Принцип работы трехфазного трансформатора

Принцип действия трехфазного трансформатора

Трансформаторы – статические электромагнитные аппараты, с помощью которых возможно преобразовать переменный ток из одного класса напряжения в другой, при этом с неизменной частотой.

В энергосистемах трансформатор, который преобразовывает электроэнергию трехфазного напряжения, называют трехфазным силовым.

Для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к линиям электропередач (ЛЭП) применяют повышающие трансформаторы (они увеличивают класс напряжения), от ЛЭП к распределительным подстанциям и далее к потребителям – понижающие (они уменьшают класс напряжения).

Конструктивная особенность

Трехфазный трансформатор имеет основу – магнитный сердечник, собранный из трёх ферромагнитных стержней.

На стержнях располагаются первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения. Для соединения фаз первичных обмоток применяют схемы «треугольник» либо «звезда». Аналогичным способом соединения выполняются и вторичные обмотки.

На первичную обмотку подаётся электроэнергия из питающей сети, а на вторичную подключается нагрузка.

Электроэнергия передаётся за счет электромагнитной индукции.

Главная функция магнитопровода – обеспечить между обмотками магнитную связь. Магнитопровод изготавливают из тонких стальных пластин (электротехническая листовая сталь). Чтобы сократить потери, стальные листы между собой изолируют, используя оксидную пленку или специальный лак.

Трансформатор силовой трехфазный с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)

Трансформатор силовой трехфазный ТС и ТСЗ

Трансформатор-стабилизатор высоковольтный дискретный ВДТ-СН

Обмотки с магнитопроводом погружаются в бак, в котором находится трансформаторное масло. Оно одновременно выполняет функцию изоляции и охлаждающей среды. Такие трансформаторы называются масляными. Трехфазный трансформатор, у которого в качестве охлаждения и изоляции используется воздух, называют сухим. Недостаток масляных трансформаторов заключается в повышенной пожароопасности.

Принцип работы

Электромагнитная индукция является базовым явлением в работе трансформатора.

Из электрической сети подается питание к первичной обмотке, в ней появляется переменный ток, в магнитопроводе при этом образуется магнитный переменный поток. Как известно из физики, если поместить второй проводник в магнитное поле, в нем также появляется переменный ток. В качестве второго проводника в трансформаторе выступает вторичная обмотка. Таким образом, в ней появляется напряжение.

Разница между первичным и вторичным напряжением зависит от коэффициента трансформации, который определяется числом витков в обмотках.

Трехфазный трансформатор: строение, виды, принцип работы

Преобразование трёхфазной системы напряжения можно реализовать с помощью трёх однофазных трансформаторов. Но при этом будет использован аппарат значительного веса и внушительных размеров. Трехфазный трансформатор лишён этих недостатков, так как его обмотки располагаются на стержнях общего магнитопровода. Поэтому в сетях мощностью до 60 тыс. кВА его применение является оптимальным вариантом.

Назначение трёхфазного трансформатора

Главной функцией трансформаторов является передача электроэнергии на большие дистанции. Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на электростанциях. При передаче электроэнергии появляются потери на нагревание проводов. Их можно уменьшить, снизив силу тока. Для этого необходимо увеличить напряжение таким образом, чтобы его значение находилось в диапазоне от 6 до 500 кВ.

Кратность увеличения зависит от значения передаваемой мощности и расстояния до конечного пункта.

Мощность, которая при этом передаётся, зависит от двух параметров: напряжения и силы тока.

Главной характеристикой, влияющей на изменение потерь проводов, связанных с нагревом, является значение силы тока. Для того, чтобы снизить потери на нагревание, необходимо уменьшить силу тока. Уменьшая ток, величину напряжения соответственно нужно увеличивать. Тогда значение мощности, которая передаётся, останется неизменным.

После того, как напряжение будет доставлено потребителям, его следует снизить до необходимой величины.

Соответственно, основной задачей трёхфазных трансформаторов является повышение напряжения перед передачей электроэнергии и понижение после неё.

Определение и виды прибора

Трехфазный трансформатор — это статический аппарат с тремя парами обмоток. Прибор предназначен для преобразования напряжения при передаче мощности на значительные дистанции.

Классификация по количеству фаз:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазные трансформаторы имеют небольшую мощность. Основными областями их применения являются быт и проведение работ специального назначения (сварка, измерения, испытания).

