Однофазные и трехфазные трансформаторы

Подробности

Категория: Трансформаторы

• трансформатор

Однофазные трансформаторы небольшой мощности применяют в качестве сварочных, измерительных, испытательных, специального назначения и для бытовых нужд.
Мощные однофазные силовые трансформаторы служат для трансформации электрической энергии трехфазного тока и для питания специальных промышленных установок. Простейший однофазный трансформатор (рис. 1) состоит из рамообразной магнитной системы, включающей два стержня 5, верхнее 4 и нижнее 5 ярма, обмоток высшего 1 и низшего 2 напряжения.
Левый стержень, если смотреть на трансформатор со стороны выведенных от обмоток ВН концов (отводов), принято обозначать буквой А, правый — X. Чтобы двухстержневую магнитную систему однофазного трансформатора использовать наиболее рационально и трансформатор конструктивно был более компактным, обмотки ВН и НН как бы делят на две части и размещают их на стержнях А и X.

Соединив между собой параллельно или последовательно отдельные части обмоток ВН и со-
ответственно НН, от обмоток, размещены на стержне А, выводят их «начала», а на стержне X — их «концы».
Трансформацию трехфазного тока однофазными трансформаторами осуществляют следующим образом: устанавливают рядом три однофазных трансформатора, образующих трехфазную группу, и внешние зажимы обмоток ВН и НН (при трехобмоточных трансформаторах и СН) соединяют в трехфазные электрические схемы (звезда — звезда, звезда — треугольник). Полученная трехфазная трансформаторная группа имеет общую электрическую схему, а электромагнитная система каждого трансформатора работает раздельно.

Рис. 1. Устройство простейшего однофазного трансформатора

Рис. 2. Получение трехфазного трансформатора из трех однофазных: а — схема объединения трех магнитных систем с фазными обмотками в одну трехфазную, б — схема пространственной симметричной магнитной системы трехфазного трансформатора

В трехфазном трансформаторе электрические и электромагнитные системы трех однофазных трансформаторов объединены в одну.
Физическую сторону такого совмещения схематично можно пояснить следующим образом. Если три магнитные системы однофазных трансформаторов с обмотками ВН и НН, размещенными на одном стержне (рис. 2), составить под углом 120° друг к другу, свободные от обмоток стержни примкнуть — состыковать в один, соединить обмотки в трехфазные схемы и подать на одну из них трехфазное напряжение, то и получится трехфазный трансформатор с общей электрической и магнитной системой, состоящей из трех стержней с обмотками и одного центрального стержня без обмоток. Однако исходя из известного положения электротехники о том, что сумма мгновенных значений токов и магнитных полей трехфазной системы равна нулю, магнитный поток в центральном стержне будет отсутствовать, а следовательно, в нем нет необходимости, поэтому его из конструкции магнитной системы удаляют. Полученная при этом трехстержневая пространственная магнитная система (рис. 2, б) является симметричной — у нее длина путей основного магнитного поля каждой фазы одинакова.

Рис. 3. Пространственная (а) и плоская несимметричная магнитная система трехфазного трансформатора с обмотками (б): 1 — элементы навитой ленточной магнитной системы; 2 — стеклобандаж, скрепляющий составной стержень; 3 — изоляционная прокладка стыка стержня

Симметричная магнитная система наиболее совершенна, однако трудности, связанные с технологией изготовления и ремонта трансформаторов с такой магнитной системой, ограничивают ее применение; она используется только в трансформаторах некоторых серий мощностью в основном до 250 кВ-А. На рис. 3, а изображена одна из трехфазных пространственных магнитных систем, применяемая в трансформаторах I и частично II габаритов. Она состоит из трех ленточных магнитных систем, составленных под углом 60° и скрепленных стеклобандажной лентой. Каждая из них навита (намотана) непрерывной (без стыков) электротехнической лентой. Чтобы форма составленного стержня  была близка к кругу и в местах  стыка. Так как навитая магнитная система неразъемная, то обмотки с помощью специальных станков приходится наматывать («вматывать») непосредственно на стержне.

