Какво е трифазен трансформатор: конструкция и нейната работа

Трифазната система се използва за генериране, предаване и разпределение на електрическа енергия. Той генерира мощност в голям мащаб, за да отговори на нуждите на индустриите и търговските заведения. Три еднакви еднофазни трансформатора са свързани по подходящ начин или комбинирани на едно ядро, за да образуват трифазна система.Въз основа на различни видове индустриални нужди, трансформаторите за увеличаване и понижаване се използват за генериране, пренос и разпределение на електрическата енергия.Изграждането на трифазна трансформатор единицата е икономична, тъй като консумира по-малко материал в сравнение с свързването на три отделни еднофазни трансформатора. Освен това трифазната система предава променливотоково захранване вместо постоянен и е лесна за конструиране.

Какво е трифазен трансформатор?

Както е известно, еднофазният трансформатор е устройство, което е способно да прехвърля електрическа енергия от една верига към една или повече вериги въз основа на концепцията за взаимна индукция. Състои се от две намотки - първична и вторична намотка, която помага да се трансформира енергията. Първичната намотка е свързана към еднофазно захранване, докато вторичната е свързана към товар.

По същия начин трифазният трансформатор се състои от три първични намотки и три вторични намотки и е представен като 3-фазен или 3ɸ. Трифазна система може да бъде конструирана с помощта на три отделни еднакви еднофазни трансформатора и такъв 3-фазен трансформатор е известен като банката от три трансформатора. От друга страна, трифазният трансформатор може да бъде изграден на едно ядро. Намотките на трансформатора могат да бъдат свързани както в делта, така и в уай конфигурации. Работата на 3-фазната система е подобна на еднофазен трансформатор и те обикновено се използват в електроцентрали.

Трифазно изграждане на трансформатор

Диаграмата на трифазен трансформатор е показана на фигурата по-долу.

Трифазна диаграма на трансформатора

Трифазният трансформатор от единичен блок се използва широко, тъй като е по-лек, по-евтин и заема по-малко място от банката на три еднофазни трансформатора. Трифазната конструкция на трансформатора е два вида: тип сърцевина и тип обвивка.

Основен тип конструкция

В този тип конструкция има три ядра и две хомоти. Всяко ядро ​​има както първични, така и вторични намотки, навити спирално, както е показано на фигурата. Всеки крак на сърцевината носи намотки с високо напрежение, както и с ниско напрежение. Сърцевината е ламинирана, за да се сведат до минимум загубите от вихрови токове върху сърцевината и игото. Тъй като е по-лесно да се ламинира намотката с ниско напрежение (LV), отколкото намотката с високо напрежение (HV). НН намотките са разположени близо до сърцевината с подходяща изолация и маслени канали между тях, докато HV намотките са поставени над НН намотките с подходяща изолация и маслени канали между тях.

Ядрен тип трансформатор

Трансформатор тип черупка

Трифазният трансформаторен тип трансформатор обикновено е конструиран чрез подреждане на три отделни еднофазни трансформатора. Три фази на черупков трансформатор са независими от трансформатора от сърцевинен тип, докато всяка фаза има индивидуална магнитна верига. Тези магнитни вериги са успоредни една на друга и индуцираният от всяка намотка поток е във фаза. Трансформаторът от черупка е силно предпочитан, тъй като формите на вълната на напрежението са по-малко изкривени.

Трансформатор тип черупка

Работа на трифазни трансформатори

Фигурата по-долу показва трифазния трансформатор, при който три ядра са разположени на 120˚ една от друга. Тази цифра е опростена, за да покаже само първични намотки и тяхната връзка към трифазното захранване. Веднага след като трифазното захранване се възбуди, токовете IR, IY и IB се носят от първичните намотки и по този начин индуцират потоците ɸR, ɸY и ɸB поотделно във всяка сърцевина. Централният крак ще носи сумата от всички потоци, а централният крак комбинира всички крака на ядрото.

Например, ако сумата от токовете IR + IY + IB е нула в трифазна система, тогава сумата от всичките три потока също става нула, в резултат на което централният крак не носи поток. Следователно премахването на централния крак не прави разлика за другите условия на трансформатора.