Диапазон мощности трёхфазных трансформаторов варьируется в больших пределах. Поэтому и область их применения весьма разнообразна:

• для питания токоприёмников специального назначения;
• для присоединения измерительных приборов;
• для изменения значения напряжения при испытаниях;
• для увеличения или уменьшения напряжения при подключении освещения или силовой нагрузки.

Принцип действия

Основой трёхфазного трансформатора являются магнитопровод и обмотки. В каждой фазе присутствует своя повышающая и понижающая обмотка. Так как фаз три, соответственно обмоток шесть. Между собой они не соединены.

Принцип работы трёхфазного трансформатора, как и однофазного, базируется на законе электромагнитной индукции.

При подключении к сети первичной обмотки в ней начинает протекать переменный ток. Из-за него в сердечнике магнитопровода из стали появляется основной магнитный поток, который охватывает обмотки в каждой фазе. В каждом витке появляется одинаковая по значению и величине электродвижущая сила.

Если количество витков вторичной обмотки меньше, нежели число витков первичной, то на выходе окажется напряжение меньшего значения, чем на входе и наоборот.

Тот факт, что значение электродвижущей силы зависит лишь от количества витков определённой обмотки, подтверждают формулы:

E 1 = 4, 44f 1 Ф W 1

E 2 = 4, 44 f 1 Ф W 2

E 1, Е 2 — значение электродвижущей силы в первичной и вторичной обмотках соответственно, В;

f 1 — частота тока в сети, Гц;

Ф — максимальное значение основного магнитного потока, Вб;

W 1, W 2 — количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Строение трансформатора

Основными частями преобразователя напряжения являются:

• магнитопровод;
• обмотки высокого и низкого напряжения;
• бак;
• вводы и выводы.

К дополнительной аппаратуре относятся:

• расширительный бак;
• выхлопная труба;
• пробивной предохранитель;
• приборы для контроля и сигнализации.

Магнитопровод необходим для крепления всех частей аппарата. Он является своеобразным скелетом преобразователя напряжения. Второй его задачей является создание направление движения для основного магнитного потока. В зависимости от особенностей крепления обмоток к сердечнику, магнитопровод трансформатора может быть

трёх видов:

• бронестержневой;
• броневой;
• стержневой.

Для изготовления обмоток трансформаторов небольшой мощности используют провод из меди, имеющий прямоугольное или круглое сечение.

Трансформаторное масло является очень важным элементом в аппарате. В маломощных трансформаторах (сухих) его не применяют. При средней и высокой мощности его использование обязательно.

У трансформаторного масла две задачи:

• охлаждение обмоток, нагревающихся вследствие протекания по ним тока;
• повышение изоляции.

Схемы и группы соединения обмоток

В трёхфазных трансформаторах необходимо соединять между собой первичные обмотки по фазам и вторичные.

Существует три схемы соединения:

• звезда;
• треугольник;
• зигзаг.

При соединении обмоток звездой напряжение линейное — между началами фаз — будет в 1,73 раза больше, чем фазное (между началом и концом фазы). При соединении обмоток трансформатора треугольником фазное и линейное напряжения будут одинаковы.

Соединять обмотки звездой более выгодно при высоких напряжениях, а треугольником — при значительных токах. Соединение обмоток зигзагом даёт возможность сгладить асимметрию намагничивающих токов. Но недостатком такого способа соединения является повышенная трата обмоточного материала.

Сфера использования

Такие трансформаторы в основном используются в промышленности. Почти все трехфазные трансформаторы считаются силовыми. То есть они используются в цепях, где нужно питать мощные нагрузки. Это могут быть станки ЧПУ и другое промышленное оборудование.

На схемах трехфазные трансформаторы обозначаются вот так:

Первичные обмотки обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки – маленькими буквами.

Немного из истории

Изобретение трансформаторов начиналось ещё в 1876 году великим русским учёным П.Н. Яблоковым. Его изделие не имело замкнутого сердечника, он появился позже – в 1884 году. И с появлением прибора учёные активно стали интересоваться переменным током.

Например, уже в 1889 году М.О. Доливо-Добровольским (русским электротехником) была предложена трёхфазная система переменного тока. Им был построен первый трёхфазный асинхронный двигатель и трансформатор. Через два года была представлена презентация трёхфазной высоковольтной линии протяженностью 175 км, где успешно повышалась и понижалась электроэнергия.

Чуть позже появились масляные агрегаты, так как масло не только оказалось хорошим изолятором, но и прекрасной охлаждающей средой.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип действия трехфазного трансформатора | Русэлт

Трансформаторы – статические электромагнитные аппараты, с помощью которых возможно преобразовать переменный ток из одного класса напряжения в другой, при этом с неизменной частотой.

