Třífázový systém se používá k výrobě, přenosu a distribuci elektrické energie. Generuje energii ve velkém měřítku, aby vyhovovala potřebám průmyslových a komerčních zařízení. Tři identické jednofázové transformátory jsou vhodně připojeny nebo kombinovány na jednom jádru a tvoří třífázový systém.Na základě různých typů průmyslových potřeb se pro výrobu, přenos a distribuci elektrické energie používají krokové a sestupné transformátory.Budování třífázové transformátor jednotka je ekonomická, protože spotřebovává méně materiálu ve srovnání s připojením tří jednotlivých jednofázových transformátorů. Třífázový systém navíc přenáší střídavé napájení místo stejnosměrného a je snadno konstruovatelný.
Co je třífázový transformátor?
Jak je známo, jednofázový transformátor je zařízení, které je schopné přenášet elektrickou energii z jednoho obvodu do jednoho nebo více obvodů na základě koncepce vzájemné indukce. Skládá se ze dvou cívek - primární a sekundární cívky, která pomáhá transformovat energii. Primární cívka je připojena k jednofázovému napájení, zatímco sekundární je připojena k zátěži.
Podobně se třífázový transformátor skládá ze tří primárních cívek a tří sekundárních cívek a je reprezentován jako 3fázový nebo 3ɸ. Třífázový systém lze zkonstruovat pomocí tří samostatných identických jednofázových transformátorů a takový třífázový transformátor je známý jako banka tří transformátorů. Na druhou stranu lze třífázový transformátor postavit na jednom jádře. Vinutí transformátoru lze připojit buď v delta, nebo wye konfiguraci. Práce třífázového systému je podobná jednofázovému transformátoru a běžně se používají v elektrárnách.
Konstrukce třífázového transformátoru
Schéma třífázového transformátoru je znázorněno na obrázku níže.
Schéma třífázového transformátoru
Třífázový transformátor jedné jednotky se používá široce, protože je lehčí, levnější a zabírá méně místa než banka tří jednofázových transformátorů. Konstrukce třífázového transformátoru je dvou typů: jádrový a skořepinový.
Konstrukce jádrového typu
V tomto typu konstrukce jsou tři jádra a dvě třmeny. Každé jádro má primární i sekundární vinutí spirálně zraněné, jak je znázorněno na obrázku. Každá noha jádra nese vinutí vysokého i nízkého napětí. Jádro je laminováno, aby se minimalizovaly ztráty vířivých proudů na jádře a jho. Protože je jednodušší laminovat vinutí nízkého napětí (LV) než vinutí vysokého napětí (HV). Vinutí NN jsou umístěna v blízkosti jádra s příslušnou izolací a olejovými kanály mezi nimi, zatímco vinutí VN jsou umístěna nad vinutími NN s vhodnou izolací a olejovými kanály mezi nimi.
Transformátor typu jádra
Transformátor typu pláště
Třífázový plášťový transformátor je obecně konstruován stohováním tří jednotlivých jednofázových transformátorů. Tři fáze transformátoru pouzdra jsou nezávislé na transformátoru jádrového typu, přičemž každá fáze má samostatný magnetický obvod. Tyto magnetické obvody jsou navzájem paralelní a tok indukovaný každým vinutím je ve fázi. Transformátor typu shellu je vysoce upřednostňovaný, protože průběhy napětí jsou méně zkreslené.
Transformátor typu pláště
Práce třífázových transformátorů
Obrázek níže ukazuje třífázový transformátor, ve kterém jsou tři jádra umístěna ve vzdálenosti 120 ° od sebe. Tento obrázek je zjednodušený a zobrazuje pouze primární vinutí a jejich připojení k třífázovému napájecímu zdroji. Jakmile je třífázové napájení vzrušeno, proudy IR, IY a IB jsou přenášeny primárními vinutími, a tak indukují toky ɸR, ɸY a ɸB jednotlivě v každém jádře. Střední noha bude nést součet všech toků a střední noha kombinuje všechny nohy jádra.
Například pokud je součet proudů IR + IY + IB v třífázovém systému nulový, pak se součet všech tří toků také stane nulovým, což má za následek, že středová noha nebude mít žádný tok. Odstranění středového ramene proto nemá žádný vliv na jiné podmínky transformátoru.
Práce třífázového transformátoru
Připojení třífázových transformátorů
Níže je popsáno různé připojení třífázového transformátoru.
