Trifazni sistem se uporablja za generiranje, prenos in distribucijo električne energije. V velikem obsegu proizvaja električno energijo za potrebe industrij in trgovskih obratov. Trije enaki enofazni transformatorji so primerno povezani ali kombinirani na enem jedru, da tvorijo trifazni sistem.Na podlagi različnih vrst industrijskih potreb se za proizvodnjo, prenos in distribucijo električne energije uporabljajo transformatorji za povečanje in zmanjševanje.Zgradba trifaze transformator enota je varčna, saj porabi manj materiala v primerjavi s priključitvijo treh posameznih enofaznih transformatorjev. Poleg tega trifazni sistem prenaša izmenično napajanje namesto enosmernega in je enostaven za izdelavo.
Kaj je trifazni transformator?
Kot je znano, je enofazni transformator naprava, ki lahko na podlagi koncepta medsebojne indukcije prenese električno energijo iz enega vezja v eno ali več vezij. Sestavljen je iz dveh tuljav - primarne in sekundarne tuljave, ki pomagata transformirati energijo. Primarna tuljava je priključena na enofazno napajanje, sekundarna pa na obremenitev.
Podobno je trifazni transformator sestavljen iz treh primarnih tuljav in treh sekundarnih tuljav in je predstavljen kot 3-fazni ali 3ɸ. Trifazni sistem je mogoče zgraditi s pomočjo treh posameznih enakih enofaznih transformatorjev, tak 3-fazni transformator pa je znan kot banka treh transformatorjev. Po drugi strani pa je trifazni transformator lahko zgrajen na enem jedru. Navitja transformatorja so lahko priključena bodisi v trikotni ali wye konfiguraciji. Delovanje 3-faznega sistema je podobno kot pri enofaznem transformatorju in so običajno zaposleni v elektrarnah.
Trifazna konstrukcija transformatorja
Diagram trifaznega transformatorja je prikazan na spodnji sliki.
Trifazni diagram transformatorja
Trifazni transformator ene enote se pogosto uporablja, ker je lažji, cenejši in zavzema manj prostora kot breg treh enofaznih transformatorjev. Trifazna konstrukcija transformatorja je dveh vrst: tip jedra in lupina.
Gradnja jedrnega tipa
V tej vrsti konstrukcije so tri jedra in dva jarma. Vsako jedro ima tako primarna kot sekundarna navitja, spiralno ranjena, kot je prikazano na sliki. Vsaka noga jedra nosi visokonapetostne in nizkonapetostne navitja. Jedro je laminirano, da zmanjša izgube vrtinčnih tokov na jedru in jarmu. Ker je lažje laminiranje nizkonapetostnega (NN) navitja kot visokonapetostnega (HV) navitja. NN navitja so nameščena blizu jedra z ustreznimi izolacijami in oljnimi kanali med njimi, medtem ko so VN navitja nameščena nad NN navitji z ustrezno izolacijo in oljnimi kanali med njimi.
Transformator jedrnega tipa
Transformator tipa lupine
Trifazni lupinski transformator je praviloma izdelan z zlaganjem treh posameznih enofaznih transformatorjev. Tri faze lupinskega transformatorja so neodvisne od transformatorja jedrnega tipa, medtem ko ima vsaka faza svoj magnetni tokokrog. Ta magnetna vezja so vzporedna in pretok, ki ga povzroča vsako navitje, je v fazi. Shell transformator je zelo zaželen, saj so napetostne valovne oblike manj popačene.
Transformator tipa lupine
Delo trifaznih transformatorjev
Spodnja slika prikazuje trifazni transformator, pri katerem so tri jedra nameščena na 120˚ drug od drugega. Ta slika je poenostavljena tako, da prikazuje samo primarne navitja in njihovo povezavo s trifaznim napajalnikom. Takoj, ko se vzbudi trifazna napajalna napetost, primarni navitji prenašajo tokove IR, IY in IB in s tem inducirajo tokove ɸR, ɸY in ɸB v vsakem jedru. Sredinski krak bo imel vsoto vseh pretokov, srednji krak pa bo združil vse krake jedra.
Če je na primer vsota tokov IR + IY + IB v trifaznem sistemu enaka nič, potem tudi vsota vseh treh pretokov postane nič, zaradi česar sredinska noga ne prenaša. Zato odstranitev sredinske noge ne vpliva na druge pogoje transformatorja.