В энергосистемах трансформатор, который преобразовывает электроэнергию трехфазного напряжения, называют трехфазным силовым. Для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к линиям электропередач (ЛЭП) применяют повышающие трансформаторы (они увеличивают класс напряжения), от ЛЭП к распределительным подстанциям и далее к потребителям – понижающие (они уменьшают класс напряжения).

Конструктивная особенность

Трехфазный трансформатор имеет основу – магнитный сердечник, собранный из трёх ферромагнитных стержней. На стержнях располагаются первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения. Для соединения фаз первичных обмоток применяют схемы «треугольник» либо «звезда». Аналогичным способом соединения выполняются и вторичные обмотки.

На первичную обмотку подаётся электроэнергия из питающей сети, а на вторичную подключается нагрузка. Электроэнергия передаётся за счет электромагнитной индукции. Главная функция магнитопровода – обеспечить между обмотками магнитную связь. Магнитопровод изготавливают из тонких стальных пластин (так называемая, электротехническая листовая сталь). Чтобы сократить потери, стальные листы между собой изолируют, используя оксидную пленку или специальный лак.

Обмотки с магнитопроводом погружаются в бак, в котором находится трансформаторное масло. Оно одновременно выполняет функцию изоляции и охлаждающей среды. Такие трансформаторы называются масляными. Трехфазный трансформатор, у которого в качестве охлаждения и изоляции используется воздух, называют сухим. Недостаток масляных трансформаторов заключается в повышенной пожароопасности.

Принцип работы

Электромагнитная индукция является базовым явлением в работе трансформатора.

Из электрической сети подается питание к первичной обмотке, в ней появляется переменный ток, в магнитопроводе при этом образуется магнитный переменный поток. Как известно из физики, если поместить второй проводник в магнитное поле, в нем также появляется переменный ток. В качестве второго проводника в трансформаторе выступает вторичная обмотка. Таким образом, в ней появляется напряжение.

Разница между первичным и вторичным напряжением зависит от коэффициента трансформации, который определяется числом витков в обмотках.

Трехфазный силовой трансформатор, назначение трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор – статический аппарат с тремя парами обмоток, предназначенный для преобразования напряжения при передаче электрического тока на дальние дистанции. Такое преобразование можно осуществить с помощью трех однофазных трансформаторов. Но комплексный аппарат имеет значительные габариты и массу. Трехфазный трансформатор свободен от этих недостатков, благодаря тому, что три обмотки расположены на общем магнитопроводе. Трехфазные аппараты успешно применяют в сетях мощностью до 60 кВА.

Назначение трехфазного трансформатора

Главная задача такого аппарата – преобразовать параметры электрического тока таким образом, чтобы потери при нагреве проводов были минимальными. Для решения этой проблемы необходимо снизить силу тока и увеличить значение напряжения до 6-500 кВ, чтобы значение мощности осталось постоянным. После доставки электрического тока потребителю напряжение необходимо снизить до требуемой величины – 380 В. И эту проблему тоже решают трехфазные аппараты.

Также эти устройства применяют для присоединения измерительных приборов, изменения напряжения при проведении испытаний или подключении силовой нагрузки.

Принцип действия и устройство силового трехфазного трансформатора

В конструкцию этого аппарата входят:

• Магнитопровод. К нему крепятся все части аппарата. Также он служит для создания основного магнитного потока. Магнитопровод может быть стержневым, бронестержневым, броневым.
• Обмотки. В каждой фазе присутствуют две обмотки – понижающая и повышающая. Обмотки могут соединяться «звездой» или «треугольником» В первом случае линейное напряжение (между началами фаз) в 1,73 раза выше фазного (между началом и концом фазы). При соединении «треугольником» линейное и фазное напряжения одинаковы. Соединение «звездой» эффективно при значительных напряжениях, «треугольником» – при высоких токах.
• Вводы и выводы. Необходимы для присоединения концов обмоток к ЛЭП. Ввод соединяется с первичной обмоткой, вывод – со вторичной.

В каталоге силовых трансформаторов представлены «сухие» и «масляные» модели. В маломощных трансформаторах охлаждение осуществляется воздушным способом. Такие аппараты называют «сухими». Высокомощные устройства имеют масляное охлаждение, благодаря чему их называют «масляными». Масло не только охлаждает обмотки, которые нагреваются из-за протекания по ним электрического тока, но и повышает изоляционные характеристики.

