расширительный бак;
  • выхлопная труба;
  • пробивной предохранитель;
  • приборы для контроля и сигнализации.

Магнитопровод необходим для крепления всех частей аппарата. Он является своеобразным скелетом преобразователя напряжения. Второй его задачей является создание направление движения для основного магнитного потока. В зависимости от особенностей крепления обмоток к сердечнику, магнитопровод трансформатора может быть трёх видов:

  • бронестержневой;
  • броневой;
  • стержневой.

Для изготовления обмоток трансформаторов небольшой мощности используют провод из меди, имеющий прямоугольное или круглое сечение.

Трансформаторное масло является очень важным элементом в аппарате. В маломощных трансформаторах (сухих) его не применяют. При средней и высокой мощности его использование обязательно. У трансформаторного масла две основные задачи:

  • охлаждение обмоток, нагревающихся вследствие протекания по ним тока;
  • повышение изоляции.

Расширительный бак устанавливают в трансформаторах с обмоткой высокого напряжения более 6 кВ и мощностью аппарата выше 75 кВА. Отбирая теплоту у обмоток, трансформаторное масло постепенно нагревается и расширяется. Его излишек попадает в расширительный бак. Функцией расширителя является защита масла от окисления и увлажнения.

В высокомощных трансформаторах трубопровод расширителя снабжён газовым реле и краном, который отсоединяет расширитель от бака в случае необходимости.

Вводы и выводы нужны для присоединения концов обмоток к линиям электропередачи. Находятся они на крышке бака.

Представляют собой стеклянный или фарфоровый изолятор с токопроводящим медным стержнем внутри. К вводам прикрепляют первичную, а к выводам — вторичную обмотку.

На крышке бака расположен переключатель напряжения (анцапфа). С помощью этого устройства можно изменять число подключённых витков обмоток единовременно по трём фазам. Эта манипуляция позволяет повышать или понижать выходное напряжение при необходимости.

Функция выхлопной трубы состоит в предотвращении повреждения бака при возникновении аварийных режимов. В случае пробоя, короткого замыкания, масло стремительно нагревается, и появляются газы. Благодаря наличию выхлопной трубы, бак при значительном давлении не разрывается, а повреждается всего лишь стеклянная мембрана в трубе. При этом масло и газы попадают наружу.

Пробивной предохранитель устанавливают рядом с вводами и выводами. Его цель состоит в защите низковольтных сетей от появления в них высокого напряжения.

Термометрический сигнализатор необходим для контроля над уровнем температуры трансформаторного масла, а также для подачи сигнала при перегреве.

Схемы и группы соединения обмоток

В трёхфазных трансформаторах необходимо соединять между собой первичные обмотки по фазам и вторичные. Существует три схемы соединения:

  • звезда;
  • треугольник;
  • зигзаг.

При соединении обмоток звездой напряжение линейное — между началами фаз — будет в 1,73 раза больше, чем фазное (между началом и концом фазы). При соединении обмоток трансформатора треугольником фазное и линейное напряжения будут одинаковы.

Соединять обмотки звездой более выгодно при высоких напряжениях, а треугольником — при значительных токах. Соединение обмоток зигзагом даёт возможность сгладить асимметрию намагничивающих токов. Но недостатком такого способа соединения является повышенная трата обмоточного материала.

Группа соединения обмоток показывает отставание вектора электродвижущей силы понижающей обмотки от вектора э. д. с. повышающей обмотки. Обозначают группу соединения рядом чисел от 0 до 11.

Потери и коэффициент полезного действия

Трансформатор — вид электрической машины с минимальным количеством потерь. Их число ничтожно мало и составляет 1—2%.

Электрические потери идут на нагревание обмоток аппарата и колеблются прямо пропорционально изменению нагрузки. Магнитные потери появляются из-за перемагничивания сердечника магнитопровода и зависят лишь от значения напряжения, которое подводится к первичной обмотке. Поэтому подключение трансформатора на повышенное напряжение приводит к увеличению магнитных потерь.

Коэффициент полезного действия (КПД) электрической машины являет собой отношение полезной мощности на выходе электрической машины к подводимой на входе. КПД трансформатора принимает максимальное значение при загрузке аппарата на 45—65%.

Трансформаторы специального назначения

Преобразователи напряжения, которые не предназначены для питания осветительной и силовой нагрузки, относятся к специальным трансформаторам.

Они бывают нескольких видов: измерительные, сварочные, автотрансформаторы.

Измерительные преобразователи напряжения

Измерительные трансформаторы применяются для включения приборов измерения в цепи высокого напряжения. Их использование позволяет:

  • расширить границы измерения установок переменного тока;
  • увеличить защиту лиц, обслуживающих аппараты;
  • применять для измерения приборы небольшого размера и веса.

Подразделяются на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Первичная обмотка измерительных трансформаторов подключается в сеть, а к вторичной присоединяются приборы измерения.

Сварочное оборудование

Сварочные трансформаторы снижают напряжение сети (220 В или 380 В) до необходимого 60—70 В. Невысокое напряжение при сварке обеспечивает безопасность лицам, проводящим сварку. Понижение значения напряжения меньше 60 В недопустимо ввиду того, что дуга может попросту не зажечься.

Сварочные трансформаторы не боятся коротких замыканий, так как при этом режиме работы сила тока длительное время удерживается в пределах допустимых значений.

Автотрансформатор с плавным регулированием напряжения

В машинных залах для запуска двигателей большой мощности, а также в лабораториях при проведении различного рода испытаний используются автотрансформаторы.

Основная отличительная черта автотрансформаторов — наличие электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. В понижающих автотрансформаторах этот факт является недостатком, так как при недостаточном соблюдении техники безопасности, при аварийном режиме, поломке прибора, жизнь и здоровье обслуживающего персонала может оказаться под угрозой.

Параллельная работа

Для надёжной работы большого количества токоприёмников недостаточно одного силового трансформатора. Поэтому на подстанциях в работу подключено несколько преобразователей напряжения. Присоединение трансформаторов к группе одних и тех же потребителей, называется параллельной работой. Включать любые преобразователи напряжения на параллельную работу нельзя. Необходимо, чтобы выполнялись некоторые особые требования.

Изобретение трансформатора дало шанс переменному току прочно войти в развитие промышленности и занять своё место в быту и сельском хозяйстве.

Принцип действия трехфазного трансформатора | Русэлт

Трансформаторы – статические электромагнитные аппараты, с помощью которых возможно преобразовать переменный ток из одного класса напряжения в другой, при этом с неизменной частотой.

В энергосистемах трансформатор, который преобразовывает электроэнергию трехфазного напряжения, называют трехфазным силовым. Для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к линиям электропередач (ЛЭП) применяют повышающие трансформаторы (они увеличивают класс напряжения), от ЛЭП к распределительным подстанциям и далее к потребителям – понижающие (они уменьшают класс напряжения).

Конструктивная особенность

Трехфазный трансформатор имеет основу – магнитный сердечник, собранный из трёх ферромагнитных стержней. На стержнях располагаются первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения. Для соединения фаз первичных обмоток применяют схемы «треугольник» либо «звезда». Аналогичным способом соединения выполняются и вторичные обмотки.

На первичную обмотку подаётся электроэнергия из питающей сети, а на вторичную подключается нагрузка. Электроэнергия передаётся за счет электромагнитной индукции. Главная функция магнитопровода – обеспечить между обмотками магнитную связь. Магнитопровод изготавливают из тонких стальных пластин (так называемая, электротехническая листовая сталь). Чтобы сократить потери, стальные листы между собой изолируют, используя оксидную пленку или специальный лак.


Обмотки с магнитопроводом погружаются в бак, в котором находится трансформаторное масло. Оно одновременно выполняет функцию изоляции и охлаждающей среды. Такие трансформаторы называются масляными. Трехфазный трансформатор, у которого в качестве охлаждения и изоляции используется воздух, называют сухим. Недостаток масляных трансформаторов заключается в повышенной пожароопасности.

Принцип работы

Электромагнитная индукция является базовым явлением в работе трансформатора.

Из электрической сети подается питание к первичной обмотке, в ней появляется переменный ток, в магнитопроводе при этом образуется магнитный переменный поток. Как известно из физики, если поместить второй проводник в магнитное поле, в нем также появляется переменный ток. В качестве второго проводника в трансформаторе выступает вторичная обмотка. Таким образом, в ней появляется напряжение.

Разница между первичным и вторичным напряжением зависит от коэффициента трансформации, который определяется числом витков в обмотках.

Все про трехфазные трансформаторы: строение, виды, принцип работы

15. 03.2019

Трехфазный трансформатор это специализированное устройство для изменения величины напряжения в сети трехфазного переменного тока. Главный принцип работы трансформатора основан на эффекте электродвижущей силы (ЭДС) и электромагнитной индукции, что позволяет исключить гальваническую связь между обмотками высокого и низкого напряжения.

Конструктивные особенности

Трехфазные трансформаторы состоят из следующих основных конструктивных частей:

  • Магнитопровод. Обеспечивает место для фиксации обмоток и создает направление для магнитного потока.
  • Обмотка высокого и низкого напряжения. Представляют собой изолированные друг от друга обмотки из меди или алюминия, которые предназначены для создания магнитного потока.
  • Высоковольтные вводы. Обеспечивают безопасный ввод/вывод высокого напряжения на соответствующие обмотки.
  • Низковольтные выводы. Обеспечивают безопасное подключение линий электропередач к обмоткам низкого напряжения.
  • Трансформаторный бак. Является обязательным элементом масляных трансформаторов, который создает все условия для работы магнитопровода с обмотками в трансформаторном масле.
  • Устройство переключения (РПН или ПБН). Специальные устройства для изменения параметров первичной обмотки с целью поддержания стабильной величины напряжения на вторичной обмотке.
  • Приборы контроля и сигнализации. Они обеспечивают безопасный и стабильный режим работы основного электрооборудования, а также оповещение о наличии отклонений.

Схема трехфазного трансформатора подбирается с учетом рабочих параметров электрической сети, требований потребителей электроэнергии и бюджета затрат.

Разновидности

Все трехфазные трансформаторы классифицируют по многочисленным критериям:

  1. Схема соединения обмоток: звезда, треугольник, зигзаг.
  2. Группа соединения обмоток.
  3. Тип подключения трехфазного трансформатора к нейтрали.
  4. Основное назначение: понижающие, повышающие, измерительные, для защиты сети, промежуточные.
  5. Тип изоляции обмоток: масляные, с сухой изоляцией,
  6. Материал для обмоток: медь, алюминий.
  7. Величина номинального напряжения: высоковольтные, низковольтные.
  8. Конструкция магнитопровода: стержневой, броневой, бронестержневой.

