Zrozumienie trójfazowych połączeń transformatorów w systemach elektroenergetycznych

W sektorach przemysłowych i komercyjnych transformatory trójfazowe odgrywają rolę skutecznej transmisji i rozmieszczenia energii elektrycznej.Łącząc trzy transformatory jednofazowe w jedną jednostkę, zmniejszają koszty, wielkość i wagę.Transformatory te zapewniają równomierne rozkład energii elektrycznej między uzwojeniami wysokiego i niskiego napięcia, niezależnie od ich rodzaju konstrukcji.W tym artykule wyjaśniono ich konfiguracje budowy, operacji i połączenia, pomagając zrozumieć ich funkcjonalność i aplikacje.Zaczyna się od konstrukcji typu rdzenia i powłoki, które zarządzają strumieniem magnetycznym i minimalizują straty energii.Obejmuje również zasady operacyjne, równoważenie strumienia magnetycznego i typy połączeń, takie jak Delta/Delta, Delta/Wye, Wye/Delta i Wye/Wye, wraz ze specjalistycznymi połączeniami, takimi jak Scott i Zig-Zag.Podano przykłady i porównania między transformatorami typu suchym i wypełnionym cieczą, aby pomóc inżynierom wybrać odpowiedni transformator dla optymalnej wydajności i niezawodności.

Katalog

Trójfazowa konstrukcja transformatora

Rysunek 1: Konstrukcja transformatora trójfazowego

Łączą trzy transformatory jednofazowe w jeden, oszczędzając pieniądze, przestrzeń i wagę.Rdzeń ma trzy obwody magnetyczne, które równoważą przepływ magnetyczny między częściami wysokiego i niskiego napięcia.Ten projekt różni się od trójfazowych transformatorów typu powłoki, które grupują trzy rdzenie razem, ale nie łączą ich.Sprawia, że ​​system jest bardziej wydajny i niezawodny w porównaniu z systemami jednofazowymi.

Częstym projektem dla trójfazowych transformatorów jest trzy końcowy typ rdzenia.Każda kończyna obsługuje swój własny przepływ magnetyczny i działa jako ścieżka powrotu dla innych, tworząc trzy przepływy, z których każdy jest 120 stopni poza fazą.Ta różnica fazy utrzymuje kształt przepływu magnetycznego prawie sinusoidalny, co zapewnia stabilne napięcie wyjściowe, zmniejsza zniekształcenia i straty oraz poprawia wydajność i długość życia.Ten prosty i skuteczny projekt jest popularny do standardowych zastosowań.

Typ rdzenia

Rysunek 2: Typ rdzenia

W konstrukcji typu rdzeniowego dla transformatorów trójfazowych projekt koncentruje się na trzech głównych rdzeniach, z których każda sparowana z dwoma witkami.Ta struktura skutecznie rozkłada strumień magnetyczny.Każdy rdzeń obsługuje uzwojenia pierwotne i wtórne, które są zwinięte w spirali wokół nóg rdzenia.Ta konfiguracja zapewnia, że ​​każda noga przenosi uzwojenia zarówno wysokiego napięcia (HV), jak i niskiego napięcia (LV), równoważąc obciążenie elektryczne i rozkład strumienia magnetycznego.

Kolejną cechą transformatorów typu rdzeniowego jest zmniejszenie strat prądu wirowego.Prądy wiru, indukowane w przewodach zmieniającym się polem magnetycznym, mogą powodować straty energii i zmniejszyć wydajność.Aby zminimalizować te straty, rdzeń jest laminowany.Obejmuje to układanie cienkich warstw materiału magnetycznego, z których każda izolowana od pozostałych, w celu ograniczenia prądów wirowych i zmniejszenia ich wpływu.

Pozycjonowanie uzwojeń jest kolejnym aspektem projektowym.Uzwojenia o niskim napięciu są umieszczane bliżej rdzenia.Umieszczenie to upraszcza izolację i chłodzenie, ponieważ uzwojenia LV działają przy niższych napięciach, wymagając mniejszej izolacji.Wprowadzane są izolacje i kanały olejowe między uzwojeniami LV a rdzeniem w celu zwiększenia chłodzenia i zapobiegania przegrzaniu, zapewniając długowieczność transformatora.