Принцип действия:

• При подключении первичной обмотки в сеть в ней начинает протекать переменный .
• В сердечнике магнитопровода появляется магнитный поток, охватывающий обмотки всех фаз. В каждом витке присутствует ЭДС, равная по направлению и величине.
• Если количество витков в первичной обмотке больше, чем число витков во вторичной обмотке, то выходное напряжение больше входного. И наоборот.

Силовые сухие трехфазные трансформаторы — особенности эксплуатации и характеристики

В сухих трансформаторах тепло от нагревающихся токоведущих частей отводится воздушным потоком. Такая охлаждающая система эффективна для аппаратов мощностью не выше 4000 кВА и напряжением обмоток высшего напряжения не более 35 кВ. Эти устройства применяются в местах, в которых предъявляются повышенные требования к безопасности обслуживающего персонала и оборудования. Они востребованы на металлургических предприятиях, в нефтяной индустрии, машиностроении, при организации электроснабжения объектов жилого, административного и производственного назначения.

Преимущества сухих трехфазных трансформаторов с выходным напряжением 380 В:

• Возможность установки в непосредственной близости от людей и оборудования, в любом помещении. Необходимо только предусмотреть защитное ограждение, вентиляционную систему, средства мониторинга.
• Безопасность. Эти аппараты взрывобезопасны, поскольку элегаз и жидкий диэлектрик отсутствуют.
• Экологичность. Масляные испарения отсутствуют. Поэтому такие модели разрешены для установки возле дошкольных, учебных, медицинских учреждений.
• Простота эксплуатации. Необходимо контролировать только основные параметры – температуру обмоток, отсутствие или наличие КЗ.
• Современные комплектующие. Благодаря им удалось уменьшить габариты и массу аппаратов.

Недостатки моделей «сухого» типа:

• Чувствительность к условиям окружающей среды – температуре, влажности, запыленности, сейсмическим воздействиям.
• Отсутствие моделей, рассчитанных на напряжение более 35 кВ и мощность выше 4000 кВА.
• Вероятность появления микротрещин в обмотке, которые развиваются и становятся причиной выхода устройства из строя и даже его возгорания.

Цены на сухие трансформаторы зависят от мощности аппарата и материала (медь, алюминий), из которого изготовлены обмотки. Также на стоимость влияет исполнение: открытое, защищенное, герметичное.

Трехфазные силовые трансформаторы масляного типа – плюсы и минусы конструкции

Эти аппараты более опасны в эксплуатации, по сравнению с «сухими» аналогами. Отказ от софтолового масла сделал устройства более безопасными и экологичными, но полностью предотвратить возгорания и взрывы этого оборудования пока не удалось. При использовании масляных устройств необходимо специальное обслуживание и постоянный контроль комплекса рабочих параметров, что повышает эксплуатационные расходы. Оборудование сложно транспортировать к месту назначения, поскольку для доставки масла необходима специальная станция.

Преимущества масляных силовых трехфазных трансформаторов:

• Неприхотливость к условиям окружающей среды.
• Привычная конструкция для электриков старшего поколения.
• Отсутствие межвитковых и межслойных замыканий, благодаря теплопроводности масла.
• Отсутствие вероятности появления микроскопических трещин в обмотках.
• Наличие моделей, рассчитанных на значительные напряжение (375 кВ и выше) и мощность (40000 кВА и выше).

У обоих видов трансформаторов имеются собственные достоинства и недостатки. Поэтому при выборе конкретного типа оборудования инженеры-электрики учитывают запланированные эксплуатационные условия, требования СНиПов, ГОСТов, ПУЭ, рекомендации изготовителя.

Как устроен трехфазный трансформатор | Русэлт

Трансформатор представляет собой магнитное устройство, заряженное статическим электричеством. Он нужен для преобразования напряжений электрического тока. При этом его частота остаётся неизменной. Существует несколько видов подобных устройств. Один из них-это трёхфазный трансформатор.

Особенности в конструкции устройства

Трансформаторы состоят из следующих частей:

• Обмотка в каркасе.
• Магнитопровод.
• Изоляция.
• Охлаждающая система.
• Элементы для установки и защиты аппарата.
• Приспособления, обеспечивающие доступ к выводам обмотки.

Около стержня трансформатора располагаются обмотки низшего напряжения, на которых размещаются провода с высоким напряжением. Их фазы снабжаются пометками, которые предотвращают неправильное соединение.