Электротехническая компания «ЭЛЕКОМ» реализует широкую номенклатуру трехфазных трансформаторов от зарубежных и отечественных производителей. Мы предоставляем изделия, которые в полной степени соответствуют всем международным стандартам качества.

https://elekom.ru/catalog/silovye-transformatory

Трехфазный силовой трансформатор, назначение трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор – статический аппарат с тремя парами обмоток, предназначенный для преобразования напряжения при передаче электрического тока на дальние дистанции. Такое преобразование можно осуществить с помощью трех однофазных трансформаторов. Но комплексный аппарат имеет значительные габариты и массу. Трехфазный трансформатор свободен от этих недостатков, благодаря тому, что три обмотки расположены на общем магнитопроводе. Трехфазные аппараты успешно применяют в сетях мощностью до 60 кВА.

Назначение трехфазного трансформатора

Главная задача такого аппарата – преобразовать параметры электрического тока таким образом, чтобы потери при нагреве проводов были минимальными. Для решения этой проблемы необходимо снизить силу тока и увеличить значение напряжения до 6-500 кВ, чтобы значение мощности осталось постоянным. После доставки электрического тока потребителю напряжение необходимо снизить до требуемой величины – 380 В. И эту проблему тоже решают трехфазные аппараты.

Также эти устройства применяют для присоединения измерительных приборов, изменения напряжения при проведении испытаний или подключении силовой нагрузки.

Принцип действия и устройство силового трехфазного трансформатора

В конструкцию этого аппарата входят:

  • Магнитопровод. К нему крепятся все части аппарата. Также он служит для создания основного магнитного потока. Магнитопровод может быть стержневым, бронестержневым, броневым.
  • Обмотки. В каждой фазе присутствуют две обмотки – понижающая и повышающая. Обмотки могут соединяться «звездой» или «треугольником» В первом случае линейное напряжение (между началами фаз) в 1,73 раза выше фазного (между началом и концом фазы). При соединении «треугольником» линейное и фазное напряжения одинаковы. Соединение «звездой» эффективно при значительных напряжениях, «треугольником» – при высоких токах.
  • Вводы и выводы. Необходимы для присоединения концов обмоток к ЛЭП. Ввод соединяется с первичной обмоткой, вывод – со вторичной.

В каталоге силовых трансформаторов представлены «сухие» и «масляные» модели. В маломощных трансформаторах охлаждение осуществляется воздушным способом. Такие аппараты называют «сухими». Высокомощные устройства имеют масляное охлаждение, благодаря чему их называют «масляными». Масло не только охлаждает обмотки, которые нагреваются из-за протекания по ним электрического тока, но и повышает изоляционные характеристики.

Принцип действия:

  • При подключении первичной обмотки в сеть в ней начинает протекать переменный .
  • В сердечнике магнитопровода появляется магнитный поток, охватывающий обмотки всех фаз. В каждом витке присутствует ЭДС, равная по направлению и величине.
  • Если количество витков в первичной обмотке больше, чем число витков во вторичной обмотке, то выходное напряжение больше входного. И наоборот.

Силовые сухие трехфазные трансформаторы – особенности эксплуатации и характеристики

В сухих трансформаторах тепло от нагревающихся токоведущих частей отводится воздушным потоком. Такая охлаждающая система эффективна для аппаратов мощностью не выше 4000 кВА и напряжением обмоток высшего напряжения не более 35 кВ. Эти устройства применяются в местах, в которых предъявляются повышенные требования к безопасности обслуживающего персонала и оборудования. Они востребованы на металлургических предприятиях, в нефтяной индустрии, машиностроении, при организации электроснабжения объектов жилого, административного и производственного назначения.

Преимущества сухих трехфазных трансформаторов с выходным напряжением 380 В:

  • Возможность установки в непосредственной близости от людей и оборудования, в любом помещении. Необходимо только предусмотреть защитное ограждение, вентиляционную систему, средства мониторинга.
  • Безопасность. Эти аппараты взрывобезопасны, поскольку элегаз и жидкий диэлектрик отсутствуют.
  • Экологичность. Масляные испарения отсутствуют. Поэтому такие модели разрешены для установки возле дошкольных, учебных, медицинских учреждений.
  • Простота эксплуатации. Необходимо контролировать только основные параметры – температуру обмоток, отсутствие или наличие КЗ.
  • Современные комплектующие. Благодаря им удалось уменьшить габариты и массу аппаратов.

Недостатки моделей «сухого» типа:

  • Чувствительность к условиям окружающей среды – температуре, влажности, запыленности, сейсмическим воздействиям.
  • Отсутствие моделей, рассчитанных на напряжение более 35 кВ и мощность выше 4000 кВА.
  • Вероятность появления микротрещин в обмотке, которые развиваются и становятся причиной выхода устройства из строя и даже его возгорания.

Цены на сухие трансформаторы зависят от мощности аппарата и материала (медь, алюминий), из которого изготовлены обмотки. Также на стоимость влияет исполнение: открытое, защищенное, герметичное.

Трехфазные силовые трансформаторы масляного типа – плюсы и минусы конструкции

Эти аппараты более опасны в эксплуатации, по сравнению с «сухими» аналогами. Отказ от софтолового масла сделал устройства более безопасными и экологичными, но полностью предотвратить возгорания и взрывы этого оборудования пока не удалось. При использовании масляных устройств необходимо специальное обслуживание и постоянный контроль комплекса рабочих параметров, что повышает эксплуатационные расходы. Оборудование сложно транспортировать к месту назначения, поскольку для доставки масла необходима специальная станция.

Преимущества масляных силовых трехфазных трансформаторов:

  • Неприхотливость к условиям окружающей среды.
  • Привычная конструкция для электриков старшего поколения.
  • Отсутствие межвитковых и межслойных замыканий, благодаря теплопроводности масла.
  • Отсутствие вероятности появления микроскопических трещин в обмотках.
  • Наличие моделей, рассчитанных на значительные напряжение (375 кВ и выше) и мощность (40000 кВА и выше).

У обоих видов трансформаторов имеются собственные достоинства и недостатки. Поэтому при выборе конкретного типа оборудования инженеры-электрики учитывают запланированные эксплуатационные условия, требования СНиПов, ГОСТов, ПУЭ, рекомендации изготовителя.

Принципы работы силовых трансформаторов

  1. Главная
  2. Электрические машины
  3. Силовые трансформаторы

Трансформатор нужен для преобразования электрической энергии одного напряжения к электрической энергии другого напряжения. Используется для повышения или понижения напряжения. Нет разницы в понижении или повышении, так как трансформатор является обратимой электрической машиной (возможно преобразование электроэнергии как в большую, так и меньшую сторону). Однако производители выпускают их для определенных целей – или повышающим или понижающим трансом.

На электрической станции турбогенератором вырабатывается электроэнергия с генераторным напряжением, например 15кВ, далее она трансформируется повышающими трансформаторами (описываемые элементы обозначены на схеме) до напряжения линии электропередач (например, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 750кВ). Далее по ЛЭП электроэнергия передается к потребителям и снижается через понижающие трансформаторы до величины 10, 6, 0,4кВ.

Зачем передачу электроэнергии делают на высокие напряжения? Это необходимо для снижения потерь электроэнергии, что достигается увеличением напряжения. Какие бывают трансформаторы

По назначению:

  • самыми распространенными являются силовые трансформаторы различных величин полной мощности, предназначенные для передачи и распространения электроэнергии
  • существуют силовые трансформаторы специального назначения – сварочные, печные
  • трансформаторы тока и напряжения (измерительные и релейные) тоже относятся к трансформаторам
  • испытательные трансформаторы – для подачи высокого напряжения для проверки прочности изоляции
  • а также радиотрансформаторы, импульсные трансформаторы, пик-трансформаторы

Трансформаторы подразделяются на разные виды в зависимости от числа обмоток на двухобмоточные и многообмоточные (одна первичная и одна или несколько вторичных обмоток).

В зависимости от числа фаз – однофазные, трехфазные, многофазные.

По способу охлаждения – масляные, сухие.

Принцип действия трансформатора

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Возьмем для примера двухобмоточный однофазный трансформатор. К первичной обмотке подключается источник переменного тока. Этот ток протекает по обмотке и создает переменный магнитный поток Ф, который пронизывает обмотки трансформатора и изменяясь наводит в них ЭДС. Так как обмотки имеют различное число витков, то и величина ЭДС будет в них различная.

В повышающих трансах вторичное напряжение будет больше первичного, а в понижающих – наоборот. К вторичной обмотке подключается нагрузка и возникает вторичный ток, созданный индуцируемой магнитным потоком ЭДС. Таким образом, в трансформаторе происходит передача электроэнергии из первичной обмотки с напряжением U1 и током I1 во вторичную обмотку с током I2 и напряжением U2 посредством магнитного потока.

Устройство трехфазного силового трансформатора

Основными частями трансформатора являются магнитопровод и обмотка. Магнитопровод собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,3-0,5мм. Изоляция листов представляет собой покрытие лаковой пленкой листа стали с обеих сторон. Магнитопровод разделяется на стержни и ярмо. Стержень это вертикальная часть магнитопровода, на которую насаживается обмотка. Ярмо – это горизонтальная часть, которая замыкает магнитный поток.

Трехфазные трансформаторы чаще всего выполняются с тремя стержнями (стержневой тип), на которых располагаются три обмотки. Соединение стержней и ярма бывает двух видов – стыковое и шихтованное. Стыковое соединение – ярмо и стержни крепятся соединительными деталями, при этом удобно снимать обмотки. При шихтованном соединении – ярмо и стержни собираются листами стали внахлест, в этом случае уменьшается магнитное сопротивление магнитопровода за счет уменьшения воздушного зазора. Также механическая прочность шихтованного соединения выше, чем у стыкового соединения.

Обмотки трансформатора выполняют из медного проводника круглого или квадратного сечения. Изоляцией выступает кабельная бумага или хлопчатобумажная пряжа.

Магнитопровод с баком заземляют, для безопасности на случай обрыва обмотки.

В масляных трансформаторах магнитопровод с обмоткой опускают в бак, залитый трансформаторным маслом. Масло отбирает тепло от обмоток. Характеристики масла выше, чем у воздуха, следовательно, габариты масляного трансформатора и сухого трансформатора одной мощности более выигрышны у масляного трансформатора.