Uzwojenia wysokiego napięcia są umieszczane nad uzwojeniami LV, również izolowane i rozmieszczone przewodami olejowymi.Te przewody olejowe najlepiej chłodzą i utrzymują skuteczność układu izolacyjnego przy wysokim napięciu.Ten szczegółowy układ uzwojenia i laminowany rdzeń pozwala transformatorom typu rdzeniowego skutecznie obsługiwać wysokie napięcia, z minimalnymi stratami energii i wysoką stabilnością.Te zasady projektowania sprawiają, że transformatory typu rdzeniowego są idealne do zastosowań wymagających wydajnego zarządzania strumieniem magnetycznym i operacji wysokiego napięcia.

Typ powłoki

Transformatory typu powłoki oferują inne podejście do konstrukcji transformatorów trójfazowych, charakteryzujących się unikalnym projektem i korzyściami operacyjnymi.Ta konstrukcja obejmuje układanie trzech indywidualnych transformatorów jednofazowych w celu utworzenia jednostki trójfazowej, w przeciwieństwie do transformatorów typu rdzenia, w których fazy są współzależne.W transformatorach typu shell każda faza ma własny obwód magnetyczny i działa niezależnie.Niezależne obwody magnetyczne są ułożone równolegle do siebie, zapewniając, że strumienie magnetyczne są w fazie, ale nie przeszkadzają sobie nawzajem.Ta separacja znacznie przyczynia się do stabilności transformatora i konsekwentnej wydajności.

Rysunek 3: Typ powłoki

Zaletą transformatorów typu powłoki jest zmniejszone zniekształcenie fali.Niezależne działanie każdej fazy powoduje czystsze i bardziej stabilne przebiegi napięcia w porównaniu do transformatorów typu rdzenia.Jest to ważne w zastosowaniach, w których jakość napięcia jest zagrożona, na przykład w wrażliwych systemach przemysłowych i komercyjnych, w których zniekształcenie mogą prowadzić do awarii sprzętu.

Transformatory typu powłoki są również wydajne.Każda faza może być niezależnie zoptymalizowana pod kątem specyficznych warunków obciążenia, zwiększając niezawodność i wydajność.Zmniejszone zniekształcenie fali minimalizuje straty harmoniczne, dodatkowo poprawiając wydajność i żywotność transformatora.

Konstrukcja i obsługa zarówno typu rdzenia, jak i transformatorów powłoki pomaga inżynierom i technikom wybrać odpowiedni transformator dla ich systemów elektrycznych.Niezależnie od tego, czy potrzeba jest obsługi wysokich napięć, minimalizacji strat energii lub zapewnienia stabilnego zasilania napięcia, wybór odpowiedniego rodzaju transformatora zapewnia optymalną wydajność.

Praca trójfazowych transformatorów

Rysunek 4: Praca trójfazowa transformator

Trzy rdzenie rozmieszczone w odległości 120 stopni są stosowane w trójfazowych transformatorach, aby zagwarantować skuteczną interakcję strumieni magnetycznych generowanych przez uzwojenia pierwotne.Rdzeń transformatora obsługuje strumień magnetyczny generowany przez prądy IR, IY i IB w uzwojeniach pierwotnych.Prądy te tworzą strumienie magnetyczne ɸr, ɸy i ɸb.Prążki te połączone z trójfazowym zasilaczem indukują strumień magnetyczny w rdzeniach.

W zrównoważonym systemie suma prądów trójfazowych (IR + IY + IB) wynosi zero, co prowadzi do zerowego połączonego strumienia magnetycznego (ɸr + ɸy + ɸb) w środkowej nodze.Zatem transformator może funkcjonować bez środkowej nogi, ponieważ inne nogi obsługują strumień niezależnie.Trójfazowe transformatory równomiernie rozkładają moc w trzech fazach, zmniejszając straty energii i zwiększając stabilność zasilania.Równowaga strumienia w strukturze rdzeniowej wymaganej do wydajnego działania transformatora.Rozkład strumienia magnetycznego w rdzeniu trójfazowego transformatora musi być zrównoważony, aby go działał.120-stopniowe umieszczenie rdzeni i precyzyjna indukcja prądów zapewniają skuteczne działanie.

