Бронированные трехфазные трансформаторы фактически уложены друг на друга, накрытые одножильным однофазным трансформатором. Асимметрия фаз отсутствует, а первичная и вторичная обмотки лежат на одном сердечнике. Поскольку поток удваивается на центральных витках, сечение сердечника должно соответственно увеличиться.
Вспомним выдающегося писателя СССР довоенного времени – Федора Ивановича Холуянова. Упрощенный рассказ приятнее для уха неподготовленного читателя, чем лучшее современное сочинение о трехфазных трансформаторах.
Трехфазный трансформатор средней мощности – не более 33,3 МВА с полным сопротивлением короткому замыканию не более 25 – 0,3Н/Вт%. N – номинальная мощность трансформатора (МВА), W – количество стержней сердечника.
Большой трехфазный силовой трансформатор – мощность до 100 МВА, импеданс выше, чем указано в формуле, приведенной для предыдущего класса продукции.
Трехфазный распределительный трансформатор – понижающая мощность до 2,5 МВА, с раздельными обмотками и охлаждением типа ON.
Соответствующая схема подключения определяется условиями эксплуатации устройства, к которым относятся электросеть, уровень напряжения, асимметрия нагрузки. На выбор схемы подключения также влияют экономические соображения.
Конструкция устройства
Трехфазные трансформаторы тока не обязательно должны иметь один трансформатор с общим магнитопроводом. Однако такие установки широко используются в государственном секторе.
Возможно преобразование трех отдельных однофазных трансформаторов, которые не имеют магнитного соединения, т.е. для каждой фазы предусмотрен отдельный магнитный контур.
Конструктивно трехфазный трансформатор представляет собой трехполосный магнитопровод с обмотками, расположенными на каждом стержне так же, как и в однофазных устройствах.
Представьте себе три однофазных трансформатора, расположенных рядом друг с другом так, что их три сердечника образуют один общий центральный сердечник. Первичная и вторичная обмотки накладываются на каждую из трех других шин.
Токи в катушках трансформатора будут создавать изменяющиеся во времени магнитные потоки, что приведет к замыканию каждой катушки в своей магнитной цепи. В центральном составном сердечнике магнитные потоки суммируются и в сумме дают ноль, поскольку эти потоки создаются симметричными трехфазными токами, относительно которых мы знаем, что сумма их мгновенных значений равна нулю в любой момент времени.
Предположим, что первичные обмотки всех стержней трансформатора абсолютно одинаковы и намотаны в одном направлении. Подключите все верхние концы катушки к нейтрали O, а нижние концы катушки подключите к трем клеммам трехфазной сети. Сердечники катушек изготовлены из листовой электротехнической стали. Для подавления вихревых токов и снижения магнитных потерь стальные листы перед сборкой изолируются лаком.
Соединительная группа U/D-1 второго трансформатора получается путем двойной маркировки двух фазных проводников первичной и тяговой обмоток стандартного трансформатора. Заводское обозначение выводов вторичной обмотки показано на чертеже буквой “T”.
Подключение 3-фазного трансформатора с соединением в звезду и треугольник
Звезда и треугольник – это основные способы соединения обмоток 3-фазных трансформаторов.
При соединении свободных проводов трех обмоток вместе их начала или концы образуют нейтральную точку. Оставшиеся свободные клеммы подключаются к трехфазной нагрузке или входному напряжению на трансформатор от линии электропередачи.
Соединение обмоток трансформатора звездой
Соединение обмотки треугольником осуществляется путем соединения конца одной обмотки с началом второй обмотки и конца второй обмотки с началом третьей обмотки, образуя последовательное соединение.
треугольное соединение
Точки соединения обмоток подключаются снаружи. Маркировка выводов трехфазного трансформатора и схема их подключения.
∆ – соединение обмоток трансформатора в треугольник.
Y – соединение обмоток трансформатора звездой.
Обозначение трехфазных трансформаторов
Подключение обмотки под линией означает обмотку с наименьшим напряжением, а над линией – обмотку с наибольшим напряжением.
Число указывает угол между векторами ЭМП в угловых единицах 30° градусов.
Маркировка указывает, что в первом случае высоковольтные обмотки соединены звездой, а низковольтные обмотки также соединены звездой. К обмотке низкого напряжения подключена точка “0”.
Диаграммы мощности для 3-фазных трансформаторов
Плотность тока в проводниках обмотки трансформатора может существенно повлиять на вес и стоимость трансформатора. Чем выше плотность тока в обмотках, тем меньше вес меди и, следовательно, стоимость трансформатора. С другой стороны, при увеличении плотности тока возрастают потери в меди обмоток и нагрев трансформатора.