При изменении климатических условий уровень масла может меняться. Происходит это не в баке трансформатора, а в специальном расширителе, который представляет собой сосуд на крышке бака, сообщающимся с ним.

При ненормальных режимах, таких как короткие замыкания, может изменяться давление масла, из-за выделения газов в масле. Для сброса этого давления на трансформаторах используют выхлопную трубу. На верхней части трубы находится стеклянная пластина. При повышении давления пластина разлетается, и давление выходит из трансформатора.

На мощных трансформаторах предусмотрено газовое реле. При повышении давления из-за выброса газов (например, при коротких замыканиях внутри трансформатора) происходит срабатывание реле и идет сигнал на отключение выключателя. После чего трансформатор отключается от сети.

Соединение обмоток с сетью происходит через ввода трансформатора. Они бывают различной конструкции: с главной изоляцией фарфоровой покрышки, конденсаторные проходные изоляторы, с бумажно-масляной, полимерной, элегазовой, маслобарьерной изоляцией.

В трансформаторах встречается возможность изменять число витков обмоток (группы соединения обмоток). Для этих целей используются ПБВ (переключатель числа витков без возбуждения) и РПН (регулирование числа витков под нагрузкой).

Включение трансформаторов на параллельную работу

Стоит отличать данный режим (1 на рисунке ниже – трансформаторы подключены к общим шинам как со стороны ВН, так и со стороны НН) от другого, когда подключение к общим шинам есть только с высокой стороны (2 на рисунке, совместная работа), то есть к секции 10кВ подключены два транса, а с низкой стороны каждый из них питает свою секцию 0,4кВ.

Если отключается один из Т (1 на рис.), то на втором происходит перегрузка, но все механизмы остаются в работе. Если же отключается один из трансов (2 на рис.) – то нагрузка либо отключается, либо переходит на резервный источник питания по АВР.

Ну и естественно расчет схем замещения для данных случаев будет разным:

  • 1 – складываем // сопротивления двигателей, затем складываем // иксы трансформаторов, а затем последовательно первое со вторым
  • 2 – суммируем ветви (двигатель плюс трансформатор), затем полученные иксы складываем параллельно

Далее буду рассматривать только схему под цифрой 1 на рисунке. Для чего же может применятся параллельная работа трансформаторов:

  • повышается надежность, так как при выходе из строя одного из трансов, потребитель не лишается энергии.
  • резервная мощность параллельно включенных трансформаторов будет больше, чем у одного большого
  • при сезонных снижениях нагрузки (зимой больше нагрузки, летом меньше) возможно отключение одного из нескольких. При этом будет обеспечен более экономичный режим работы, так как уменьшаться потери холостого хода

Все плюсы улетучиваются, если установлено два транса по причине нехватки мощности одного из-за роста нагрузки например.

Условия параллельной работы:

  • Равенство номинальных напряжений первичных и вторичных обмоток. Следовательно и одинаковое число витков первичных и вторичных обмоток для всех параллельно работающих трансформаторов. Так же перед включением необходимо проверять положения ПБВ и РПН. Если всё подобрано правильно то не должны возникать уравнительные токи. Они возникают из-за неравенства коэффициентов трансформации и текут даже в режиме холостого хода. Воспользовавшись схемой аналогичной схеме замещения ТТ, можно вывести формулу уравнительного тока:
  • В данной формуле U’, U”; I’, I” – напряжения и токи первого и второго;

    uk1, uk2 – напряжения короткого замыкания в процентах;

    Избавиться от уравнительного тока можно либо переключив устройства регулировки в нужное положение, либо, устроив ремонт, добиться одного числа намотанных витков.

  • Равенство напряжений короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания – такое напряжение, которое необходимо подать в одну из обмоток при замкнутой второй, чтобы в обеих тек номинальный ток. Данное условие необходимо выполнять потому, что отношение uk пропорционально распределению нагрузок и токов.
  • Принадлежность к одной группе присоединения
  • Отношение максимальной мощности к минимальной параллельно работающих трансформаторов должно быть не более 3 к 1. Если отношение мощности будет больше трех, то перегрузка меньшего из Тр может быть больше допустимой и целесообразнее будет вообще его отключить.
  • По ГОСТ 11677-85 ни одна из обмоток не должна быть перегружена током больше допустимого для данной обмотки
  • Если имеется РПН, то окончание переключения ответвлений должно происходить практически одновременно у всей группы. Трансформаторы с РПН мощностью ниже 1000кВА не предназначены для параллельной работы
  • Число параллельно работающих трансформаторов выбирается исходя из условия наименьших суммарных потерь холостого хода и нагрузочных потерь всех машин.

Первичные и вторичные обмотки соединяются параллельно. При отключении одного, на втором Т возникает перегрузка, которая должна быть учтена при отстройке уставки МТЗ.

На // подключенных т мощностью 4 МВА и выше должна устанавливаться ДЗТ. Она производит быстрое и селективное срабатывание, отключая только поврежденное оборудование. В случае с МТЗ, при аварии со стороны НН могут отключиться оба трансформатора за счет равенства выдержек времени.

Для более глубокого погружения в данный вопрос рекомендую прочитать книгу Г.В. Алексенко – Параллельная работа трансформаторов и автотрансформаторов (Трансформаторы, вып. 17) – 1967 года.

Трехфазный трансформатор. Его устройство и схема.

Для трансформирования энергии в трехфазных системах используют либо группу из трех однофазных трансформаторов (именно так и работают мощные однофазные трансформаторы, устанавливаемые на крупных электростанциях), у которых первичные и вторичные обмотки соединяются звездой или треугольником, либо один трехфазный трансформатор с общим магнитопроводом.

Устройство трехфазного трансформатора

Трехфазные трансформаторы могут иметь различные схемы соединения первичных и вторичных обмоток. Все начала первичных обмоток трансформатора обозначают большими буквами: А, В, С; начала вторичных обмоток — малыми буквами: а, Ь, с. Концы обмоток обозначаются соответственно: X, У, Z и х, у, z. Зажим выведенной нулевой точки при соединении звездой обозначают буквой О.

Наибольшее распространение имеют соединения обмоток по схеме «звезда» (Y) и «треугольник» (D), причем первичные и вторичные обмотки могут иметь как одинаковые, так и различные схемы. Если при соединении обмоток «звездой» нулевая точка выводится, то такое соединение называют «звезда c нулем» (Yо).

Самым простым и дешевым из них является соединение обеих обмоток трансформатора звездой (Y/Y), при котором каждая из обмоток и ее изоляция (при глухом заземлении нейтральной точки) должны быть рассчитаны только на фазное напряжение и линейный ток; так как число витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напряжению, то, следовательно, соединение обмоток звездой требует в каждой из обмоток меньшего количества витков, но большего сечения проводников с изоляцией, рассчитанной лишь на фазное напряжение.

Схема трехфазного трансформатора

На рисунке приведено устройство трехфазного трансформатора при соединении обеих обмоток звездой (Y/Y). Такое соединение широко применяют для трансформаторов небольшой и средней мощности (примерно до 1800 кВ-А). Соединение звездой является наиболее желательным для высокого напряжения, так как при нем изоляция обмоток рассчитывается лишь на фазное напряжение. Чем выше напряжение и меньше ток, тем относительно дороже обходится соединение обмоток треугольником.

Соединение обмоток треугольником конструктивно удобнее при больших токах. По этой причине соединение Y/D широко применяется для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низшего напряжения не требуется нейтрального провода.

При трехфазной трансформации только отношение фазных напряжений U/U всегда приближенно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток w1/w2; что же касается линейных напряжений, то их отношение зависит от способа соединения обмоток трансформатора. При одинаковом способе соединения (Y/Y или D/D) отношение линейных напряжений также равно коэффициенту трансформации. Однако при различном способе соединения (Y/D или D/Y) отношение линейных напряжений меньше или больше этого коэффициента в √3 раз. Это дает возможность регулировать вторичное линейное напряжение трансформатора соответствующим изменением способа соединения его обмоток.

§ 8.7. Принцип действия и устройство трехфазного трансформатора

Трансформация напряжения в трехфазных сетях может произ­водиться либо при помощи трех однофазных трансформаторов, со­единенных между собой в трансформаторную группу (рис. 8.16), либо посредством одного трехфазного трансформатора.

Трехфазный трансформатор состоит из трехстержневого сердеч­ника с обмотками высшего и низшего напряжений (рис. 8.17).

Трехфазные обмотки трансформа­торов как первичная, так и вто­ричная могут быть соединены в треу­гольник или в звезду.

Обмотки высшего напряжения всегда выгодно соединять в звез­ду, так как в этом случае фазные обмотки рассчитываются на фаз­ное напряжение, в раза меньше линейного, что облегчает изо­ляцию обмоток. Наоборот, обмотки низшего напряжения выгодно соединять в треугольник, так как при этом соединении фазный ток в раза меньше линейного, что при больших нагрузках весьма существенно.

В табл. 8.1 даны отношения линейных напряжений при различ­ном соединении обмоток.

Наиболее распространенные способы соединения первичной и вторичной обмоток даны в табл. 8.2 в соответствии с ГОСТ 401-41. различные схемы соединения обмоток ВН и НН характеризуются смещением относительно друг друга векторов первичных и вто­ричных линейных э. д. с. У гол смещения векторов обозначается циф­рами от 1 до 12, которые входят в условное обозначение группы соединений обмоток. Каждая порядковая цифра соответствует уг­ловому смещению в 30° и при ее умножении на 30 дает угол смеще­ния в градусах.

В основу цифровых обозначений .углов смещения положен часо­вой циферблат. Вектор э. д. с. обмотки низшего напряжения со­ответствует часовой стрелке, а вектор э. д. с. обмотки высшего на­пряжения — минутной. Совпадение по фазе векторов э. д. с. мо­жет быть лишь при условии, что обе обмотки трансформатора (ВН и НН) имеют одинаковые схемы соединения, например, звезда — звезда, намотаны в одну сторону и имеют одинаковое обозначение зажимов. В этом случае угол сдвига фаз между векторами э. д. с. равен нулю (а=0) и трансформатор принадлежит к группе 12 (а=30°Х12=360°). Векторы э. д. с. первичной и вторичной обмоток совпадут по направлению подобно стрелкам часов, совпадающих на цифре 12.

Если вторичную обмотку намотать в обратном направлении от­носительно первичной или поменять местами у одной из обмоток ее начало и конец, то между векторами э. д. с. создастся сдвиг фаз 180° (30° X 6), и трансформатор будет иметь группу соединений 6 (Y/Y — 6). У однофазного трансформатора возможны только эти две группы соединений — 12 и 6.