Trójfazowe połączenia transformatora

Aby spełnić różne wymagania, trójfazowe uzwojenia transformatora można sprzężyć na różne sposoby.„Star” (Wye), „Delta” (MESH) i „Interconnected-Star” (Zig-Zag) to trzy podstawowe typy połączeń.Kombinacje mogą obejmować pierwotne połączone delta z wtórnym połączeniem gwiazdy lub odwrotnie, w zależności od aplikacji.

Rysunek 5: Połączenia transformatora trójfazowego

Delta/Delta Connection

Połączenie Delta/Delta jest szeroko stosowane, gdy wymagane jest pojedyncze napięcie wtórne lub gdy obciążenie pierwotne składa się głównie z urządzeń trójfazowych.Ta konfiguracja jest powszechna w ustawieniach przemysłowych z dużymi trójfazowymi obciążeniami silnikowymi działającymi przy 480 V lub 240 V oraz z minimalnymi potrzebami oświetleniowymi i gniazdami 120 V.Stosunek zakrętów między uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi jest zgodny z wymaganymi napięciami, dzięki czemu ta konfiguracja jest mniej odpowiednia dla różnych transformacji napięcia.

Rysunek 6: Symbol transformatora delta/delta

Rysunek 7: Schemat połączenia dla transformatora delta/delta

Zalety

Połączenie Delta/Delta oferuje kilka zalet.Jedną z korzyści jest zmniejszony prąd fazowy, który wynosi tylko 57,8% prądu linii.Ta redukcja pozwala na mniejsze przewody dla każdego transformatora jednopoziomowego w porównaniu z przewodami liniowymi dostarczającymi obciążenie trójfazowe, obniżające koszty materiału i uproszczenie systemu.Ponadto prądy harmoniczne mają tendencję do anulowania, poprawiając zdolność transformatora do izolowania szumu elektrycznego między obwodami pierwotnymi i wtórnymi.Powoduje to stabilne napięcie wtórne z minimalnymi wahaniami podczas wzrostu obciążenia.Jeśli transformator jednofazowy nie powiedzie się, system może nadal zapewniać napięcie trójfazowe poprzez konfigurację otwartej delty, choć przy zmniejszonej pojemności 58%.

Niedogodności

Pomimo tych korzyści połączenie Delta/Delta ma znaczące wady.Zapewnia tylko jedno napięcie wtórne, które może wymagać dodatkowych transformatorów dla różnych potrzeb napięcia, zwiększania złożoności systemu i kosztów.Podstawowe przewodniki uzwojenia muszą być izolowane dla pełnego napięcia pierwotnego, co wymaga dodatkowej izolacji do zastosowań o wysokim napięciu.Kolejną wadą jest brak wspólnego punktu naziemnego po stronie drugorzędnej, co może prowadzić do wysokich napięć do gruntu, stanowiące zagrożenia bezpieczeństwa i potencjalne uszkodzenia sprzętu.

Połączenie Delta/Wye

Połączenie Delta/Wye jest powszechną konfiguracją transformatora stosowaną na różnych wtórnych napięciach.Jest świetny dla systemów, które muszą jednocześnie zapewnić różne poziomy napięcia.Na przykład w fabrykach i budynkach komercyjnych często istnieje potrzeba wysokiego napięcia na ciężkie maszyny i niższe napięcie do oświetlenia i gniazdek ogólnych.Typowe zastosowanie może obejmować dostarczenie 208 V dla silników i 120 V dla świateł i gniazd.Połączenie Delta/Wye dobrze obsługuje te różne potrzeby napięcia.

