Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор можно представить себе как состоящий из трех отдельных однофазных трансформаторов, соединенных друг с другом. В однофазном трансформаторе первичная и вторичная обмотки расположены на одной ноге замкнутого железного сердечника. Функция трансформатора сохраняется, если обмотки расположены одна над другой только на одной из двух ножек сердечника. Эти три однофазных трансформатора могут быть соединены вместе с помощью свободных ножек сердечника, при этом магнитные потоки, каждый из которых смещен на 120 градусов, накладываются друг на друга.

Магнитный поток и форма конструкции

Если три фазы звездной цепи нагружены одинаково, общий нейтральный проводник остается свободным от тока, поскольку сумма токов в нем в среднем равна нулю с течением времени из-за положения фаз. Магнитный поток пропорционален протекающему току, а это значит, что магнитные потоки аннулируют друг друга в общей жиле. Поэтому свободную от обмоток ножку общего сердечника можно не использовать, и тогда для трехфазного трансформатора потребуется только трехногий сердечник EI.

Обозначения напряжения и расположение обмоток

Напряжения на первичной стороне трехфазного трансформатора называются верхним напряжением, а на вторичной стороне — нижним. Входное и выходное напряжение может быть соединено в треугольник или звезду. Более высокое верхнее напряжение обычно находится на внешней обмотке, которая обеспечивает лучшую электрическую изоляцию от сердечника.

Группы коммутации и типы соединений

Тип цепи, также известный как группа коммутации, описывает соединение первичной и вторичной сторон. Трехфазные генераторы, соединенные звездой, имеют четыре соединения: три фазных проводника и один нейтральный проводник. Нейтральный проводник можно не использовать для транспортировки энергии в высоковольтной сети, если вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник. В низковольтной или бытовой сети напряжение преобразуется вниз. Если вторичные обмотки соединены в звезду, создается четырехпроводная трехфазная система с нейтральным проводником. Это означает, что одновременно могут работать три независимые однофазные сети.

Назначение групп переключения

Типы коммутации трехфазных трансформаторов обозначаются заглавными буквами для первичной обмотки и строчными буквами для вторичной обмотки, за которыми следует цифра.
Y / y: соединение звездой
D / d: соединение треугольником

Число, умноженное на 30 градусов, указывает на фазовый угол между первичной и вторичной сторонами.

Звездное соединение — свойства

Соединение звездой имеет то преимущество, что напряжение трех проводников на соединенных обмотках приводит к более низкому фазовому напряжению.
Фазное напряжение = напряжение проводника / √3
Фазный ток = ток проводника

Однако если какой-то сегмент выходит из строя, это приводит к очень неблагоприятному распределению мощности, что часто приводит к выходу из строя всего трансформатора.

Дельта-соединение — свойства

При соединении треугольником действует следующее:
Напряжение на проводнике = фазное напряжение
Ток проводника = √3 × фазный ток.

Если один из сегментов выходит из строя, трансформатор продолжает работать, обеспечивая около 66% трехфазной мощности.

Дополнительную информацию см. в разделе Группа переключения