У трехфазных трансформаторов группа соединений определяет­ся углом сдвига фаз между линейными значениями э. д. с. E1 и Е2. Всего может быть получено 12 групп соединений. Так, при соединении обмоток ВН и НН по схеме Y/, одинаковом направ­лении их намотки и обозначении зажимов векторы линейных э. д. с. E2 сдвинуты относительно векторов линейных э. д. с. E1 на угол 330° (по направлению часовой стрелки) и группа соединений будет 11 (30° X 11=330°).

При встречной намотке обмоток ВН и НН или перемене местами начал и концов одной из обмоток получается группа 5(30°X5=150°).

. Основными группами соединений являются 12 для схемы соединений обмоток Y/Y и 11 для схемы соединений Y/.

Способы соединения обмоток трансформаторов зависят в основ­ном от характера нагрузки. Так, соединение Y/Y0-12 приме­няется при смешанной осветительно-силовой нагрузке. Трехфазные силовые потребители (электродвигатели, электронагревательные установки) включаются на линейное напряжение 380 (или 220) в, а осветительные потребители — на фазное напряжение 220 (или 127) в.

Когда вторичное линейное напряжение выше 400 в, применяется соединение обмоток Y/-11. Для передачи электрической энер­гии на дальние расстояния применяется соединение Yo/-11, что позволяет делать заземление системы на стороне высшего на­пряжения.

Трехфазный трансформатор

– конструкция и принцип работы


Обычно вырабатывается трехфазная мощность от 11 кВ до 33 кВ. Передача генерируемой энергии к центрам нагрузки осуществляется при более высоких напряжениях от 132 кВ до 400 кВ (или 700 кВ). Для передачи (передающей стороны) генерируемой 3-фазной мощности при таких более высоких напряжениях необходимо иметь повышающий 3-фазный трансформатор.

Затем, в центрах нагрузки, передаваемая трехфазная мощность должна быть понижена до 33 кВ, 11 кВ, 440 В или 230 В и распределена между различными потребителями.Для повторного распределения электроэнергии необходим трехфазный понижающий трансформатор.

Раньше трехфазный трансформатор конструировали путем соответствующего соединения трех однофазных трансформаторов. Но в настоящее время вместо использования трех разных однофазных трансформаторов целые первичные и вторичные обмотки трех трансформаторов объединены в единую структуру сердечника. Эта конструкция приобретает все большую популярность из-за ее лучшего дизайна и изготовления, а также лучшего знакомства с работой.Давайте посмотрим на конструкцию 3-х фазного трансформатора.

Строительство трехфазного трансформатора:


Подобно однофазному трансформатору, сердечник трехфазного трансформатора выполнен в виде сердечника или оболочки. Обмотки НН и ВН трех фаз размещены на трех концах сердечника.

Трехфазный трансформатор с сердечником:

В трехфазном трансформаторе с сердечником сердечник разделен на три ветви, каждая из которых несет как высоковольтные, так и низковольтные обмотки трех фаз.Поток, создаваемый первичными ампер-витками, будет связан вторичными обмотками. Первичная и вторичная обмотки каждой фазы на каждом плече размещаются таким образом, чтобы обмотка низкого напряжения была размещена над концом сердечника, а обмотка высокого напряжения – на обмотке низкого напряжения. Основная причина размещения обмотки низкого напряжения рядом с сердечником или ближе к нему – это низкий уровень необходимой изоляции для изоляции обмотки низкого напряжения от сердечника, как показано ниже.

Три плеча сердечника трехфазной обмотки разнесены на 120 °.В трехфазном трансформаторе с сердечником в любой момент одна ветвь из трех будет действовать как обратный путь для магнитного потока двух других ветвей. Вышеуказанное представляет направление и величину потоков в конкретный момент. Видно, что сумма потоков в двух краях (направление вниз) равна потоку в одном плече (направление вверх), которое действует как обратный путь.

Трехфазный трансформатор с оболочкой:

Трехфазный трансформатор с кожухом можно комбинировать с тремя однофазными трансформаторами с кожухом, как показано на рисунке ниже.


Корпусная конструкция сердечника трехфазного трансформатора используется реже. Он состоит из пяти ветвей, сердечник которых окружает обмотки на трех ветвях. Две другие ветви (между фазами) удерживают три ветви как единое целое, а также обеспечивают обратный путь для потоков. Вся конструкция аналогична, когда три однофазных трансформатора ставятся рядом. По сравнению со структурой типа сердечника каждая фаза имеет свой независимый магнитный контур и обратный путь для магнитного потока.Следовательно, три фазы более независимы в конструкции типа оболочки.

Вся конструкция сердечника (типа сердечника или оболочки) с обмотками размещается внутри бака трансформатора, заполненного маслом. Соединения обмоток трех фаз выполняются внутри бака трансформатора. Клеммы первичной и вторичной обмоток трех фаз выводятся из резервуара через вводы для внешних подключений. Наиболее часто используемые соединения обмоток трехфазного трансформатора:


Принцип работы трехфазного трансформатора:


Основной принцип работы трехфазного трансформатора такой же, как и у однофазного трансформатора i.е., по взаимной индукции. Переменное питание подается на первичные обмотки и индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. Величина наведенной ЭДС зависит от количества витков вторичной обмотки (может быть повышающий или понижающий трансформатор).


Преимущества трехфазного трансформатора:

Преимущества трехфазного трансформатора перед тремя однофазными трансформаторами:
  • Трехфазный трансформатор имеет значительно меньший вес.
  • Трехфазный трансформатор занимает меньшую площадь.
  • Трехфазный трансформатор стоит на 15% меньше, чем три однофазных трансформатора одинаковой мощности.
  • Необходимо использовать только один блок (трехфазный трансформатор).
  • Шины, распределительное устройство и защитное оборудование для одиночного трансформатора меньше, что делает агрегат более экономичным.

Недостатки трехфазного трансформатора:

В трехфазном трансформаторе три обмотки трех фаз образуют один блок. Это приводит к отключению всего трансформатора в случае неисправности любой из фаз, и его можно заменить или отремонтировать.Но в случае трех однофазных трансформаторов неисправный фазный трансформатор изолируется, и система может работать в разомкнутом треугольнике с пониженным КПД.

Также проверьте – Подключение обмоток 3-фазного трансформатора.

Трехфазный трансформатор

– принцип работы и устройство

Трехфазная система используется для выработки, передачи и распределения электроэнергии. Он генерирует электроэнергию в больших масштабах для удовлетворения потребностей промышленности и коммерческих предприятий.Три идентичных однофазных трансформатора соединены соответствующим образом или объединены на одном сердечнике, образуя трехфазную систему. В зависимости от потребностей промышленности повышающие и понижающие трансформаторы используются для выработки, передачи и распределения электроэнергии. Строительство блока трехфазного трансформатора экономично, поскольку требует меньшего расхода материала по сравнению с соединением трех отдельных однофазных трансформаторов. Кроме того, трехфазная система передает мощность переменного тока вместо постоянного тока и проста в сборке.


Что такое трехфазный трансформатор?

Как известно, однофазный трансформатор – это устройство, способное передавать электрическую энергию из одной цепи в одну или несколько цепей на основе концепции взаимной индукции. Он состоит из двух катушек – первичной и вторичной, которые помогают преобразовывать энергию. Первичная катушка подключена к однофазной сети, а вторичная – к нагрузке.

Точно так же трехфазный трансформатор состоит из трех первичных обмоток и трех вторичных обмоток и представлен как трехфазный или трехфазный.Трехфазная система может быть построена с использованием трех отдельных идентичных однофазных трансформаторов, и такой трехфазный трансформатор известен как группа из трех трансформаторов. С другой стороны, трехфазный трансформатор может быть построен на одном сердечнике. Обмотки трансформатора можно соединять по схеме «треугольник» или «звезда». Работа трехфазной системы аналогична работе однофазного трансформатора, и они обычно используются на электростанциях.

Конструкция трехфазного трансформатора

Схема трехфазного трансформатора представлена ​​на рисунке ниже.

Схема трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор отдельного блока широко используется, поскольку он легче, дешевле и занимает меньше места, чем группа из трех однофазных трансформаторов. Конструкция трехфазного трансформатора бывает двух типов: сердечника и оболочки.

Конструкция сердечника

В конструкции этого типа имеется три сердечника и два ярма. Каждый сердечник имеет первичную и вторичную обмотки, намотанные по спирали, как показано на рисунке.Каждая ветвь сердечника несет обмотки как высокого, так и низкого напряжения. Сердечник ламинирован для минимизации потерь на вихревые токи на сердечнике и ярме. Поскольку обмотку низкого напряжения (LV) легче ламинировать, чем обмотку высокого напряжения (HV). Обмотки НН располагаются рядом с сердечником с соответствующей изоляцией и масляными каналами между ними, тогда как обмотки ВН размещаются над обмотками НН с соответствующей изоляцией и масляными каналами между ними.

Трансформатор с сердечником
Трансформатор с оболочкой

Трехфазный трансформатор оболочечного типа, как правило, состоит из трех отдельных однофазных трансформаторов.Три фазы трансформатора с оболочкой независимы от трансформатора с сердечником, при этом каждая фаза имеет индивидуальную магнитную цепь. Эти магнитные цепи параллельны друг другу, и поток, индуцируемый каждой обмоткой, синфазен. Трансформатор кожухового типа более предпочтителен, так как форма волны напряжения меньше искажается.


Трансформатор корпусного типа

Работа трехфазных трансформаторов

На рисунке ниже показан трехфазный трансформатор, в котором три сердечника расположены под углом 120 ° друг от друга.Этот рисунок упрощен, чтобы показать только первичные обмотки и их подключение к трехфазному источнику питания. Как только трехфазный источник питания возбуждается, токи IR, IY и IB переносятся по первичным обмоткам и, таким образом, индуцируют потоки ɸR, ɸY и ɸB индивидуально в каждом сердечнике. Центральная опора будет нести сумму всех потоков, а центральная опора объединит все опоры сердечника.

Например, если сумма токов IR + IY + IB равна нулю в трехфазной системе, тогда сумма всех трех потоков также становится равной нулю, в результате чего центральная ветвь не несет потока.Следовательно, удаление центральной стойки не влияет на другие условия трансформатора.

Работа трехфазного трансформатора

Подключение трехфазного трансформатора

Различные варианты подключения трехфазного трансформатора описаны ниже.