W tej konfiguracji uzwojenie pierwotne znajduje się w kształcie delta (δ), a wtórne uzwojenie jest w kształcie Wye (Y).Połączenie Delta po stronie pierwotnej jest dobre do obsługi obciążeń o dużej mocy, zapewniając silny i stabilny zasilacz.Jest to przydatne w warunkach przemysłowych z dużymi silnikami i ciężkim sprzętem.Układ delta pomaga również zmniejszyć niektóre rodzaje szumu elektrycznego, zapewniając czystszy zasilanie do podłączonych urządzeń.

Rysunek 8: Symbol dla transformatora Delta/Wye

Rysunek 9: Schemat połączenia dla transformatora Delta/Wye

Zalety

Połączenie WYE umożliwia wtórne napięcie linii wynosi 1,73 razy większe przy tej samej liczbie zakrętów na uzwojeniach pierwotnych i wtórnych każdego transformatora jednofazowego, co jest korzystne dla zastosowań transformatora.Uzwojenia wtórne wymagają mniejszej izolacji, ponieważ nie muszą być izolowane dla pełnego napięcia linii wtórnej.Dostępność wielu napięć po stronie drugorzędnej może wyeliminować potrzebę dodatkowych transformatorów do dostarczania 120 V obciążeń w systemie trójfazowym o napięciu linii 208 V.Korzyścią jest obecność wspólnego punktu po stronie wtórnej do uziemienia systemu, ograniczając potencjał napięcia do uziemienia i zapobiegając przekroczeniu napięcia wtórnego.

Niedogodności

Jednak połączenie Delta/Wye ma swoje wady.Uzwojenia pierwotne muszą być izolowane dla pełnego napięcia linii trójfazowej, wymagające dodatkowej izolacji, szczególnie do zastosowań o wysokim napięciu.Wtórne połączenie WYE nie anuluje prądów harmonicznych, wpływając na stabilność i wydajność transformatora.Uzwojenia wtórne muszą nosić cały trójfazowy prąd linii, co oznacza, że ​​muszą być większe niż w systemie delta o takiej samej pojemności.

Połączenie Wye/Delta

Połączenie transformatora Y/δ, zwane również połączeniem Wye/Delta, jest powszechną konfiguracją w elektrycznych systemach zasilania.Jest to przydatne, gdy potrzebujesz pojedynczego napięcia wtórnego lub gdy głównym obciążeniem jest trójfazowy sprzęt, taki jak silniki przemysłowe i ciężkie maszyny.Ta konfiguracja jest również często stosowana w przesuwanych transformatorach do obniżenia wysokich napięć pierwotnych do bezpieczniejszych i bardziej wydajnych niższych napięć wtórnych.

W związku z tym uzwojenia pierwotne są ułożone w kształcie Wye (Y), przy czym każde uzwojenie jest połączone ze wspólnym punktem neutralnym, który jest zwykle uziemiony.Uzwojenia wtórne są ułożone w kształcie delta (δ), tworząc pętlę.Związki fazowe i poziomy napięcia są stabilizowane, podczas gdy moc trójfazowa jest przekształcana za pomocą tej konfiguracji.

Rysunek 10: Symbol transformatora Wye/Delta

Rysunek 11: Schemat połączenia dla transformatora Wye/Delta

Zalety

Współczynnik zakrętów powoduje wtórne napięcie linii, które jest zmniejszone o współczynnik 1,73 (lub 57,8%) z powodu połączenia WYE, co czyni go korzystnym dla zastosowań transformatorowych.Zapewnia to anulowanie wtórnych prądów harmonicznych, zapewniając doskonałą izolację hałasu między obwodami pierwotnymi i wtórnymi.Uzwojenia pierwotne nie muszą być izolowane dla pełnego napięcia linii trójfazowej, potencjalnie zmniejszając wymagania dotyczące izolacji podczas ustępowania z wysokich napięć.Moc trójfazowych może być nadal dostarczana przy użyciu otwartego systemu delta w przypadku awarii transformatora jednofazowego, ale przy 58% niższej pojemności.