Primární konfigurace | Sekundární konfigurace |
Wye | Wye |
Wye | Delta |
Delta | Wye |
Delta | Delta |
Konfigurace Wye a Delta se používají pro třífázové transformátory, protože připojení Wye poskytují možnosti mít více napětí, zatímco konfigurace delta nabízejí vysokou spolehlivost. Fázový diagram Wye a Delta je uveden níže. U připojení Wye musí být všechny minusové nebo plusové body vinutí spojeny dohromady. V delta zapojení jsou však polarity vinutí spojeny obráceně. Fázový rozdíl mezi libovolnými dvěma fázemi je 120˚.
Fázová vinutí
Spojení Wye-Wye
Schéma Y-Y připojených transformátorů je uvedeno níže. Může sloužit jak pro jednofázové, tak pro třífázové zátěže. V této souvislosti jsou všechna vinutí končící tečkami připojena k fázím A, B a C, zatímco koncovky bez teček jsou spojeny, aby se staly středy konfigurace „Y“.
Spojení Wye Wye
Připojení Wye-Delta
Spojení Y-Delta zobrazené na obrázku níže ukazuje, že sekundární vinutí (která jsou na obrázku dole ve spodní části) jsou spojena a tvoří řetěz. Vinutí s bodovým připojením na jedné straně jsou spojena s nedotykovým připojením na druhé straně a tvoří smyčku „Delta“.
Spojení Wye Delta
Připojení Delta-Wye
Zapojení Delta-Y je znázorněno na obrázku níže. Tento typ konfigurace umožňuje, aby sekundární zařízení připojené k wye připojilo více napětí, například line-to-line nebo neutrál. Protože konfigurace delta-wye představuje 30˚ fázový posun mezi primárním a sekundárním, nelze ji použít k paralelnímu připojení s konfiguracemi delta-delta a Y-Y.
Připojení Delta Wye
Připojení Delta-Delta
Schéma zapojení delta-delta je uvedeno níže. Tato připojení lze provést buď třemi stejnými jednofázovými transformátory, nebo jedním třífázovým transformátorem. Konfigurace delta-delta je preferována kvůli své inherentní spolehlivosti.
Připojení Delta Delta
Výhody / nevýhody třífázového transformátoru
Níže jsou popsány výhody a nevýhody třífázového transformátoru.
Výhody třífázového transformátoru
- Instalace vyžaduje méně místa a instalace je snazší
- Menší hmotnost a menší velikost
- Vyšší účinnost
- Nízké náklady
- Náklady na dopravu jsou nízké
Nevýhody třífázového transformátoru
- Celá jednotka se vypne v případě poruchy nebo ztráty v kterékoli jednotce transformátoru, protože všechny tři jednotky sdílejí společné jádro.
- Náklady na opravy jsou vyšší
- Náklady na náhradní jednotky jsou vysoké
Časté dotazy
1). Uveďte použití 3fázového transformátoru
Třífázové transformátory se používají v elektrických sítích, výkonových transformátorech a jako distribuční transformátory
2). Jaké jsou typy 3fázového transformátoru?
Čtyři typy třífázových transformátorů zahrnují: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) a Delta-Star (Dy)
3). Co se stane, když 3fázový motor ztratí fázi?
Pokud 3fázový motor během provozu ztratí fázi, motor bude i nadále pracovat při nižší rychlosti a zažívá vibrace. Proud také prudce stoupá v dalších fázích, což vede k vnitřnímu ohřevu součástí motoru.
4). Za jakých podmínek funguje delta / wye uspokojivě?
Spojení wye-delta funguje uspokojivě s velkým nevyváženým a vyváženým zatížením. Může pracovat s třetími harmonickými složkami kvůli cirkulujícím proudům v deltě.
5). Co je pro připojení Wye-Wye fázový posun?
Fázový posun je 0 stupňů.
Ačkoli jednofázový transformátor preferuje většina průmyslových odvětví, není vhodný pro velkou distribuci energie. Proto třífázové systémy používají velká průmyslová odvětví k výrobě energie ve velkém měřítku.
V tomto článku jsme diskutovali o různých výhodách a několika nevýhodách, které nabízí 3fázový transformátor . Zaměřili jsme se také na třífázový transformátor a jeho konstrukci a různé konfigurace. Zde je otázka, jaká je funkce třífázového transformátoru?