Первичная конфигурация

Вторичная конфигурация

звезда

звезда

звезда

Дельта

Дельта

звезда

Дельта

Дельта

Конфигурации “звезда” и “треугольник” применяются для трехфазных трансформаторов, поскольку соединения “звезда” обеспечивают возможность подачи нескольких напряжений, тогда как конфигурации “треугольник” обеспечивают высокую надежность.Фазовая диаграмма звезды и дельты приведена ниже. Для соединения звездой должны быть связаны либо все отрицательные, либо все положительные точки обмоток. Однако при соединении треугольником полярности обмотки подключаются обратным образом. Разность фаз между любыми двумя фазами составляет 120 °.

Фазовые обмотки
Соединение звезда-звезда

Схема трансформаторов, подключенных по схеме Y-Y, показана ниже. Он может обслуживать как однофазные, так и трехфазные нагрузки. В связи с этим все обмотки, заканчивающиеся точками, подключаются к фазам A, B и C, в то время как концы без точек соединяются, чтобы стать центрами конфигурации «Y».

Соединение звезда-звезда
Соединение звезда-треугольник

Соединение Y-треугольник, показанное на рисунке ниже, показывает, что вторичные обмотки (которые находятся внизу на рисунке) соединены в цепь. Обмотки с точечным соединением на одной стороне соединяются с неточечным соединением на другой стороне, образуя петлю «Дельта».

Соединение звезда-треугольник
Соединение треугольник-звезда

Подключение Delta-Y показано на рисунке ниже. Этот тип конфигурации позволяет вторичной обмотке, соединенной звездой, подключать несколько напряжений, например между фазой или нейтралью.Поскольку конфигурация треугольник-звезда представляет собой сдвиг фазы на 30 ° между первичной и вторичной обмотками, ее нельзя использовать для параллельного подключения с конфигурациями треугольник-треугольник и Y-Y.

Соединение “треугольник”
Соединение “треугольник”

Схема соединения треугольник-треугольник показана ниже. Эти соединения могут быть выполнены с помощью трех одинаковых однофазных трансформаторов или одного трехфазного трансформатора. Конфигурация дельта-дельта предпочтительна из-за присущей ей надежности.

Соединение треугольником

Преимущества / недостатки трехфазного трансформатора

Преимущества и недостатки трехфазного трансформатора обсуждаются ниже.

Преимущества трехфазного трансформатора

  • Требуется меньше места для установки, и ее проще установить
  • Меньший вес и уменьшенный размер
  • Повышенная эффективность
  • Низкая стоимость
  • Низкая стоимость перевозки

Недостатки трехфазного трансформатора

  • Весь блок отключается в случае неисправности или потери в любом из блоков трансформатора, поскольку общий сердечник используется всеми тремя блоками.
  • Стоимость ремонта выше
  • Стоимость запасных частей высока

Часто задаваемые вопросы

1).Упомяните области применения трехфазного трансформатора

.

Трехфазные трансформаторы используются в электрических сетях, силовых трансформаторах и в качестве распределительных трансформаторов

2). Какие бывают типы трехфазного трансформатора?

Четыре типа трехфазных трансформаторов включают в себя: треугольник-треугольник (Dd), звезда-звезда (Yy), звезда-треугольник (Yd) и треугольник-звезда (Dy)

3). Что произойдет, если трехфазный двигатель потеряет фазу?

Если трехфазный двигатель теряет фазу во время работы, двигатель продолжает работать с меньшей скоростью и испытывает вибрации.Ток также резко возрастает в других фазах, что приводит к внутреннему нагреву компонентов двигателя.

4). При каких условиях треугольник / звезда работает удовлетворительно?

Соединение звезда-треугольник удовлетворительно работает с большими несимметричными и сбалансированными нагрузками. Он может обрабатывать составляющие третьей гармоники из-за циркулирующих токов в треугольнике.

5). Что такое фазовый сдвиг для соединения Wye-Wye?

Фазовый сдвиг 0 градусов.

Хотя однофазный трансформатор предпочитается в большинстве отраслей промышленности, он не подходит для крупных распределительных сетей. Поэтому 3-фазные системы используются в крупных отраслях промышленности для производства электроэнергии в больших масштабах.

В этой статье мы обсудили различные преимущества и несколько недостатков трехфазного трансформатора. Мы также сосредоточились на трехфазном трансформаторе, его конструкции и различных конфигурациях. Вот вам вопрос, какова функция трехфазного трансформатора?

Устройство и принцип действия 3-х фазного трансформатора

Силовой трансформатор – важное оборудование в электрической системе.Он используется для передачи и распределения электроэнергии для потребления. У вас должна быть машина с достаточно большой мощностью, чтобы удовлетворить потребности в передаче энергии на большие расстояния. Вот почему родился трехфазный трансформатор.

Итак, что такое трехфазный трансформатор? И что это за структура? Давайте рассмотрим статью ниже.

Содержание

1. Что такое трехфазный трансформатор?

2. Устройство и принцип действия трехфазного трансформатора

а.Устройство 3-х фазного трансформатора

г. Принцип действия 3-х фазного трансформатора

3. Некоторые типы 3-х фазных трансформаторов

а. Трансформатор трехфазный закрытый

г. Трансформатор трехфазный открытый

г. Сухой трансформатор

4. Прейскурант на трансформаторы трехфазные

1. Что такое трехфазный трансформатор?

Трехфазный трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для передачи энергии или передачи переменных электрических сигналов между цепями посредством явления электромагнитной индукции Фарадея .

Трехфазные трансформаторы играют важную роль в системе передачи электроэнергии. Это оборудование в основном используется в промышленных целях для выработки, передачи и распределения электроэнергии. Трехфазные трансформаторы используются и устанавливаются в местах, потребляющих очень большое количество электроэнергии, таких как здания, квартиры, больницы, электростанции и т. Д.

2. Устройство и принцип действия трехфазного трансформатора

а.Конструкция трехфазного трансформатора

В состав трехфазного трансформатора входят 3 основных компонента:

  • Стальной сердечник – один из основных компонентов трехфазного трансформатора. Стальной сердечник трехфазного трансформатора имеет три магнитных столба для наматывания провода и магнит для замыкания магнитной цепи. Стальной сердечник машины изготовлен из листов электротехнической стали, с двух сторон покрыт изоляционной краской и собран вместе в цилиндрическую форму.
  • Трехфазная обмотка машины имеет шесть изолированных медных обмоток, намотанных вокруг цилиндра. Обмотка используется для приема и передачи энергии во время работы машины.
  • Корпус трансформатора
  • также очень важен, помогая защитить и поддерживать срок службы трансформатора. Обычно корпус трехфазного трансформатора изготавливается из пластика, железа, стали и т. Д., В зависимости от конструкции машины и каждого производителя трехфазного трансформатора, они будут иметь разную конструкцию.

Внутри трехфазного трансформатора

б. Принцип действия трехфазного трансформатора

Принцип работы трехфазного трансформатора очень прост, трехфазные трансформаторы будут работать на основе двух физических явлений:

+ Электрический ток течет через генерируемый провод Магнитное поле

+ Изменение магнитного потока в катушке проводника создает индуцированное напряжение
Когда вы поймете принцип работы машины, вы быстро поймете порядок работы и принципы, обеспечивающие эффективную работу трехфазных трансформаторов и правильную мощность устройства.

3. Некоторые типы трехфазного трансформатора

Обычно трансформаторы классифицируются по классам напряжения, используемому сердечнику, компоновке и расположению обмотки. Ниже мы перечисляем наиболее часто используемые трехфазные трансформаторы на рынке сегодня:

  • Герметичный трехфазный трансформатор
  • Трехфазный трансформатор открытого типа
  • Сухой трехфазный трансформатор

а.Трехфазный трансформатор закрытого типа

Трехфазный трансформатор герметичного типа, охлаждаемый расширительными лопастями. Когда температура в VH высока, эти лопасти расширяются; воздух, идущий непосредственно через лопасти, помогает машине охладиться.

Трехфазный трансформатор закрытого типа

б. Трехфазный трансформатор открытого типа

Трехфазный трансформатор открытого типа имеет цикл охлаждения через дополнительный масляный бак и лопасти вентилятора.Разница между открытым и герметичным типом заключается в дополнительном масляном баке.

Трехфазный трансформатор открытого типа MBT

г. Сухой трансформатор

Сухие трансформаторы, также известные как трансформаторы из литого пластика, представляют собой трансформаторы с катушками, покрытыми эпоксидной смолой. В отличие от обычных трансформаторов, обмотки и магнитопроводы сухого трансформатора находятся под давлением воздуха. Сухие трансформаторы были созданы, чтобы преодолеть недостатки масляных трансформаторов.Сухие трансформаторы используются в особых условиях, таких как сильное загрязнение окружающей среды, влажность воздуха выше 95%, температура окружающей среды до – 25 ºC.

MBT – Сухой 3-х фазный трансформатор

Статьи по теме:

Что такое силовой трансформатор? https://diasureplus.com/

Назначение трансформатора

4.Прейскурант на трехфазные трансформаторы

Трехфазный трансформатор является флагманским продуктом Акционерного общества электротехнического оборудования MBT (MBT) . Наша компания гордится тем, что является ведущим производителем и поставщиком престижных распределительных трансформаторов во Вьетнаме с более чем 20-летним опытом в области исследований и производства трансформаторов с командой сотрудников. Сотрудники компании обладают высокой квалификацией; рынок высоко оценил современное технологическое оборудование и станки, продукцию и услуги компании.


Имея четыре завода площадью более 20000 м2, MBT предлагает полную линейку продукции, включая однофазные трансформаторы, 3-фазные масляные трансформаторы закрытого типа, трансформаторы открытого типа, сухие трансформаторы и т. Д. На сегодняшний день количество трансформаторов объем экспортированных на рынок ОБТ достиг более 50 000 единиц. Кроме того, существуют другие продуктовые линейки, такие как распределительные щиты среднего и низкого напряжения, киоски, одноколоночные интегрированные электростанции, стабилизаторы напряжения, реакторы переменного и постоянного тока и т. Д…


С девизом бизнеса: «Качество питает надежность» – обращаясь в MBT, клиенты всегда получат высококачественную продукцию, разумные цены, самые быстрые сроки доставки и лучшее гарантийное обслуживание.

Немедленно свяжитесь с +84913 006 538 или по электронной почте: [адрес электронной почты защищен] для бесплатной консультации и поддержки и получения наиболее выгодного предложения.