Niedogodności

Połączenie Wye/Delta ma swoje wady.Podobnie jak połączenie Delta/Delta, oferuje tylko jedno napięcie wtórne, wymagające dodatkowych transformatorów dostarczania oświetlenia i obciążeń pojemników.Po stronie drugorzędnej nie ma wspólnego punktu naziemnego, co prowadzi do wysokich napięć do uziemienia.Pierwotne przewodniki uzwojenia muszą przenosić pełny trójfazowy prąd linii, wymagając większych przewodów w porównaniu z podstawową podstawą o tej samej pojemności.Wreszcie wspólny punkt uzwojenia pierwotnych Wye powinien być podłączony do neutralnego układu, aby uniknąć wahań napięcia z niezrównoważonymi obciążeniami.

Połączenie Wye/Wye

Połączenie transformatora Wye/Wye jest rzadko stosowane ze względu na jego przenoszenie szumu, zniekształcenie harmoniczne, zakłócenia komunikacji i niestabilność napięcia fazowego.W konfiguracji Wye/Wye neutralne punkty zarówno uzwojenia pierwotnych, jak i wtórnych są uziemione.Chociaż uziemienie zapewnia punkt odniesienia i może pomóc w równowadze obciążenia, pozwala również na przenoszenie szumu między obwodami pierwotnymi i wtórnymi.Oznacza to, że każdy szum elektryczny z jednej strony może łatwo przenieść się do drugiego, szkodząc wrażliwym sprzęcie elektronicznym i powodując nieefektywność.

Połączenia Wye/Wye są podatne na harmoniczne, które są niepożądanymi częstotliwościami, które zniekształcają prądy elektryczne i napięcia.Harmoniczne mogą pochodzić z obciążeń nieliniowych, takich jak prostowniki i dyski o zmiennej częstotliwości.W przeciwieństwie do innych konfiguracji, takich jak Delta/Wye, Wye/Wye Transformers nie anulują skutecznie tych harmonicznych.

Rysunek 12: Symbol dla transformatora Wye/Wye

Rysunek 13: Schemat połączenia dla transformatora Wye/Wye

Niedogodności

• Wrażliwy na niezrównoważone obciążenia, powodując niezrównoważone prądy w uzwojeniach, co może prowadzić do przegrzania i zmniejszenia wydajności.

• Mogą wystąpić krążące prądy neutralne, szczególnie w przypadku niezrównoważonych obciążeń, wymagających dodatkowych środków ochrony.

• Uziemianie transformatora Wye/Wye jest bardziej złożone w porównaniu z innymi konfiguracjami, co skutkuje pętlami naziemnymi i zagrożeniami bezpieczeństwa.

• Zniekształcenie napięcia z prądów harmonicznych generowanych przez obciążenia nieliniowe mogą wpływać na wydajność wrażliwego sprzętu i może wymagać dodatkowych miar filtrowania lub łagodzenia.

• Wdrożenie transformatora WYE/WYE może być droższe ze względu na złożoność połączeń i dodatkowe środki związane z rozwiązaniem problemów, takich jak niezrównoważone obciążenia i prądy neutralne.

Otwórz połączenie Delta lub V-V

Rysunek 14: Otwórz połączenie Delta lub V-V

Dwa transformatory jednofazowe są używane w otwartym połączeniu Delta.Ta konfiguracja jest przydatna, gdy jeden transformator rozkłada się lub wymaga konserwacji.Mimo że początkowa konfiguracja zastosowała trzy transformatory, pozostałe dwa mogą nadal zapewnić moc trójfazową, ale przy zmniejszonej pojemności 58%.

W tym układzie główne uzwojenia dwóch transformatorów są połączone w delcie z otwartą jedną nogą.Napięcia fazowe VAB i VBC są wytwarzane w wtórnych uzwojeniach dwóch transformatorów, podczas gdy VCA powstaje z wtórnych napięć pozostałych dwóch transformatorów.W ten sposób trójfazowy zasilacz może nadal działać z zaledwie dwoma transformatorami zamiast trzema.