У навитых магнитных систем переход из стержней в ярма плавный, совпадающий с направлением магнитного потока, тем самым исключаются добавочные потери в местах перехода стержней в ярма под прямым углом при применении анизотропной стали. Кроме того, процесс сборки трансформаторов с пространственными магнитными системами может быть полностью механизирован. Однако, по ранее указанным причинам, они нашли применение только в трансформаторах небольшой мощности.
Для упрощения конструкции и технологии сборочно-разборочных операций в трехфазном трансформаторе применяют главным образом плоскую несимметричную магнитную систему (рис. 3, б). Она состоит из трех стержней, расположенных в одной плоскости, и перекрывающих их ярм —  верхнего и нижнего. Из рис. 3, б видно, что длина пути А—Б магнитного потока среднего стержня меньше длин пути потока крайних стержней. Асимметрия магнитной системы несколько сказывается на значении токов холостого хода отдельных фаз.

Фазные обмотки на стержнях трехфазной магнитной системы размещаются так же, как и на однофазной, — концентрически соосно и соединяются в трехфазные схемы.
Стоимость изготовления и монтажа одного трехфазного трансформатора ниже стоимости трех однофазных на ту же суммарную мощность. Современные силовые трансформаторы преимущественно имеют трехфазное исполнение. Масса трехфазного трансформатора на 30—35% меньше массы трех однофазных трансформаторов. Кроме того, он экономичнее в работе и обслуживании.
Применение в отдельных случаях однофазных силовых трансформаторов объясняется тем, что одновременное повреждение нескольких фаз маловероятно. Поэтому достаточно иметь один запасной однофазный трансформатор, чтобы в случае аварии заменить поврежденную фазу. Однако в настоящее время однофазные трансформаторы применяют только для очень крупных мощностей, где транспортировка и установка трехфазных трансформаторов, имеющих большие массы и размеры, вызывает значительные трудности.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• org/ListItem»> Главная
• Оборудование
• Трансформаторы
• Справка
• Подъемно-домкратное устройство для трансформаторов

Еще по теме:

• Схемы и группы соединения трансформаторов
• Особенности конструкции и работы электропечных трансформаторов
• Расчет основных электрических величин и главной изоляции обмоток трансформатора
• Конструкция трансформаторов
• Особенности конструкции масляных трансформаторов класса 110 кВ

Трансформаторы

Трехфазный трансформатор. Его устройство и схема.

Для трансформирования энергии в трехфазных системах используют либо группу из трех однофазных трансформаторов (именно так и работают мощные однофазные трансформаторы, устанавливаемые на крупных электростанциях), у которых первичные и вторичные обмотки соединяются звездой или треугольником, либо один трехфазный трансформатор с общим магнитопроводом.

Устройство трехфазного трансформатора

Трехфазные трансформаторы могут иметь различные схемы соединения первичных и вторичных обмоток. Все начала первичных обмоток трансформатора обозначают большими буквами: А, В, С; начала вторичных обмоток — малыми буквами: а, Ь, с. Концы обмоток обозначаются соответственно: X, У, Z и х, у, z. Зажим выведенной нулевой точки при соединении звездой обозначают буквой О.

Наибольшее распространение имеют соединения обмоток по схеме «звезда» (Y) и «треугольник» (D), причем первичные и вторичные обмотки могут иметь как одинаковые, так и различные схемы. Если при соединении обмоток «звездой» нулевая точка выводится, то такое соединение называют «звезда c нулем» (Yо).

Самым простым и дешевым из них является соединение обеих обмоток трансформатора звездой (Y/Y), при котором каждая из обмоток и ее изоляция (при глухом заземлении нейтральной точки) должны быть рассчитаны только на фазное напряжение и линейный ток; так как число витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напряжению, то, следовательно, соединение обмоток звездой требует в каждой из обмоток меньшего количества витков, но большего сечения проводников с изоляцией, рассчитанной лишь на фазное напряжение.

Схема трехфазного трансформатора

На рисунке приведено устройство трехфазного трансформатора при соединении обеих обмоток звездой (Y/Y). Такое соединение широко применяют для трансформаторов небольшой и средней мощности (примерно до 1800 кВ-А). Соединение звездой является наиболее желательным для высокого напряжения, так как при нем изоляция обмоток рассчитывается лишь на фазное напряжение. Чем выше напряжение и меньше ток, тем относительно дороже обходится соединение обмоток треугольником.

Соединение обмоток треугольником конструктивно удобнее при больших токах. По этой причине соединение Y/D широко применяется для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низшего напряжения не требуется нейтрального провода.