Цепь

, принцип работы и преимущества

В эту индустриальную эпоху трансформатор стал решающим изобретением, поскольку он служит требованиям и потребностям многих отраслей промышленности.Суть трансформатора полностью заключается в его преобразовании энергии. Основываясь на принципе электромагнитной индукции, Фарадей расширил эту концепцию до трансформатора, и даже это устройство работает почти по тому же принципу. Итак, первичный вид трансформатора, который был изобретен в индукционной катушке. Принимая во внимание, что первые трансформаторы переменного тока эволюционировали в 1870 году, и в дальнейшем изобретение расширяется, позволяя выпускать различные типы трансформаторов, такие как однофазные, двухфазные, трехфазные трансформаторы и многие другие.Эта статья в основном посвящена объяснению трехфазного трансформатора.

Что такое трехфазный трансформатор?

Определение: Это своего рода трехногий трансформатор с жестким сердечником. Каждая из ветвей имеет свои собственные соединения первичной и вторичной обмоток. Здесь большая часть мощности рассеивается в виде трехфазного переменного тока. В общем, генераторы с силовой структурой вырабатывают электричество за счет вращения трех обмоток или катушек при поддержке магнитного поля.Все три обмотки расположены под углом 120 градусов между каждой. При вращении катушки мощность будет рассеиваться и передаваться на три линии. Должно быть правильное расположение обмоток, чтобы синхронизироваться с принимающей мощностью и, таким образом, обеспечивать точные уровни полярности и фазировки. В основном он используется для передачи электроэнергии. Они используются либо для минимизации, либо для максимизации уровней напряжения, необходимых для передачи энергии. Схема трехфазного трансформатора представлена ​​как:

трехфазный трансформатор

Конструкция трехфазного трансформатора

Конструкция трехфазных трансформаторов может выполняться как сердечником, так и оболочкой.Как правило, он создается с использованием магнитного сердечника как для первичной, так и для вторичной обмотки. А в трансформаторе с сердечником подключены три однофазных трансформатора с сердечником. А также в трансформаторе кожухового типа подключаются три однофазных трансформатора кожухового типа.

В трехфазном трансформаторе с сердечником часть сердечника состоит из трех ветвей и двух частей ярма, которые создают между ними магнитный путь. Для каждой части конечности обе обмотки намотаны концентрически.Чаще всего в качестве обмоток используются цилиндрические катушки, и каждая из обмоток однофазной обмотки намотана на каждую ногу. В состоянии равновесия магнитный поток в каждой фазе ветви достигает нуля. Таким образом, в общих сценариях возвратный этап не требуется. В то время как в нестабильном сценарии будет движение расширенного тока, и поэтому лучше всего использовать три однофазных трансформатора.

рабочий

Работа трехфазных трансформаторов может быть объяснена как сценарий, в котором взаимная индукция между первичной и вторичной обмотками соединена через магнитный поток.Обычно трансформатор состоит из двух индуктивных катушек и двух обмоток. Эти индукционные катушки разделены электрически, а соединены магнитным способом. Когда источник питания переменного тока пропускается через первичную обмотку, происходит создание магнитного потока через обмотку. Чтобы установить соединение с вторичной обмоткой, часть сердечника показывает магнитный путь для магнитного потока. Количество магнитного потока, связанного со вторичной обмоткой, называется основным потоком или полезным потоком, в то время как количество потока, которое не связано, называется потоком рассеяния.Поскольку будет альтернативный вид генерации потока, ЭДС будет создаваться во вторичной обмотке в соответствии с законом Фарадея. И эта наведенная ЭДС определяется как взаимно развивающаяся ЭДС.

Когда вторичная обмотка представляет собой замкнутый контур, через нее будет протекать взаимно индуцированный ток, и таким образом происходит передача энергии от одной к другой. Это объясняет поток преобразования энергии от одного контура к другому.

Подключение трехфазного трансформатора

Подключения трехфазного трансформатора будут различаться в зависимости от способа подключения первичной и вторичной обмоток.В зависимости от типа подключения уровни напряжения и тока будут различаться. Возможные способы соединения этих двух обмоток:

  • Звезда-Дельта
  • Дельта-Дельта
  • Дельта-Стар
  • Звезда-Звезда
Звезда-треугольник

Этот тип подключения в основном используется для минимизации уровней напряжения и применяется в основном на оконечных радиовещательных подстанциях. Здесь первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка – треугольником.Центральная точка со стороны первичной обмотки в основном заземлена. Линейное напряжение первичной и вторичной обмоток в √3 раза больше коэффициента трансформации. В этом типе подключения стабильное трехфазное напряжение получается либо на низковольтном, либо на вторичном уровне, а в случае нестабильности ток протекает на высоковольтной или первичной стороне. Схема подключения следующая:

соединение звезда-треугольник

Дельта-Дельта

Здесь источник питания соединен треугольником вместе с первичной и вторичной обмотками, а вторичная сторона требует максимального тока с одним напряжением.В основном это реализовано для трехфазных двигателей. Между напряжениями обеих обмоток существует 0 0 разность фаз. Здесь трехфазные напряжения поддерживают хорошую стабильность даже в условиях несбалансированной нагрузки, что обеспечивает сбалансированную нагрузку. Здесь ни один из вышедших из строя трансформаторов не окажет влияния на другой. Схема подключения следующая:

соединение дельта-треугольник

Дельта-Стар

Этот тип подключения в основном используется для максимизации уровней напряжения и применяется в основном в высоковольтных радиовещательных системах.Здесь первичная обмотка соединена треугольником, а вторичная обмотка – звездой, что позволяет использовать 3 четырехфазных провода на вторичной обмотке. Уровни напряжения между первичной и вторичной обмотками находятся в соотношении 1: √3. В связи с этим также могут быть получены двойные уровни напряжения. Можно достичь минимальных уровней однофазного напряжения, если прокладка проводки проходит между землей и фазой. В то время как максимальные уровни однофазного напряжения достигаются, когда проводка выполняется между двумя фазами.Между напряжениями обеих обмоток существует разница фаз в 30 градусов. Схема подключена, как показано ниже:

треугольник-звезда в трехфазном трансформаторе

Star-Star

Здесь обе обмотки соединены звездой, и на выходе 30 0 разность фаз между обмотками. Точные результаты в этой связи можно получить только тогда, когда нагрузка находится в сбалансированном состоянии. В то время как в нестабильном состоянии изменение нейтральной точки приводит к разным уровням фазного напряжения.Недостатком этого является то, что способ подключения создает помехи в линиях связи и, следовательно, потому, что телефонные линии не могут работать параллельно. Итак, звезда-звезда не получила широкого распространения в приложениях. Схема подключена, как показано ниже:

звезда-звезда в трехфазном трансформаторе

Преимущества / недостатки трехфазного трансформатора

Некоторые преимущества этого типа трансформатора следующие:

  • Конструкция проста и удобна в обращении
  • Обеспечивает максимальную эффективность
  • Чтобы обеспечить такие же номинальные значения кВА, потребуется минимум материала сердечника, чем у трех однофазных трансформаторов.
  • Это настолько экономично, что можно реализовать любой вид бизнеса

Недостатки

  • Совместное использование материала сердечника приводит к тому, что отказ одной фазы приводит к отказу всех остальных фаз
  • Металлические детали легко нагреваются, что может привести к повреждению всего устройства, а при попытке охлаждения произойдет уменьшение емкости.
  • Требуемая стоимость ремонта прибора высока

Часто задаваемые вопросы

1).Какие самые передовые виды трансформаторов?

Трансформаторы повышающие и понижающие

2). Каковы основные области применения трехфазного трансформатора?

В основном они используются в электрических сетях, распределительных сетях и силовых трансформаторах.

3). В чем разница между однофазным и трехфазным?

Один провод необходим для соединения всей цепи в одной фазе, тогда как для трех фаз требуется три провода, и уровни выходного напряжения будут варьироваться.

4). Что определяет RYB в трехфазном контексте?

RYB соответствует красному, желтому и синему, где каждая фаза имеет угловое изменение 120 0 .

5). Что происходит при обрыве нулевого провода?

Произойдет утечка электричества и вызовет поражение электрическим током.

Наконец, это все о концепции трехфазного трансформатора. Помимо этого, существует несколько видов трансформаторов в зависимости от потребности в отрасли, типа питания, требований к использованию и уровней напряжения.Итак, все зависит от собственных мыслей, чтобы выбрать соответствующий вид и добиться успеха за счет его преимуществ. Знаете, какие еще виды трехфазных трансформаторов?

Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор более экономичен для питания больших нагрузок и распределения большой мощности. Несмотря на то, что большая часть используемого оборудования подключена к однофазным трансформаторам, они не являются предпочтительными для распределения большой мощности с точки зрения экономии.

Трехфазное питание используется почти во всех областях электроэнергетической системы, таких как производство, передача и распределение электроэнергии, а также все промышленные секторы снабжены или подключены к трехфазной системе. Поэтому для повышения (или увеличения) или понижения (или уменьшения) напряжений в трехфазных системах используются трехфазные трансформаторы. По сравнению с однофазным трансформатором, у трехфазного трансформатора есть многочисленные преимущества, такие как меньший размер и вес при такой же мощности, лучшие рабочие характеристики и т. Д.

Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор

Трехфазные трансформаторы используются для повышения или понижения высокого напряжения на различных ступенях системы передачи энергии. Электроэнергия, вырабатываемая на различных генерирующих станциях, имеет трехфазный характер, а напряжения находятся в диапазоне от 13,2 кВ или 22 кВ. Чтобы уменьшить потери мощности на стороне распределения, мощность передается при несколько более высоких напряжениях, например 132 или 400 кВ. Следовательно, для передачи энергии при более высоких напряжениях используется трехфазный повышающий трансформатор для увеличения напряжения.Также в конце передачи или распределения эти высокие напряжения понижаются до уровней 6600, 400, 230 вольт и т. Д. Для этого используется трехфазный понижающий трансформатор.

Трехфазный трансформатор может быть построен двумя способами; блок из трех однофазных трансформаторов или один блок из трехфазного трансформатора.

Первый построен путем подходящего соединения трех однофазных трансформаторов, имеющих одинаковые номинальные характеристики и рабочие характеристики. В этом случае, если неисправность происходит в одном из трансформаторов, система по-прежнему сохраняет пониженную мощность за счет двух других трансформаторов с разомкнутым треугольником.Следовательно, благодаря этому типу подключения обеспечивается бесперебойная подача электроэнергии. Они используются в шахтах, потому что легче транспортировать отдельные однофазные трансформаторы.