Po przejściu z zrównoważonego połączenia delta-delta z otwartą deltę, każdy transformator musi obsłużyć znacznie więcej prądu.Wzrost ten wynosi około 1,73 razy normalną ilość, co może przeciążyć transformatory o 73,2% więcej niż ich normalna pojemność.Aby zapobiec przegrzaniu i uszkodzeniu podczas konserwacji, należy zmniejszyć obciążenie o ten sam współczynnik 1,73.

Jeśli oczekuje się, że jedna faza wyjdzie, otwarte połączenie Delta może być używane do utrzymania działania podczas pracy nad transformatorami.

Scott Connection

Rysunek 15: Scott Connection

Aby utworzyć napięcia dwufazowe z przesunięciem fazowym o 90 °, połączenie Scott trójfazowego transformatora używa dwóch transformatorów: jeden ma centralny kran na obu uzwojeniach, a drugi ma 86,6% kranu.Ta konfiguracja umożliwia konwersję mocy między systemami jedno- i trójfazowymi z zaledwie dwoma transformatorami.

Dwa transformatory są magnetycznie oddzielne, ale podłączone elektrycznie.Transformator pomocniczy łączy się równolegle z przesunięciem fazowym 30 °, podczas gdy główny transformator otrzymuje napięcia zasilania trójfazowego na uzwojeniu pierwotnym.W przypadku obciążeń jednofazowych uzwojenia są połączone równolegle po stronie drugorzędnej.Napięcie źródłowe trafia do połączonych wtórnych, aby zmienić jednofazę na trójfazę, co daje zrównoważone wyjście trójfazowe.

Utrzymując oddzielenie rdzeni transformatorów, ta separacja magnetyczna pozwala dwóm transformatorom utworzyć trzecie napięcie fazowe potrzebne do elektryczności trójfazowej bez przeciążenia.W celu zmiany jednofazowej na trójfazowe lub trójfazowe na jednofazowe napięcie z mniejszą liczbą części, połączenie Scott jest opłacalnym wyborem.Połączenie Scotta jest często używane do konwersji systemów trójfazowych na systemy dwufazowe.

Zig-Zag Trójfazowe połączenie

Połączenie transformatora zygzakowatego polega na podzieleniu każdej fazowej wiązania na dwie równe połówki, z pierwszą połową na jednym rdzeniu i drugiej połowie na innym rdzeniu.Ten wzór powtarza się dla każdej fazy, co skutkuje częściami dwóch faz na każdej kończynie, z jednym uzwojeniem na każdej kończynie połączonej w punktach końcowych.

Po zastosowaniu zrównoważonych napięć system pozostaje pasywny, z indukowanymi napięciami anulując się nawzajem, ustalając transformator jako wysoką impedancję do dodatnich i ujemnych napięć sekwencji.Podczas stanów niezrównoważonych, takich jak uskoki naziemne, uzwojenia zapewniają niską ścieżkę impedancji dla zerowych prądów sekwencji, dzieląc prąd na trzy i zwracając go na odpowiednie fazy.Impedancję można dostosować do ustawienia maksymalnego prądu uziemienia lub transformatora można użyć z rezystorem uziemienia w celu utrzymania spójnej wartości w systemie średniego napięcia.

Rysunek 16: Zig-Zag Trójfazowy połączenie

Transformatory typu suche i wypełnione cieczy

Trójfazowe transformatory dzielą się na dwie główne kategorie: transformatory typu suchego i transformatory wypełnione cieczą.Każdy typ ma unikalne cechy oparte na ich metodach chłodzenia i konstrukcji.

Transformatory typu suchego

Rysunek 17: Transformator typu suchego

Transformatory typu suchego używają powietrza do chłodzenia.Są one podzielone na transformatory z otwartą ramą i transformatory cewki odlewu.

Transformatory otwartej ramki: Transformatory otwartych ramy ujawniły rdzenie i cewki impregnowane żywicą i są zaprojektowane do zamkniętych przestrzeni.Zazwyczaj obsługują napięcia do 1000 V i zasilają do 500 kVa.Ich konstrukcja umożliwia wydajne chłodzenie, dzięki czemu są odpowiednie dla środowisk wymagających niskiego hałasu i minimalnej konserwacji.Jednak ich odsłonięty charakter wymaga kontrolowanego środowiska, aby uniknąć zanieczyszczenia.