Схема электроснабжения воздушной линии 2×25 кВ с трехфазным трансформатором и повышающими автотрансформаторами.
Схема электроснабжения воздушной контактной сети 2×25 кВ с трехфазным трансформатором и повышающими автотрансформаторами.
Простейшая схема электроснабжения воздушной линии 2×25 кВ представляет собой трехфазный трансформатор и повышающие автотрансформаторы. Особенностью схемы является то, что для повышения напряжения до 55 кВ используется обычный автотрансформатор линии АТ, который подключен к воздушной линии и фидерному проводу, а между воздушной линией и шинами включен Т-образный трансформатор.
Автотрансформаторы устанавливаются на выводах трансформатора 27,5 кВ или на воздушной линии электропередачи. Последний вариант предпочтительнее, поскольку позволяет устанавливать на подстанции только рельсы воздушных линий, а автотрансформаторы могут быть установлены и вне зоны тяговой подстанции.
В этой схеме значительно большая часть электроэнергии подается на электровозы непосредственно через цепь “катенар – рельс”, минуя понижающий автотрансформатор.
Это позволяет устанавливать на подстанции повышающие автотрансформаторы с той же мощностью, что и на питании, и без необходимости резервирования на подстанции. Если автотрансформатор на подстанции отключен, то роль повышающего автотрансформатора возьмет на себя автотрансформатор, ближайший к подстанции по питанию.
Как увеличить передачу энергии
Увеличить передачу энергии по линии электропередачи можно, установив на подстанции специальные повышающие автотрансформаторы, мощность которых соответствует нагрузке питающего плеча подстанции, или специально встроив в подстанцию два стандартных трехфазных трансформатора.
Соединительная группа U/D-1 второго трансформатора вытекает из одинаковой двойной маркировки двух фазных проводников первичной и тяговой обмоток стандартного трансформатора. Заводская маркировка клемм вторичной обмотки показана буквой “T”.
Как и в системе 25 кВ, к рельсам подключается одна и та же клемма тяговой обмотки обоих трансформаторов (заводская маркировка – клемма st). Подключение провода st к шинам определяет, что наименее напряженной обмоткой в обоих трансформаторах будет обмотка на средней шине.
По аналогии с трехфазными трансформаторами в системе 25 кВ, если провод подключен к выходу at, мы имеем положительное напряжение этого провода относительно шин, а к выходу bt мы имеем отрицательное напряжение этого провода относительно шин.
Схема электроснабжения катена 2×25 кВ с двумя последовательно соединенными трехфазными трансформаторами (a), векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной обмоток (b).
Первый трансформатор подключен выходом at к воздушной линии первой зоны питания, а выходом bt – к воздушной линии второй зоны питания.
Второй трансформатор имеет противоположное подключение: он подключен к воздушной линии второй зоны питания через yat, а к воздушной линии первой зоны питания через bt.
Путем последовательного соединения двух вторичных обмоток трансформатора с группами соединения обмоток U/D-11 и U/D-1 можно удвоить напряжение двух фаз, питающих катены на противоположных сторонах подстанции.
Что такое трансформатор?
Как и выше, указываются контактные линии и фидерные линии, а также напряжения фидерных линий, с которыми контактные линии и напряжения фидерных линий совпадают по фазе. Последние смещены на 180°. Поэтому на рисунке показаны только положения напряжений воздушных линий. Оно не отличается от положения этих векторов в системе 25 кВ, если в системе 2×25 кВ трансформатор, подключенный к воздушной линии, подключен к тем же фазам фидерной линии, что и в системе 25 кВ.
Сколько стержней должен иметь магнитопровод трехфазного трансформатора?
Трехфазные трансформаторы используются для питания трехфазных или двухфазных сетей с общими трехфазными жилами или двумя или тремя отдельными жилами стержневого типа.
По способу сборки в современных конструкциях как однофазных, так и трехфазных сердечников преобладает использование смоляно-литых типов, так как они более надежны в эксплуатации, просты в изготовлении и требуют менее сложного оборудования и оснастки для сборки.
Применение трехфазных трансформаторов
Трехфазные трансформаторы используются для преобразования напряжения и применяются в качестве оборудования в промышленной и бытовой электрификации. Кроме того, трехфазные трансформаторы необходимы на судах, поскольку они могут использоваться для питания оборудования с различными номиналами.