Вместо использования трех однофазных трансформаторов можно построить трехфазный блок с одним трехфазным трансформатором, состоящим из шести обмоток на общем многопоточном сердечнике. Благодаря этому единичному блоку вес, а также стоимость уменьшаются по сравнению с тремя блоками того же номинала, а также обмотками, сохраняется количество железа в сердечнике и изоляционных материалах.Пространство, необходимое для установки одного блока, меньше по сравнению с блоком из трех блоков. Но единственным недостатком трехфазного трансформатора с одним блоком является то, что если неисправность происходит в любой из фаз, то весь блок должен быть выведен из эксплуатации.

Трехфазный трансформатор

В начало

Конструкция трехфазных трансформаторов

Трехфазный трансформатор может быть сконструирован с использованием общего магнитного сердечника как для первичной, так и для вторичной обмотки. Как мы уже говорили в случае однофазных трансформаторов, конструкция может быть с сердечником или оболочкой.Таким образом, для блока трехфазных трансформаторов с сердечником объединены три однофазных трансформатора с сердечником. Точно так же банк трехфазного трансформатора кожухового типа получается путем правильного объединения трех однофазных трансформаторов кожухового типа. В трансформаторе с оболочкой многослойный сердечник EI окружает катушки, тогда как в трансформаторе с сердечником катушка окружает сердечник.

Конструкция сердечника

В трехфазном трансформаторе сердечника сердечник состоит из трех ветвей или плеч и двух ярм. Между этими ярмами и конечностями образуется магнитный путь.На каждом плече концентрически намотаны первичная и вторичная обмотки. В качестве обмоток этого типа трансформатора используются круглые цилиндрические катушки. На одной ноге ранены первичная и вторичная обмотки одной фазы. В сбалансированном состоянии магнитный поток в каждой фазе ноги в сумме равен нулю. Следовательно, в нормальных условиях обратный ход не требуется. Но в случае несимметричных нагрузок протекает большой циркулирующий ток, и, следовательно, может быть лучше использовать три однофазных трансформатора.

Конструкция корпуса типа

В корпусе типа три фазы более независимы, поскольку каждая фаза имеет независимую магнитную цепь по сравнению с трансформатором с сердечником. Конструкция аналогична однофазному трансформатору оболочечного типа, построенному поверх другого. Магнитные цепи этого типа трансформатора включены параллельно. Благодаря этому не учитываются эффекты насыщения в обычных магнитных путях. Однако трансформаторы корпусного типа на практике используются редко.

Тип оболочки

В начало

Работа трехфазных трансформаторов

Рассмотрим рисунок ниже, на котором первичная обмотка трансформатора соединена звездой на сердечниках. Для простоты на рисунке показана только первичная обмотка, подключенная к трехфазному источнику переменного тока. Три жилы расположены под углом 120 градусов друг к другу. Пустая полка каждой жилы объединяется таким образом, что они образуют центральную полку, как показано на рисунке.

работа трансформатора

Когда первичная обмотка возбуждается трехфазным источником питания, токи IR, IY и IB начинают течь через отдельные фазные обмотки.Эти токи создают магнитные потоки ΦR, ΦY и ΦB в соответствующих сердечниках. Поскольку центральная ветвь является общей для всех сердечников, сумма всех трех потоков переносится ею. В трехфазной системе в любой момент времени векторная сумма всех токов равна нулю. В свою очередь, в данный момент сумма всех потоков одинакова. Следовательно, центральная ножка не несет потока в любой момент. Таким образом, даже если центральная ножка будет удалена, это не повлияет на другие состояния трансформатора.

Аналогично, в трехфазной системе, где любые два проводника действуют как возврат для тока в третьем проводнике, любые две ветви действуют как обратный путь потока для третьей ветви, если центральная ветвь удалена в случае трехфазного трансформатора.Поэтому при проектировании трехфазного трансформатора используется этот принцип.

Эти потоки индуцируют вторичные ЭДС в соответствующей фазе, так что они поддерживают свой фазовый угол между ними. Эти ЭДС управляют токами во вторичной обмотке и, следовательно, в нагрузке. В зависимости от типа используемого соединения и количества витков на каждой фазе индуцированное напряжение будет изменяться для получения повышения или понижения напряжений.

В начало

Подключение трехфазного трансформатора

Как обсуждалось выше, с помощью одного трехфазного трансформатора или комбинации трех однофазных трансформаторов можно выполнять трехфазные преобразования.Способ соединения обмоток для трехфазного преобразования одинаков независимо от того, используются ли три обмотки трехфазного трансформатора или три обмотки трех однофазных трансформаторов. Первичная и вторичная обмотки подключаются по-разному, например, по схеме треугольник, звезда или их комбинация. Номинальные значения напряжения и тока трехфазного трансформатора зависят от подходящего подключения. Наиболее часто используемые соединения:

  • Звезда-треугольник
  • Дельта-звезда
  • Дельта-треугольник
  • Звезда-звезда

Соединение звезда-треугольник

Этот тип соединения обычно используется для понижения напряжения до более низкого значения на конечных подстанциях.Коммунальные предприятия используют это подключение для снижения уровней напряжения в распределительных сетях.

  • В этом случае первичная обмотка трансформатора соединена звездой, а вторичная – треугольником.
  • Нейтральная точка на первичной стороне или на стороне высокого напряжения может быть заземлена, что желательно в большинстве случаев.
  • Отношение линейных напряжений между вторичной и первичной обмотками составляет 1 / √3 кратного коэффициента трансформации каждого трансформатора.
  • Между напряжениями первичной и вторичной линий существует разность фаз 30 градусов.
  • Поскольку фактическое напряжение первичной обмотки составляет 58% от напряжения первичной линии, требования к изоляции обмоток ВН снижаются при использовании этой обмотки.
  • В этом случае сбалансированное трехфазное напряжение получается на вторичной или низковольтной стороне, даже когда несимметричные токи протекают в первичной или высоковольтной стороне из-за нейтрального провода. Заземление нейтрального провода также обеспечивает защиту от грозовых перенапряжений.

Соединение “треугольник – звезда”

  • Это соединение используется для повышения уровня напряжения и обычно используется при отправке конца или запуске системы передачи высокого напряжения.
  • В этом случае первичная обмотка соединена треугольником, а вторичная – звездой, так что возможна трехфазная 4-проводная система на вторичной обмотке.
  • Вторичное напряжение нагрузки в √3 раз больше первичного напряжения, подключенного по схеме треугольника. Кроме того, токи нагрузки и вторичные токи будут одинаковыми из-за одной и той же последовательной цепи.
  • Это соединение обеспечивает три однофазных цепи как при более низком, так и при более высоком напряжении и одну трехфазную цепь при более высоком напряжении, так что можно питать однофазные и трехфазные нагрузки.
  • Двойное напряжение получается треугольником-звездой. Низкое однофазное напряжение достигается за счет подключения любой фазы к земле. Более высокие однофазные напряжения получаются при подключении проводов между любыми двумя фазами. А подключив к нагрузке все три фазы, получается трехфазное напряжение.
  • Требования к изоляции на стороне высокого напряжения снижаются из-за подключения вторичной обмотки звездой (меньшее количество витков на фазу).
  • Подобно схеме звезда-треугольник, это соединение создает разность фаз в 30 градусов между напряжениями первичной и вторичной линии.
  • При использовании этого подключения невозможно подключить его параллельно с трансформаторами треугольник-треугольник и звезда-звезда из-за разности фаз первичного и вторичного напряжения.

Дельта-треугольник

  • Этот тип подключения используется, когда источник питания подключен по схеме треугольник, а вторичной нагрузке требуется одно напряжение с высоким током. Обычно это используется для трехфазных силовых нагрузок (например, трехфазного двигателя).
  • При этом первичная и вторичная обмотки соединены треугольником.
  • Напряжение на нагрузке равно вторичному напряжению, а напряжение на первичной обмотке равно напряжению источника. В этом случае ток, протекающий через нагрузку, будет в 1,732 раза больше вторичного тока, а ток фидера будет равен 1,732-кратному току через первичную обмотку. Из-за этих высоких токов питания и нагрузки рекомендуется размещать трансформатор намного ближе как к цепям источника, так и к цепям нагрузки.
  • При этом отсутствует разность фаз между первичным и вторичным напряжениями.
  • Трехфазные напряжения остаются постоянными даже при несимметричной нагрузке, что допускает несбалансированную нагрузку.
  • Основным преимуществом этого подключения является то, что если один трансформатор неисправен или снят для обслуживания (соединение разомкнутым треугольником), то оставшиеся два трансформатора продолжают подавать трехфазную мощность при пониженной нагрузочной способности.

Соединение «звезда – звезда»

  • При этом первичная и вторичная обмотки соединены звездой, а также отсутствует разность фаз между первичным и вторичным напряжениями.
  • В этом случае ток, протекающий через первичную и вторичную обмотки, равен токам линий, к которым они подключены (источника питания и нагрузки). И напряжения между фазами линии на обоих концах в 1,732 раза больше соответствующих напряжений обмоток.
  • Благодаря наличию нейтрали он хорошо подходит для трехфазной четырехпроводной системы.
  • Этот тип подключения удовлетворительно работает при сбалансированной нагрузке. Но если нагрузка несимметрична, смещение нейтральной точки вызывает неравные фазные напряжения.
  • Большие напряжения третьей гармоники могут появиться как в первичной, так и во вторичной обмотках без нейтрали. Это может привести к нарушению изоляции.
  • Это соединение создает значительные помехи для линий связи, и, следовательно, при такой конфигурации соединения телефонные линии не могут работать параллельно.
  • Из-за этих недостатков соединение звезда-звезда используется редко и не применяется на практике.

В начало

Соединение Скотта

  • Это соединение используется для преобразования трехфазной мощности в двухфазную с использованием двух однофазных трансформаторов.
  • Один трансформатор, называемый главным трансформатором с центральным или 50-процентным ответвлением, подключается между двумя линиями трехфазных проводов. Другой трансформатор называется тизерным трансформатором с отводом 86,6 и подключается между третьим фазным проводом и 50-процентным отводом главного трансформатора.
  • Вторичная обмотка каждого трансформатора обеспечивает фазы двухфазных систем.
  • Напряжения на вторичной обмотке двух трансформаторов будут равны по величине, если оба трансформатора намотаны на одинаковое количество витков на вторичной обмотке.А создаваемые напряжения сдвинуты по фазе на 90 градусов.
  • Это соединение в основном используется для питания двухфазного двигателя.