Transformatory cewek odlewanych: W transformatorach cewek odlewanych każda cewka jest solidnie odlewana w epoksydie, zapewniając lepszą ochronę i niezawodność.Mogą obsługiwać napięcia do 36,0 kV i zasilać do 40 MVA.Ekapsulacja epoksydowa zapewnia doskonałą izolację, siłę mechaniczną i odporność na wilgoć i zanieczyszczenia.To sprawia, że ​​są idealne do ustawień przemysłowych i zewnętrznych.

Transformatory wypełnione cieczą

Rysunek 18: Transformator wypełniony cieczą

Transformatory wypełnione cieczy zanurzone są w oleju mineralnego wewnątrz metalowych pojemników z uszczelnionymi próżniowo.Olej służy jako podłoże chłodzenia i izolacyjne.Transformatory te są odpowiednie do zastosowań o wyższej mocy i napięcia, z ocenami od 6,0 ​​kV do 1500 kV i zasilania do 1000+ MVA.Olej mineralny zapewnia doskonałą wydajność chłodzenia i izolację, co czyni je idealnymi do zastosowań przemysłowych i użytecznych o wysokim popycie.

Pojemniki uwięzione próżniowo chronią komponenty przed czynnikami środowiskowymi, zapewniając trwałość i niezawodność.Transformatory wypełnione cieczą są preferowane do rozkładu mocy na dużą skalę ze względu na ich zdolność do obsługi wysokich obciążeń i utrzymania stabilnej wydajności.Aby utrzymać płynne działanie i uniknąć przegrzania, ciepło musi być odpowiednio rozproszone przez zanurzenie oleju.

Wniosek

Trójfazowe konstrukcje transformatorów, zarówno typu rdzenia, jak i powłoki, cenne w zarządzaniu strumieniem magnetycznym i zmniejszaniu strat.Transformatory typu rdzeniowego są odpowiednie do operacji wysokiego napięcia, podczas gdy transformatory typu powłoki oferują lepszą stabilność fali i wydajność.Ich zasady operacyjne, w tym zrównoważony rozkład strumienia magnetycznego i 120-stopniowe umiejscowienie rdzenia, zapewniają wydajność i zmniejszone straty energii.Specjalistyczne połączenia, takie jak Scott i Zig-Zag, zwiększają ich wszechstronność dla określonych aplikacji.Wybór między transformatorami typu suchego i wypełnionych cieczą zależy od potrzeb chłodzenia, poziomów napięcia i warunków środowiskowych.Zrozumienie szczegółów technicznych i korzyści różnych typów i konfiguracji transformatorów umożliwia inżynierom optymalizację systemów zasilania pod kątem stabilności, wydajności i długowieczności.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Co się stanie, jeśli silnik 3-fazowy straci fazę?

Gdy silnik 3-fazowy traci jedną z swoich faz, stan ten jest znany jako pojedyncze fazowanie.Silnik będzie starał się kontynuować działalność, ale doświadczy kilku działań niepożądanych.Po pierwsze, silnik wytwarza mniejszą moc i biegnie ze zwiększonymi wibracjami i hałasem.Przyciągnie również więcej prądu na pozostałych dwóch fazach, co prowadzi do przegrzania i potencjalnego uszkodzenia uzwojeń silnika.Jeśli pozostanie w tych warunkach, silnik może ponieść szkody, a jego długość życia zostanie zmniejszona.Praktycznie operatorzy zauważą nietypowy dźwięk, zmniejszoną wydajność i ewentualnie wzrost temperatury obudowy silnika.

2. W czym zwykle łączy się transformatory trójfazowe?

Trójfazowe transformatory są połączone w konfiguracji delta (δ) lub Wye (Y).Połączenie Delta tworzy zamkniętą pętlę z każdym uzwojeniem transformatora podłączonym do końca, tworząc trójkąt.Połączenie WYE łączy każde uzwojenie transformatora ze wspólnym punktem neutralnym, tworząc kształt „Y”.Konfiguracje te wpływają na poziomy napięcia, rozkład obciążeń i metodę uziemienia w układzie elektrycznym.

