Co to jest transformator trójfazowy: budowa i jego działanie

System trójfazowy służy do wytwarzania, przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej. Wytwarza moc na dużą skalę, aby zaspokoić potrzeby przemysłu i przedsiębiorstw handlowych. Trzy identyczne transformatory jednofazowe są odpowiednio połączone lub połączone na jednym rdzeniu, tworząc system trójfazowy.W zależności od różnych rodzajów potrzeb przemysłowych, transformatory podwyższające i obniżające są wykorzystywane do wytwarzania, przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej.Budynek trójfazowy transformator jednostka jest ekonomiczna, ponieważ zużywa mniej materiału w porównaniu z podłączeniem trzech pojedynczych transformatorów jednofazowych. Ponadto system trójfazowy przesyła prąd zmienny zamiast prądu stałego i jest prosty w budowie.

Co to jest transformator trójfazowy?

Jak wiadomo, transformator jednofazowy to urządzenie, które jest w stanie przesyłać energię elektryczną z jednego obwodu do jednego lub więcej obwodów w oparciu o koncepcję wzajemnej indukcji. Składa się z dwóch cewek - pierwotnej i wtórnej, które pomagają przekształcić energię. Cewka pierwotna jest podłączona do zasilania jednofazowego, natomiast cewka wtórna jest podłączona do obciążenia.

Podobnie transformator trójfazowy składa się z trzech cewek pierwotnych i trzech cewek wtórnych i jest reprezentowany jako 3-fazowy lub 3ɸ. Układ trójfazowy można zbudować przy użyciu trzech pojedynczych, identycznych transformatorów jednofazowych, a taki transformator trójfazowy jest nazywany zespołem trzech transformatorów. Z drugiej strony transformator trójfazowy może być zbudowany na jednym rdzeniu. Uzwojenia transformatora można łączyć w konfigurację w trójkąt lub w gwiazdę. Działanie systemu 3-fazowego jest podobne do transformatora jednofazowego i są one zwykle stosowane w elektrowniach.

Budowa transformatora trójfazowego

Schemat transformatora trójfazowego pokazano na poniższym rysunku.

Schemat transformatora trójfazowego

Trójfazowy transformator pojedynczej jednostki jest szeroko stosowany, ponieważ jest lżejszy, tańszy i zajmuje mniej miejsca niż zespół trzech transformatorów jednofazowych. Konstrukcja transformatora trójfazowego jest dwojakiego rodzaju: typu rdzeniowego i typu Shell.

Budowa typu rdzenia

W tego typu konstrukcji występują trzy rdzenie i dwa jarzma. Każdy rdzeń ma uzwojenia pierwotne i wtórne nawinięte spiralnie, jak pokazano na rysunku. Każda noga rdzenia przenosi wysokie napięcie, jak również uzwojenia niskiego napięcia. Rdzeń jest laminowany, aby zminimalizować straty prądów wirowych na rdzeniu i jarzmie. Ponieważ łatwiej jest laminować uzwojenie niskiego napięcia (NN) niż uzwojenia wysokiego napięcia (WN). Uzwojenia NN są umieszczone w pobliżu rdzenia z odpowiednią izolacją i kanałami olejowymi pomiędzy nimi, natomiast uzwojenia WN są umieszczone nad uzwojeniami NN z odpowiednią izolacją i kanałami olejowymi pomiędzy nimi.

Transformator typu rdzeniowego

Transformator typu powłoki

Transformator trójfazowy typu płaszczowego jest generalnie zbudowany przez ułożenie w stos trzech pojedynczych transformatorów jednofazowych. Trzy fazy transformatora płaszczowego są niezależne od transformatora rdzeniowego, podczas gdy każda faza ma oddzielny obwód magnetyczny. Te obwody magnetyczne są równoległe do siebie, a strumień indukowany przez każde uzwojenie jest w fazie. Preferowany jest transformator typu Shell, ponieważ przebiegi napięcia są mniej zniekształcone.

Transformator typu powłoki

Działanie transformatorów trójfazowych

Poniższy rysunek przedstawia trójfazowy transformator, w którym trzy rdzenie są umieszczone w odległości 120˚ od siebie. Rysunek jest uproszczony, aby pokazać tylko uzwojenia pierwotne i ich połączenie z trójfazowym zasilaniem. Gdy tylko zasilanie trójfazowe zostanie wzbudzone, prądy IR, IY i IB są przenoszone przez uzwojenia pierwotne, indukując w ten sposób strumienie ɸR, ɸY i ɸB indywidualnie w każdym rdzeniu. Środkowa noga będzie przenosić sumę wszystkich strumieni, a środkowa noga połączy wszystkie nogi rdzenia.

Na przykład, jeśli suma prądów IR + IY + IB wynosi zero w układzie trójfazowym, to suma wszystkich trzech strumieni również wynosi zero, w wyniku czego środkowa noga nie przenosi żadnego strumienia. Dlatego usunięcie środkowej nogi nie ma znaczenia dla innych warunków transformatora.

Działanie transformatora trójfazowego

Połączenia transformatora trójfazowego

Poniżej opisano różne połączenia trójfazowego transformatora.

Konfiguracje Wye i Delta są stosowane do transformatorów trójfazowych, ponieważ połączenia Wye zapewniają opcje wielu napięć, podczas gdy konfiguracje delta zapewniają wysoką niezawodność. Schemat fazowy Wye i Delta podano poniżej. W przypadku połączenia w gwiazdę wszystkie punkty ujemne lub wszystkie dodatnie uzwojenia powinny być połączone razem. Jednak w połączeniu w trójkąt polaryzacje uzwojenia są połączone odwrotnie. Różnica faz między dowolnymi dwiema fazami wynosi 120˚.

Uzwojenia fazowe

Połączenie gwiazda-gwiazda

Schemat transformatorów połączonych w Y-Y pokazano poniżej. Może obsługiwać zarówno obciążenia jednofazowe, jak i trójfazowe. W związku z tym wszystkie uzwojenia zakończone kropkami są połączone z fazami A, B i C, podczas gdy zakończenia bez kropek są połączone, aby stać się centrami konfiguracji „Y”.

Połączenie Wye Wye

Połączenie Wye-Delta

Połączenie Y-Delta pokazane na poniższym rysunku pokazuje, że uzwojenia wtórne (które znajdują się na dole na rysunku) są połączone w łańcuch. Uzwojenia z połączeniem punktowym z jednej strony są połączone z połączeniem bez punktu z drugiej strony, tworząc pętlę „Delta”.

Połączenie Wye Delta

Połączenie Delta-Wye

Połączenie Delta-Y pokazano na poniższym rysunku. Ten typ konfiguracji umożliwia podłączenie wtórne w gwiazdę do łączenia wielu napięć, takich jak linia-linia lub neutralny. Ponieważ konfiguracja trójkąt-gwiazda powoduje przesunięcie fazowe o 30 ° między pierwotnym a wtórnym, nie można jej używać do łączenia równoległego z konfiguracjami trójkąt-trójkąt i Y-Y.

Połączenie Delta Wye

Połączenie Delta-Delta

Schemat połączenia trójkąt-trójkąt pokazano poniżej. Połączenia te można wykonać za pomocą trzech identycznych transformatorów jednofazowych lub jednego transformatora trójfazowego. Konfiguracja delta-delta jest preferowana ze względu na jej nieodłączną niezawodność.

Połączenie Delta Delta

Zalety / wady transformatora trójfazowego

Zalety i wady transformatora trójfazowego omówiono poniżej.

Zalety transformatora trójfazowego

• Potrzebuje mniej miejsca do zainstalowania i jest łatwiejszy do zainstalowania
• Mniejsza waga i mniejszy rozmiar
• Wyższa wydajność
• Niska cena
• Koszt transportu jest niski

Wady transformatora trójfazowego

• Cała jednostka wyłącza się w przypadku awarii lub utraty w dowolnej jednostce transformatora, ponieważ wspólny rdzeń jest wspólny dla wszystkich trzech jednostek.
• Koszty naprawy są wyższe
• Koszt jednostek zapasowych jest wysoki

FAQs

1). Wspomnij o zastosowaniach transformatora trójfazowego

Transformatory trójfazowe są stosowane w sieciach elektrycznych, transformatorach mocy i jako transformatory rozdzielcze

2). Jakie są rodzaje transformatorów 3-fazowych?

Cztery typy transformatorów trójfazowych to: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) i Delta-Star (Dy)

3). Co się stanie, jeśli silnik 3-fazowy utraci fazę?

Jeśli silnik 3-fazowy utraci fazę podczas pracy, silnik nadal pracuje z mniejszą prędkością i doświadcza wibracji. Prąd również gwałtownie wzrasta w innych fazach, prowadząc do wewnętrznego nagrzewania się elementów silnika.

4). W jakim stanie delta / gwiazda działa zadowalająco?

Połączenie gwiazda-trójkąt działa zadowalająco przy dużych niezrównoważonych i zrównoważonych obciążeniach. Może obsługiwać składowe trzeciej harmonicznej ze względu na prądy krążące w trójkącie.

5). Jakie jest przesunięcie fazowe w przypadku połączenia Wye-Wye?

Przesunięcie fazowe wynosi 0 stopni.

Chociaż większość gałęzi przemysłu preferuje transformator jednofazowy, nie nadaje się on do dystrybucji dużej mocy. Dlatego systemy trójfazowe są wykorzystywane przez duże gałęzie przemysłu do wytwarzania energii na dużą skalę.

W tym artykule omówiliśmy różne zalety i kilka wad oferowanych przez Transformator trójfazowy . Skupiliśmy się również na transformatorze trójfazowym i jego konstrukcji oraz różnych konfiguracjach. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest funkcja transformatora trójfazowego?