Вернуться к началу

Преимущества трехфазных трансформаторов

  • Будучи предварительно смонтированными и готовыми к установке, они могут быть проще в установке.
  • Чтобы обеспечить такую ​​же кВА, требуется гораздо меньше материала сердечника по сравнению с группой из трех однофазных трансформаторов.
  • Он легче и меньше.
  • Требуется меньше места для установки.
  • Более высокий КПД
  • Низкая стоимость по сравнению с тремя единицами однофазных трансформаторов.
  • Транспортировка проста, а транспортные расходы меньше.
  • Конструкция сборных шин и установка распределительного устройства для однофазного трехфазного блока проще.
  • В случае трехфазного трансформатора необходимо вывести только три клеммы по сравнению с шестью клеммами от трех однофазных трансформаторов.

В начало

Недостатки трехфазных трансформаторов

В случае отказа или потери одной фазы происходит отключение всего блока.Это связано с тем, что в трехфазном трансформаторе общий сердечник используется всеми тремя блоками. Если один блок неисправен, сердечник этого неисправного блока немедленно насыщается из-за отсутствия противоположного магнитного поля. Это приводит к большему уходу магнитного потока к металлическим корпусам из сердечника. Это еще больше увеличивает нагрев металлических частей, и в некоторых случаях этого тепла будет достаточно, чтобы вызвать возгорание. Следовательно, трехфазный трансформатор (или весь блок) должен быть отключен, если какая-либо одна фаза вышла из строя.

  • Стоимость ремонта трехфазного трансформатора выше.
  • Для восстановления обслуживания стоимость запасного блока больше по сравнению с одним запасным блоком трансформатора.
  • При самоохлаждении мощность трансформатора уменьшается.

Наверх

Трехфазный трансформатор и его конструкция

Трехходовой трансформатор считается основой системы распределения электроэнергии. Он используется для передачи огромного количества энергии.Его основная функция – повышать и понижать напряжения на разных этапах сети энергосистемы. однако также можно использовать три соединенных между собой однофазных трансформатора в качестве замены трехфазных трансформаторов, но есть определенные преимущества использования трехходовых трансформаторов, которые включают:

  • Он занимает меньше места, чем три однофазных трансформатора.
  • Экономически эффективен
  • Общая конструкция шин, распределительное устройство и установка «трехфазного трансформатора» менее сложны

Конструкция трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор устроен следующим образом

  • Три отдельных однофазных трансформатора соединены для выполнения трехфазного режима, известного как трехфазный трансформатор с сердечником.
  • Используется один трехфазный трансформатор, в котором сердечники и обмотки для всех трех фаз объединены в единую структуру. который известен как трехфазный трансформатор оболочечного типа

Конструкция сердечника

Ядро состоит из трех ножек или конечностей.Каждая ветвь содержит первичную и вторичную обмотки цилиндрической формы. Сердечник обычно состоит из трех ветвей, расположенных в одной плоскости, которые формируются ламинированием стопки. Каждая из этих ветвей имеет обмотку высокого и низкого напряжения. Обмотки низкого напряжения изолированы от сердечника, чем обмотки высокого напряжения. Обмотки низкого напряжения расположены рядом с сердечником с надлежащей изоляцией между сердечником и обмотками низкого напряжения. Обмотки высокого напряжения располагаются над обмотками низкого напряжения с соответствующей изоляцией между ними.Конструкция показана на рисунке ниже.

Корпус трехфазный

Когда дело доходит до трехфазного трансформатора, три фазы более независимы, чем в случае сердечника. Каждая фаза имеет свою индивидуальную магнитную цепь. Как конструкции трехфазных трансформаторов с сердечником, так и трехфазных трансформаторов с корпусом похожи друг на друга.

Принцип работы трехфазного трансформатора аналогичен принципу работы однофазного трансформатора.Мощность передается от первичной обмотки к вторичной за счет явления взаимной индукции. Самым большим недостатком трехфазного трансформатора является то, что даже в случае неисправности одной фазы весь трансформатор должен быть выведен из эксплуатации для ремонта.

Теория о трехфазном трансформаторе

Введение в трехфазный трансформатор:

Как мы все знаем, трансформатор – это часть статического устройства, которое преобразует электрическую мощность с желаемым изменением тока и напряжения из одной цепи переменного тока в другой без изменения частоты.Он работает по принципу взаимной индукции. Итак, 3-х фазные трансформаторы.

В основном, выработка электроэнергии обычно осуществляется в трехфазном режиме и включает высокий ток и напряжения, такие как кВ или МВ, с высоким номинальным током. Для повышения и понижения действительно необходимы трехфазные трансформаторы, потому что они доказывают свою экономичность при передаче и использовании электроэнергии. Раньше было обычной практикой использовать три отдельных трансформатора, но теперь, в современную эпоху, мы используем только один трехфазный трансформатор, а не три однофазных трансформатора по отдельности.

Преимущества перед однофазным трансформатором:

Вот некоторые из престижных преимуществ:

  • Они занимают меньше места, чем три отдельных однофазных трансформатора.
  • Они рентабельны.
  • Оператору требуется только один блок.
  • Они весят меньше трех отдельных однофазных трансформаторов.
  • Благодаря тому, что он представляет собой единое целое, его легко транспортировать.
  • Размер сердечника становится меньше, и для сердечника требуется меньше материала, поскольку он представляет собой единое целое.

Принцип работы:

Трехфазный трансформатор состоит из трех сердечников, расположенных и соединенных вместе на 120 0 и образующих между ними общую ветвь. Благодаря этому на каждую жилу намотаны три отдельные первичные обмотки, которые подключены к трехфазному источнику переменного тока соединения RYB, несущему токи I R , I Y и I B , создающие потоки Ф R , Ф Y и Ф B соответственно, и общая ветвь несет сумму этих токов и потоков, которая равна нулю в любой момент, из-за которого нет тока или магнитного потока на общей ветви.Если общая ветвь будет удалена, тогда нет большой разницы в других условиях трансформатора, потому что любые два сердечника будут обеспечивать обратный путь для тока и магнитного потока в третьем сердечнике. Это общий принцип работы 3-х фазных трансформаторов.

Типы трехфазных трансформаторов:

В отличие от однофазных трансформаторов, трехфазные трансформаторы могут быть следующих типов:

  1. Тип сердечника: Сердечник состоит из трех ножек, магнитная цепь которых завершена через два ярма через верх и дно.Одна из конечностей имеет первичную и вторичную обмотки, намотанные концентрически с круговыми цилиндрическими катушками. Каждая ветвь или ножка, состоящая из первичной и вторичной обмоток, составляет одну фазу переменного тока. Поток течет вверх по каждой ветви по очереди и вниз по двум другим ветвям в целом, так что магнитные цепи разных фаз становятся последовательными и становятся независимыми. Этот тип состоит только из двух окон, каждое из которых содержит две первичные и вторичные обмотки соответственно.
  1. Тип оболочки: В этом типе три фазы более важны, чем типы сердечника.Это объясняется тем, что в корпусном типе каждая фаза имеет свою независимую индивидуальную магнитную цепь. Его конструкция аналогична конструкции однофазного трансформатора с оболочкой, построенного друг над другом, и его использование встречается редко. Этот тип включает фазные магнитные цепи, которые параллельны друг другу и, следовательно, не учитываются эффектами насыщения в общих цепях.

Типы подключения:

Первичная и вторичная обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены разными способами, например, треугольником или звездой.При соответствующем подключении мощность можно повышать или понижать. Некоторые основные типы обсуждаются ниже:

  1. Соединение “звезда-звезда”: В этом типе соединения первичные и вторичные обмотки соединяются по схеме “звезда”. Этот тип подключения оказался экономичным для небольших высоковольтных трансформаторов, поскольку фазное напряжение в 0,578 раза больше линейного напряжения и, следовательно, благодаря этому количество витков на фазу и необходимое количество изоляции минимальны. Коэффициент трансформации каждой фазы такой же, как и потому, что линейное напряжение на первичной и вторичной сторонах одинаково.Главное, на что следует обратить внимание, это то, что существует фазовый сдвиг 30 0 между фазным и линейным напряжениями, а первичные напряжения и линейные напряжения с обеих сторон находятся в фазе друг с другом.
  1. Соединение треугольником: В этом типе соединения как трехфазная первичная, так и вторичная обмотки соединяются треугольником. Этот тип подключения оказался экономичным для больших трансформаторов низкого напряжения, поскольку количество витков увеличивается на фазу и отсутствует разность фаз между первичным и вторичным напряжениями.
  1. Соединение звезда-треугольник: В этом типе соединения первичное соединение – звезда, а вторичное соединение – треугольник. Этот тип подключения обычно используется на стороне подстанции линии передачи, которая в основном снижает напряжение. Между напряжениями первичной и вторичной линий существует разность фаз 30 0 , а нейтраль на первичной стороне заземлена. Соединение треугольником на вторичной стороне позволяет протекать току третьей гармоники, который обеспечивает синусоидальный поток.
  1. Соединение треугольником: В этом типе соединения основное соединение выполняется треугольником, а второе соединение – звездой. Основное применение такого типа подключения – повышение напряжения в начале высоковольтной линии передачи. Главное примечание: существует разность фаз 30 0 между напряжениями первичной и вторичной линии, а вторичные напряжения являются ведущими, в которых используются трехфазные четырехпроводные системы, благодаря которым могут быть подключены как однофазные, так и трехфазные нагрузки. поставляется с этим типом подключения.
Взаимосвязи напряжения и тока:

Для получения взаимосвязей напряжения и тока были сделаны следующие предположения.

  • Линейные напряжения V L равны 2 В, а токи первичной линии равны I L .
  • Коэффициент трансформации равен K, что составляет

K = V 2 / V 1 = N 2 / N 1 , где V 1 и V 2 – фазные напряжения.

  • Уравновешенные нагрузки приняты.
  • Нагрузки являются чисто резистивными с единичным коэффициентом мощности.
  • Предполагается, что трансформаторы работают идеально, без потерь.

Л

Тип подключения
Первичная сторона Вторичная сторона Фазное напряжение Фазный ток Фазное напряжение Фазный ток Линейное напряжение Линейное напряжение 0.578 * V L I L 0,578 * K * V L I L / K K * V L I L 6

11

Дельта-Дельта V L V L 0,578 * I L K * V L 0,578 * I L / K 0,578 * I L
Звезда-треугольник V L 0.578 * V L I L 0,578 * K * V L I L / K 0,578 * K * V L 0,578 * I L
Delta-Star V L V L 0,578 * I L L 0,578 * I L / K 1,732 * K * V L 0,578 * I L / K

Связанные темы;

  1. Все о трансформаторе
  2. Эквивалентная схема трансформатора
  3. КПД и потери трансформатора
  4. Характеристики идеального трансформатора
  5. Трансформатор под нагрузкой и без нагрузки
.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *