Driefasige transformator

Een driefasige transformator kan worden voorgesteld als bestaande uit drie afzonderlijke eenfasige transformatoren die met elkaar verbonden zijn. In een eenfasige transformator zijn de primaire en secundaire wikkelingen elk op één been van de gesloten ijzeren kern geplaatst. De functie van de transformator blijft behouden als de wikkelingen boven elkaar op slechts één van de twee kernpoten zijn aangebracht. Deze drie enkelfasige transformatoren kunnen met hun vrije kernpoten worden samengevoegd, waarbij de magnetische fluxen, elk 120 graden verschoven, over elkaar heen komen te liggen.

Magnetische flux en ontwerpvorm

Als de drie fasen van een sterschakeling op dezelfde manier worden belast, blijft de gemeenschappelijke nulleider stroomvrij, omdat de som van de stromen in de loop van de tijd gemiddeld nul is door de faseposities. De magnetische flux is evenredig met de stroom, wat betekent dat de magnetische fluxen in het been van de gemeenschappelijke kern elkaar opheffen. De wikkelingsvrije gemeenschappelijke kernpoot kan daarom weggelaten worden, zodat de driefasige transformator alleen een driepoots EI-kern nodig heeft.

Spanningsaanduidingen en wikkeling

De spanningen aan de primaire zijde van een driefasentransformator worden de bovenspanning en de onderspanning aan de secundaire zijde genoemd. De ingangs- en uitgangsspanning kunnen in een driehoek- of sterschakeling worden aangesloten. De hogere bovenspanning bevindt zich meestal op de buitenste wikkeling, die een betere elektrische isolatie van de kern biedt.

Schakelgroepen en verbindingstypes

Het type schakeling, ook wel schakelgroep genoemd, beschrijft de aansluiting van de primaire en secundaire zijde. Driefasige sterschakelde generatoren hebben vier aansluitingen: drie fasegeleiders en één nulgeleider. Voor het transport van energie in het hoogspanningsnet kan de nulleider weggelaten worden als de secundaire wikkelingen van de transformator in een driehoek geschakeld zijn. In het laagspannings- of huishoudnet wordt de spanning naar beneden getransformeerd. Als de secundaire zijde in een sterschakeling is aangesloten, wordt er een vierdraads driefasensysteem gecreëerd met de nulleider. Dit betekent dat er drie onafhankelijke eenfasige netwerken tegelijkertijd kunnen werken.

Aanwijzing van de schakelgroepen

De schakeltypes van de driefasentransformatoren worden aangeduid met hoofdletters voor de primaire zijde en kleine letters voor de secundaire zijde, gevolgd door een nummer.
Y / y: Ster-aansluiting
D / d: Deltaschakeling

Het getal, vermenigvuldigd met 30 graden, geeft de fasehoek tussen de primaire en secundaire zijde aan.

Sterverbinding – eigenschappen

De sterschakeling biedt het voordeel dat de drie geleiderspanningen op de gekoppelde wikkelingen tot lagere fasespanningen leiden.
Fasespanning = geleiderspanning / √3
Fasestroom = geleiderstroom

Als er echter een segment uitvalt, resulteert dit in een zeer ongunstige stroomverdeling, wat vaak leidt tot het uitvallen van de hele transformator.

Delta-aansluiting – eigenschappen

In de driehoekschakeling geldt:
Geleiderspanning = fasespanning
Geleidersstroom = √3 × fasestroom

Als een segment uitvalt, blijft de transformator grotendeels operationeel met ongeveer 66% van zijn driefasig vermogen.

Voor meer informatie, zie schakelgroep