При трехфазной трансформации только отношение фазных напряжений U_1ф/U_2ф всегда приближенно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток w₁/w₂; что же касается линейных напряжений, то их отношение зависит от способа соединения обмоток трансформатора. При одинаковом способе соединения (Y/Y или D/D) отношение линейных напряжений также равно коэффициенту трансформации. Однако при различном способе соединения (Y/D или D/Y) отношение линейных напряжений меньше или больше этого коэффициента в √3 раз. Это дает возможность регулировать вторичное линейное напряжение трансформатора соответствующим изменением способа соединения его обмоток.

Трехфазные трансформаторы | ISMET

Трехфазные согласующие трансформаторы

Трехфазный трансформатор в соответствии с DIN EN 60076, VDE 0532. Одобрен UL. Дополнительное первичное и вторичное напряжение. Соединение с клеммами, болтами или медными рейками, подготовленными для класса безопасности I, ta 40°C, 50/60 Гц, пропитка погружением.

P: 40–125 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230–400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные согласующие трансформаторы

Трехфазный трансформатор согласно DIN EN .

Дополнительное первичное и вторичное напряжение. Соединение с клеммами, болтами или CU-рейками. Трансформатор в корпусе из листовой стали, цвет RAL 7035, тип корпуса IP 23, класс безопасности I, 50/60 Гц, ta 40°C.

P: 40–125 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230–400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные согласующие трансформаторы

Трехфазный трансформатор согласно DIN 6 EN 60 . Дополнительное первичное и вторичное напряжение. Соединение с клеммами, болтами или медными рейками, подготовленными для класса безопасности I, ta 40°C, 50/60 Гц, пропитка погружением.

P: 160–1000 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230–400 В

Просмотр продукта

Трехфазный согласующий трансформатор

Трехфазный трансформатор в соответствии с DIN EN 60076, VDE 0532. Сертифицирован UL. Дополнительное первичное и вторичное напряжение. Соединение с клеммами, болтами или CU-рейками. Трансформатор в корпусе из листовой стали, цвет RAL 7035, тип корпуса IP 23, класс безопасности I, 50/60 Гц, ta 40°C.

P: 160–1000 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230–400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные согласующие трансформаторы . Дополнительное первичное и вторичное напряжение. Подключение к клеммам, болтам или медным рейкам, в электрическом шкафу из листовой стали IP54, подготовленном для класса безопасности I, ta 40°C, 50/60 Гц, пропитка погружением.

P: 40–125 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230–400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные ступенчатые трансформаторы 2-13. Общие входная и выходная катушки. Катушка без гальванической развязки. Соединения: Клеммы с резьбовым соединением, подготовлены для класса безопасности I, 50/60 Гц, ta 40°C, пропитка погружением, горизонтальный монтаж, цвет зеленый RAL 6004.

I _R : 2,75 — 35,00 AU _PRI : 400 VU _SEC : 120 — 400 В

Просмотр

Трехфазные силовые трансформаторы

Трехфазные силовые трансформаторы в соответствии с DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-1 или трехфазные изолирующие трансформатор в соответствии с DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-4 или трехфазный безопасный трансформатор в соответствии с DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-6 или трехфазный трансформатор в соответствии с DIN EN 60076, VDE 0532. Одобрен UL. Подключение к клеммам или медным рейкам, подготовлено для класса безопасности I, ta 40°C, тип корпуса IP 00, 50/60 Гц, пропитка погружением.

P: 0,16 — 30,0 кВА U _PRI : 400 В U _SEC : 400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные силовые трансформаторы

Трехфазные силовые трансформаторы в соответствии с DIN8, VDE 61 0570, часть 2-1, или трехфазный разделительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-4, или трехфазный трансформатор безопасности согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-6, или трехфазный трансформатор согласно DIN EN 60076, VDE 0532. Одобрен UL. Подключение к клеммам или медным рейкам, корпус из листовой стали, подготовленный для класса безопасности I, ta 40°C, тип защиты IP 23, 50/60 Гц, пропитка погружением.

P: 0,16 — 30,0 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230 — 400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные силовые трансформаторы

Трехфазные силовые трансформаторы согласно DIN8, EN 65 VDE 0570, часть 2-1, или трехфазный разделительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-4, или трехфазный предохранительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-6, или трехфазный трансформатор. согласно DIN EN 60076, VDE 0532. Допуск UL, горизонтальный монтаж. Подключение к клеммам или медным рейкам, подготовлено для класса безопасности I, ta 40°C, тип корпуса IP 00, 50/60 Гц.

P: 0,16 — 25,0 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230 — 400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные силовые трансформаторы

Трехфазные силовые трансформаторы согласно DIN8, EN 65 VDE 0570, часть 2-1, или трехфазный разделительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-4, или трехфазный предохранительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-6, или трехфазный трансформатор. согласно DIN EN 60076, VDE 0532. Допуск UL, корпус из стального листа, горизонтальный монтаж. Подключение к клеммам или медным рейкам, подготовлено для класса безопасности I, тип корпуса IP 23, 50/60 Гц, ta 40°C.

P: 0,16 — 25,0 кВА _PRI : 400 VU _SEC : 230 — 400 В

Посмотреть продукт

Трехфазные силовые трансформаторы

Трехфазные силовые трансформаторы согласно DIN8, EN 65 VDE 0570, часть 2-1 или трехфазный изолирующий трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-4 или трехфазный предохранительный трансформатор согласно DIN EN 61558, VDE 0570, часть 2-6. Трансформатор в блочном корпусе, степень защиты IP 65. Подключение к клеммам в соединительной коробке, класс безопасности II, 50/60 Гц, ta 40°C.

I _R : 1,0 — 15,0 AU _PRI : 400 VU _SEC : 400 В

Просмотр

Реализовать трехфазный двухобмоточный трансформатор с конфигурируемыми соединениями обмоток и геометрия сердечника

Блок типа матрицы индуктивности трехфазного трансформатора (две обмотки) представляет собой трехфазный трансформатор с трехстержневым сердечником и двумя обмотками на фазу. В отличие от блока Three-Phase Transformer (Two Windings), который моделируется тремя отдельными однофазных трансформаторов в этом блоке учитываются связи между обмотками разные фазы. Сердечник и обмотки трансформатора показаны на следующем рисунке.

Такая геометрия сердечника подразумевает, что фазная обмотка 1 соединена со всеми остальными фазными обмотками (2 до 6), тогда как в блоке «Трехфазный трансформатор (две обмотки)» (трехфазный трансформатор, использующий три независимых сердечника) обмотка 1 связана только с обмоткой 4.

Модель трансформатора

Блок Three-Phase Transformer Inductance Matrix Type (Two Windings) реализует следующее матричное соотношение:

[V1V2⋮V6]=[R10…00R2…0⋮⋮⋱⋮00…R6]⋅[I1I2⋮I6]+[L11L12…L16L21L22…L26⋮⋮⋱⋮L61L62…L66]⋅ddt[ I1I2⋮I6].

Р ₁ до R ₆ представляют сопротивления обмотки. условия самоиндукции L _ii и взаимной индуктивности члены L _ij вычисляются из коэффициентов напряжения, индуктивная составляющая токов возбуждения без нагрузки и реактивные сопротивления короткого замыкания при номинальная частота. Два набора значений в положительной последовательности и в нулевой последовательности позволяют расчет 6 диагональных членов и 15 недиагональных членов симметричной индуктивности матрица.

Когда для параметра Тип сердечника установлено значение Три однофазные сердечники , в модели использованы две независимые цепи с (3х3) R и L матрицы. В этом условии параметры положительной и нулевой последовательности идентичны. и вы указываете только значения положительной последовательности.

Собственные и взаимные члены L-матрицы (6×6) получаются из токов возбуждения (один возбуждается трехфазная обмотка, а другая трехфазная обмотка остается разомкнутой) и от реактивные сопротивления короткого замыкания прямой и нулевой последовательности Х1 ₁₂ и X0 ₁₂ измерено с трехфазным обмотка 1 возбуждена, а трехфазная обмотка 2 замкнута накоротко.

При следующих параметрах прямой последовательности:

Q1 ₁ = Трехфазная реактивная мощность, потребляемая обмотка 1 без нагрузки, когда обмотка 1 возбуждается напряжением прямой последовательности Вном ₁ с обмоткой 2 разомкнутой

Q1 ₂ = Трехфазная реактивная мощность, потребляемая обмотка 2 без нагрузки, когда обмотка 2 возбуждается напряжением прямой последовательности Vnom ₂ с обмоткой 1 разомкнутой

X1 ₁₂ = прямой последовательности Реактивное сопротивление короткого замыкания видно из обмотки 1
, когда обмотка 2 короткозамкнутый

Вном ₁ , Vnom ₂ = Номинальные линейные напряжения обмоток 1 и 2

Собственные и взаимные реактивные сопротивления прямой последовательности определяются как: ⋅(X1(1,1)−X112).