Работа на трифазен трансформатор

Трифазни трансформаторни връзки

Различни трифазни трансформаторни връзки са описани по-долу.

Конфигурациите на Wye и Delta се прилагат за трифазни трансформатори, тъй като връзките на Wye предоставят опции за множество напрежения, докато делта конфигурациите предлагат висока надеждност. Фазовата диаграма на Уай и Делта е дадено по-долу. За връзката на Уай или всички минусови или всички плюсови точки на намотките трябва да бъдат свързани помежду си. Въпреки това, при делта връзка, полярностите на намотката са свързани по обратен начин. Фазовата разлика между всякакви две фази е 120˚.

Фазови намотки

Wye-wye връзка

Диаграмата на Y-Y свързани трансформатори е показана по-долу. Може да обслужва както еднофазни, така и трифазни товари. Във връзка с това всички намотки, завършващи с точки, са свързани към фази A, B и C, докато неточковите окончания са свързани, за да станат центрове на конфигурация „Y“.

Уай Уай Връзка

Wye-Delta връзка

Връзката Y-Delta, показана на фигурата по-долу, показва, че вторичните намотки (които са отдолу на фигурата) са свързани, за да образуват верига. Намотките с точкова връзка от едната страна са свързани с неточковата връзка от другата страна, за да образуват контура „Delta“.

Wye Delta Connection

Връзка Delta-Wye

Връзката на Delta-Y е показана на фигурата по-долу. Този тип конфигурация позволява на свързания с Wye вторичен да свързва множество напрежения, като например линия към линия или неутрално. Тъй като конфигурацията делта-уа представлява 30 presents фазово изместване между първична и вторична, тя не може да се използва за паралелно свързване с делта-делта и Y-Y конфигурации.

Delta Wye Connection

Делта-Делта връзка

Диаграмата на връзката делта-делта е показана по-долу. Тези връзки могат да бъдат направени или с три еднакви еднофазни трансформатора, или с един трифазен трансформатор. Делта-делта конфигурацията е предпочитана поради присъщата й надеждност.

Делта Делта връзка

Предимства / недостатъци на трифазен трансформатор

Предимствата и недостатъците на трифазен трансформатор са разгледани по-долу.

Предимства на трифазен трансформатор

• Необходимо е по-малко място за инсталиране и е по-лесно за инсталиране
• По-малко тегло и намален размер
• По-висока ефективност
• Ниска цена
• Транспортните разходи са ниски

Недостатъци на трифазен трансформатор

• Цялата единица се изключва в случай на повреда или загуба в който и да е блок на трансформатора, тъй като общата сърцевина се споделя от трите блока.
• Ремонтните разходи са по-високи
• Разходите за резервни единици са високи

Често задавани въпроси

1). Споменете приложенията на 3-фазния трансформатор

Трифазните трансформатори се използват в електрически мрежи, силови трансформатори и като разпределителни трансформатори

2). Какви са видовете 3-фазен трансформатор?

Четирите типа трифазни трансформатори включват: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) и Delta-Star (Dy)

3). Какво се случва, ако 3-фазният двигател загуби фаза?

Ако трифазен двигател загуби фаза по време на работа, двигателят продължава да работи с по-малка скорост и изпитва вибрации. Токът също се увеличава рязко в други фази, водещи до вътрешно нагряване на компонентите на двигателя.

4). При кое условие delta / wye работи задоволително?

Връзката wye-delta работи задоволително при големи небалансирани и балансирани товари. Той може да се справи с трети хармонични компоненти поради циркулиращите токове в делтата.

5). За връзката Wye-Wye какво е фазовото изместване?

Фазовото изместване е 0 градуса.

Въпреки че еднофазният трансформатор е предпочитан от повечето индустрии, той не е подходящ за голямо разпределение на мощността. Следователно 3-фазните системи се използват от големите индустрии за генериране на мощност в голям мащаб.

В тази статия обсъдихме различни предимства и няколко недостатъка, предлагани от 3-фазен трансформатор . Ние също се фокусирахме върху трифазен трансформатор и неговата конструкция и различни конфигурации. Ето един въпрос към вас, каква е функцията на трифазния трансформатор?