Видео: Принцип работы трансформатора
Трансформаторы могут принимать переменный ток одного напряжения и подавать его при другом напряжении. Поэтому они используются для повышения эффективности передачи энергии на большие расстояния. В этом видео мы рассмотрим принцип работы и устройство простейшего трехфазного трансформатора.
Простейший однофазный трансформатор (рис. 1) состоит из каркасной магнитной системы, содержащей два стержня 5, верхние ярма 4 и нижние ярма 5 и обмотки с высшим напряжением 1 и низшим напряжением 2. … В трехфазном трансформаторе электрические и электромагнитные системы трех однофазных трансформаторов объединены в одну.
Звездчатое соединение обычно обозначается Y, а дельта-соединение – Δ. Если нейтральная точка обмотки выведена наружу, то такое соединение обозначается Y. Если трансформатор имеет высоковольтную обмотку в звезде и низковольтную обмотку в треугольнике, то такое сочетание обмоток обозначается Y. В этом видео мы рассмотрим принцип работы и конструкцию простейшего трехфазного трансформатора.
Простейший однофазный трансформатор (рис. 1) состоит из каркасной магнитной системы, содержащей два стержня 5, верхние ярма 4 и нижние ярма 5 и обмотки с высшим напряжением 1 и низшим напряжением 2. … В трехфазном трансформаторе электрические и электромагнитные системы трех однофазных трансформаторов объединены в одну. Звездное соединение обычно обозначается Y, а дельта-соединение – Δ. Если нейтральная точка обмотки выведена наружу, то такое соединение обозначается Y. Если у трансформатора обмотка высокого напряжения соединена в звезду, а обмотка низкого напряжения – в треугольник, такое соединение обмоток называется Y/Δ или Yn/Δ.Понижающий трансформатор понижает напряжение в цепи. … Повышающий трансформатор увеличивает напряжение электрического тока. Первичная обмотка имеет более низкое напряжение, а вторичная обмотка – более высокое. Для подключения трансформатора к линиям электропередач на крышке ковша имеются вводы, представляющие собой фарфоровые изоляторы с проходящими внутри медными стержнями. Высоковольтные вводы обозначаются буквами A, B, C, 0 Низковольтные вводы обозначаются буквами a, b, c.
Втулка нейтрального провода расположена на левой стороне втулки
а
и отмечен (рис. 10.17). Трехфазные трансформаторыТрехфазные силовые трансформаторы в основном используются в линиях электропередач. Внешний вид, конструктивные особенности и расположение основных компонентов этого трансформатора показаны на рисунке 10.2. Магнитопровод трехфазного трансформатора имеет три стержня, каждый из которых несет две обмотки одной фазы (рисунок 10.16). Для соединения трансформатора с линиями электропередач в крышке ковша имеются вводы, представляющие собой фарфоровые изоляторы с медными стержнями внутри. Высоковольтные вводы обозначаются буквами A, B, C, 0 Низковольтные вводы обозначаются буквами
a, b, c.
Втулка нейтрального провода расположена на левой стороне втулки а
и отмечен 6) (рис. 10.17). Принцип работы и электромагнитные процессы, происходящие в трехфазном трансформаторе, аналогичны рассмотренным выше. Особенностью трехфазного трансформатора является зависимость коэффициента трансформации сетевого напряжения от способа соединения обмоток.
В общем, существует три различных способа соединения обмоток трехфазных трансформаторов: 1) первичная и вторичная обмотки соединены звездой (рис. 10.18,) а);2) Первичные обмотки соединены в звезду, вторичные – в треугольник (рис. 10.18.),
3) Соединение первичной обмотки в треугольник, вторичной – в звезду (рис. 10.18.), в).
Отношение числа витков одной фазы обозначается буквой к.
Это значение соответствует коэффициенту трансформации однофазного трансформатора и может быть выражено как коэффициент фазного напряжения: Обозначим коэффициент трансформации линейных напряжений буквой 
с. Если обмотки подключены следующим образом
x / x
Если обмотки подключены в соответствии со схемой X /AСо схемой подключения обмоток A / x
Поэтому при одинаковом количестве обмоток коэффициент трансформации может быть увеличен или уменьшен на коэффициент l/z путем выбора соответствующего соединения обмоток.
Читайте далее:
- Как найти начало и конец обмотки электродвигателя – ООО "СЗЭМО Электродвигатель".
- Звезда или треугольник – Советы электрикам – Electro Genius.
- Трехфазные электрические цепи; Студопедия.
- Выбор соединений обмоток трансформатора.
- Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
- Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную и вторичную обмотки.
- Расчет основных электрических величин и первичной изоляции обмоток трансформатора.