Delo trifaznega transformatorja
Trifazne povezave transformatorja
Spodaj so opisani različni trifazni priključki transformatorja.
Primarna konfiguracija | Sekundarna konfiguracija |
Joj | Joj |
Joj | Delta |
Delta | Joj |
Delta | Delta |
Konfiguracije Wye in Delta se uporabljajo za trifazne transformatorje, ker povezave Wye omogočajo več napetosti, medtem ko delta konfiguracije ponujajo visoko zanesljivost. Fazni diagram Wye in Delta je podano spodaj. Pri povezavi Wye so bodisi vse minus ali vse plus točke navitij povezane. Vendar pa so pri delta povezavi polarnosti navitja povezane obratno. Fazna razlika med obema fazama je 120˚.
Fazna navitja
Wye-wye povezava
Diagram Y-Y povezanih transformatorjev je prikazan spodaj. Lahko služi tako enofaznim kot trifaznim obremenitvam. V zvezi s tem so vsa navitja, ki se končajo s pikami, povezana s fazami A, B in C, medtem ko so konci brez pik povezani, da postanejo središča konfiguracije 'Y'.
Wye Wye povezava
Povezava Wye-Delta
Priključek Y-Delta, prikazan na spodnji sliki, kaže, da so sekundarna navitja (ki so spodaj na sliki) povezana v verigo. Navitja s pikčasto povezavo na eni strani so povezana z brez pik na drugi strani, da tvorijo zanko 'Delta'.
Wye Delta Connection
Povezava Delta-Wye
Povezava Delta-Y je prikazana na spodnji sliki. Ta vrsta konfiguracije omogoča, da s sekundarno povezavo, priključeno na wye, povežete več napetosti, na primer linijsko ali nevtralno. Ker konfiguracija delta-wye predstavlja fazni premik 30˚ med primarno in sekundarno, je ni mogoče uporabiti za vzporedno povezovanje s konfiguracijami delta-delta in Y-Y.
Delta Wye Connection
Povezava Delta-Delta
Diagram delta-delta povezave je prikazan spodaj. Te povezave lahko izvedemo s tremi enakimi enofaznimi transformatorji ali enim trifaznim transformatorjem. Konfiguracija delta-delta je prednostna zaradi njene zanesljivosti.
Delta Delta Connection
Prednosti / slabosti trifaznega transformatorja
Prednosti in slabosti trifaznega transformatorja so obravnavane v nadaljevanju.
Prednosti trifaznega transformatorja
- Za namestitev potrebuje manj prostora in je lažje namestiti
- Manjša teža in manjša velikost
- Večja učinkovitost
- Poceni
- Stroški prevoza so nizki
Slabosti trifaznega transformatorja
- Celotna enota se izklopi, če pride do napake ali izgube v kateri koli enoti transformatorja, saj si skupno enoto delijo vse tri enote.
- Stroški popravil so višji
- Stroški rezervnih enot so visoki
Pogosta vprašanja
1). Omenite uporabo 3-faznega transformatorja
Trifazni transformatorji se uporabljajo v električnih omrežjih, močnostnih transformatorjih in kot distribucijski transformatorji
2). Kakšne so vrste 3-faznih transformatorjev?
Štiri vrste trifaznih transformatorjev vključujejo: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) in Delta-Star (Dy)
3). Kaj se zgodi, če 3-fazni motor izgubi fazo?
Če med delovanjem trifazni motor izgubi fazo, motor še naprej deluje z manj hitrosti in doživlja vibracije. Tok se nenadoma poveča tudi v drugih fazah, kar vodi v notranje ogrevanje komponent motorja.
4). Pod katerimi pogoji delta / wye deluje zadovoljivo?
Povezava wye-delta deluje zadovoljivo pri velikih neuravnoteženih in uravnoteženih obremenitvah. Zaradi obtočnih tokov v delti lahko obvladuje komponente tretjih harmonikov.
5). Kakšen je fazni premik za povezavo Wye-Wye?
Fazni premik je 0 stopinj.
Čeprav ima enofazni transformator prednost v večini industrij, ni primeren za veliko distribucijo električne energije. Zato velike industrije uporabljajo 3-fazne sisteme za pridobivanje električne energije v velikem obsegu.
V tem članku smo razpravljali o različnih prednostih in nekaj slabostih, ki jih ponuja 3-fazni transformator . Osredotočili smo se tudi na trifazni transformator in njegovo konstrukcijo ter različne konfiguracije. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je funkcija trifaznega transformatorja?