3. Jakie są terminale 3-fazowego transformatora?

Transformator 3-fazowy ma sześć zacisków po stronie pierwotnej i sześć po stronie drugorzędnej.Terminale te odpowiadają trzem fazom (A, B i C) i ich odpowiednim końce (H1, H2, H3 dla strony pierwotnej i X1, x2, x3 dla strony wtórnej).Jeśli transformator jest skonfigurowany w połączeniu Wye (Y), może istnieć również neutralny terminal zarówno po stronie pierwotnej, jak i wtórnej.

4. Ile przewodów ma transformator 3-fazowy?

Transformator 3-fazowy ma trzy główne przewody i trzy druty wtórne, jeśli podłączone w konfiguracji Delta-Delta lub Delta-Wye.Jeśli jest podłączony do konfiguracji Wye-Wye lub Wye-Delta, może istnieć dodatkowy przewód neutralny po stronie pierwotnej, drugorzędnej lub obu.Zatem może mieć od trzech do czterech przewodów z każdej strony, w zależności od konfiguracji i obecności neutralnych połączeń.

5. Ile kabli za 3-fazę?

System 3-fazowy wykorzystuje trzy kable zasilania, z których każda niosą jedną fazę zasilania elektrycznego.Jeśli system zawiera neutralny drut, będzie miał w sumie cztery kable.W przypadku systemów zawierających drut Ziemi (uziemiony) może być w ogóle pięć kabli: trzyfazowe przewody, jeden przewód neutralny i jeden drut uziemienia.

6. Co się stanie, jeśli jedna faza 3-fazowego transformatora zawiedzie?

Jeśli jedna faza 3-fazowego transformatora zawiedzie, może to prowadzić do kilku problemów.Transformator nie będzie w stanie dostarczyć zrównoważonej mocy trójfazowej, co powoduje niezrównoważone obciążenie.Ten warunek może powodować przegrzanie, zwiększony prąd w pozostałych fazach i możliwe uszkodzenie połączonego sprzętu.Jakość energii ulegnie pogorszeniu, co prowadzi do potencjalnej awarii lub awarii urządzeń opartych na mocy trójfazowej.Operatorzy zauważą spadek wydajności, zwiększony szum i możliwe przeciążenie układu elektrycznego.

7. Jakie jest najczęstsze połączenie 3-fazowe?

Najczęstszym połączeniem 3-fazowym jest połączenie Delta-Wye (δ-y).W tej konfiguracji uzwojenie pierwotne jest podłączone do układu delta, a wtórne uzwojenie jest podłączone w układzie Wye.Ta konfiguracja jest szeroko stosowana, ponieważ pozwala na transformację napięć i zapewnia neutralny punkt uziemienia, który zwiększa bezpieczeństwo i stabilność w układzie dystrybucji elektrycznej.

8. Wspomnij o zastosowaniach 3-fazowych transformatorów.

Dystrybucja mocy: są one cenne w transmisji i rozkładu energii elektrycznej na duże odległości, zmniejszając poziomy napięcia w celu bezpiecznego użytku mieszkalnego, komercyjnego i przemysłowego.

Sprzęt przemysłowy: Wiele maszyn przemysłowych i napędów motorowych wymaga trójfazowej mocy do wydajnego działania, dzięki czemu te transformatory są dobrymi w warunkach przemysłowych.

Systemy HVAC: duże systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji często wykorzystują trzyfazową moc dla swoich sprężarek i silników.

Systemy energii odnawialnej: są one wykorzystywane w konfiguracjach energii odnawialnej, takich jak elektrownie wiatrowe i słoneczne, w celu wydajnego przekształcania i dystrybucji generowanej energii.

Siły elektryczne: odgrywają rolę w podstacjach i siatkach mocy, zmniejszając wysokie napięcia transmisji do niższych poziomów dystrybucji.