Собственные реактивные сопротивления нулевой последовательности X ₀ (1,1), X ₀ (2,2) и взаимное реактивное сопротивление Х ₀ (1,2) = X ₀ (2,1) также вычисляются с использованием аналогичных уравнений.

Расширение следующих двух (2×2) матриц реактивных сопротивлений в прямой последовательности и в нулевая последовательность

[Х1(1,1)Х1(1,2)Х1(2,1)Х1(2,2)] [Х0(1,1)Х0(1,2)Х0(2,1)Х0(2 ,2)]

в матрицу (6×6), выполняется путем замены каждого из четырех [ x ₁ x ₀ ] Пары по A (3×3) Подводная часть формы:

[xsxmxmxmxsxmxmxmx]

, где сами и мудро термины приводятся:

90751515151515158

, где самостоятельно и мутоиплые термины:

907515151515151515158

. знак равно ( х ₀ + 2 X ₁ )/3
X _м = ( х ₀ – X ₁ )/3

Для моделирования потерь в сердечнике (активная мощность P1 и P0 в положительном и нулевой последовательности), дополнительные шунтирующие сопротивления также подключаются к выводам одного из трехфазные обмотки. Если выбрана обмотка 1, сопротивления рассчитываются как:

R11=Vnom12P11 R01=Vnom12P01.

В блоке учитывается выбранный вами тип подключения, а значок блока автоматически обновляется. Входной порт помечен N добавляется в блок, если вы выберите соединение Y с доступной нейтралью для обмотки 1. Если вы запрашиваете доступную нейтраль на обмотке 2 генерируется дополнительный выходной порт, обозначенный n2 .

Ток возбуждения нулевой последовательности

Часто ток возбуждения нулевой последовательности трансформатора с трехстержневым сердечником не предоставлено производителем. В таком случае разумное значение можно угадать, как объяснено ниже.

На следующем рисунке показан трехстержневой сердечник с одной трехфазной обмоткой. Только возбуждается фаза B, и измеряется напряжение на фазах A и C. Поток Φ, создаваемый фаза B поровну делится между фазой A и фазой C, так что Φ/2 течет в ветви A и в колено C. Следовательно, в данном конкретном случае, если бы индуктивность рассеяния обмотки B была бы равна нулю, напряжение, индуцированное на фазах A и C, будет -к.В _Б= -В _Б /2 . Фактически, из-за индуктивности рассеяния трех обмоток среднее значение индуцированной отношение напряжения к при последовательном возбуждении обмоток A, B и C должно быть чуть ниже 0,5.

Предположим:

Z _с = среднее значение трех собственное сопротивление
Z _м = среднее значение взаимного сопротивления между фазами
З ₁ = положительная последовательность импеданс трехфазной обмотки
Z ₀ = импеданс нулевой последовательности трехфазная обмотка
I ₁ = ток возбуждения прямой последовательности
I ₀ = возбуждение нулевой последовательности текущий

VB=ZsIBVA=ZmIB=-VB/2VC=ZmIB=-VB/2Zs=2Z1+Z03Zm=Z0-Z13VA=VC=ZmZsVB=-Z1Z0-12Z1Z0+1VB=-I0I1-12I0I1+1VB=-kVB,

где k = отношение индуцированного напряжения (с к чуть ниже 0,5)

Следовательно, I ₀ / I ₁ отношение можно вывести из k :

I0I1=1+k1−2k.

Очевидно, что k не может быть точно равно 0,5, потому что это привело бы к бесконечный ток нулевой последовательности. Кроме того, когда три обмотки возбуждаются нулевой последовательностью напряжение, путь потока должен возвращаться через воздух и резервуар, окружающие железный сердечник. высокое сопротивление пути потока нулевой последовательности приводит к высокому току нулевой последовательности.

Предположим, что I ₁ = 0,5%. Разумная стоимость для I ₀ может быть 100%. Следовательно I ₀ / I ₁ =200. Согласно уравнению для I ₀ / I ₁ приведенное выше, можно вывести значение k . к=(200-1)/(2*200+1)= 199/401= 0,496 .

Потери нулевой последовательности также должны быть выше, чем потери прямой последовательности из-за дополнительные потери на вихревые токи в баке.