Фазы и обмотки аппарата

Среди электромагнитных устройств данного типа выделяется трёхфазный трансформатор. Он имеет магнитную и гальваническую связи фаз. Наличие схемы первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в одну систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены относительно друг друга под углом 120 °. Стержень в данной системе не нужен, так как при объединении центров трёх фаз сумма электромагнитных русел равняется нулю вне зависимости от времени. Благодаря этому схема с шестью стержнями преобразуется в трёхстержневую.

В соединении обмоток устройства можно использовать схемы трёх типов:

• Соединение в виде звезды может осуществляться с выводом от общих точек или же без него. Здесь каждую обмотку соединяют с нейтральной точкой.
• По треугольной схеме фазы соединяются последовательно.
• Зигзаг-это схема, которая чаще всего применяется во время отвода от общей точки. В ней соединяются три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Применение трёхфазного трансформатора является более экономичным, чем использование соединённых однофазных конструкций. Наш сайт предлагает приобрести надёжную аппаратуру, качество которой подтверждено сертификатами. Благодаря этому покупатель может быть уверенным в безопасности и долговечности приобретаемого товара.

Трехфазный трансформатор — Знаешь как

Трансформирование трехфазного тока на мощных трансформаторных подстанциях производится тремя однофазными трансформаторами, соединяемыми в трехфазную группу по правилам. Однако на распределительных подстанциях большей частью применяются специальные трехфазные трансформаторы стержневого типа, представляющие выгоды в стоимости установки по сравнению с трехфазной группой.

Устройство трехфазного трансформатора показано на рис. 9-11. Расположение листов сердечника при сборке дано на рис. 9-12, а сечение стержней на рис. 9-4.

Каждый стержень служит для размещения обмоток одной фазы. Обмотки помещаются концентрически, причем обмотки низшего напряжения ближе к стержню. На рис. 9-11 обмотки условно показаны сдвинутыми одна от другой по оси стержня.

Как первичные, так и вторичные обмотки могут соединяться в звезду (Y) или в треугольник (∆). Однако ГОСТ оставляет только три схемы:

звезда — звезда с выведенным нулем (Y/Y₀), звезда — треугольник (Y/∆) и звезда с нулем — треугольник (Y₀/∆). Числитель в обозначении показывает соединение обмотки ВН, знаменатель- НН. При соединении первичных и вторичных обмоток в звезду или треугольник, в трехфазных трансформаторах, надо иметь в виду, что обмотки связаны магнитно (рис. 9-11):

Рис -11. Трехфазный трансформатор.

1 — магнитопровод; 2 — обмотка высшего напряжения; 3 — обмотка низшего напряжения.

поток Ф_А замыкается через стержни В и С, поток Ф_в —

через стержни А и С и поток Ф_с — через стержни А и В. Намагничивающие токи в обмотках, например в АХ, BY, СZ всегда сдвинуты по фазе, как показано на рис. 9-13.

Рис 9-12. Листы стали при сборке трехфазного трансформатора.

Совпадающие с токами потоки стержней Ф_А, Ф_в, Ф_с, очевидно, в каждый момент времени дадут сумму

Ф_A + Ф_в + Ф_с = 0

В частности, для одного момента времени на рис. 9-13

Ф_А + Ф_в + Ф_с = — 0,5Ф_Вм + Ф_Вм — 0,5Ф_Вм = 0. Это условие будет соблюдено только тогда, когда, например, в звезду соединить или концы X, Y, Z, или начала А, В, С. Условие не будет соблюдено, если соединить вместе зажимы X, В, Z. Таким образом, возникает вопрос о принудительном наименовании начал и концов обмоток, при соединении их в звезду или треугольник, чего не требуется в обмотках, не связанных магнитно.

Рис. 9-13. Векторная диаграмма потоков трехфазного трансформатора.

Если смотреть на трансформатор сверху (рис. 9-11), то можно видеть, что обмотки навиты по стрелке часов (вправо). Такая намотка называется правой (бывает и левая обмотка). Тогда, приняв верхние концы проводов за начала А, В, С, нижние надо считать концами X, Y , Z; можно сделать и наоборот. То же самое относится и к вторичной обмотке. Для соединения обмоток, указанного на рис. 9-11, звезда фазных э. д. с. представлена на рис. 9-14. Соединение вместе зажимов х, b, zнедопустимо, так как вектор э. д. с. Е_b повернется при этом на 180° и напряжение между зажимами а, с будет линейным, а между аy и cy— фазным.

Рис. 9-14. Звезда фазных э. д. с. вторичной обмотки.

На щитке трансформатора за обозначением схемы соединений обмоток стоит цифра: Y/Y₀-12, Y/∆-11 Y₀/∆-11. Цифра условно обозначает так называемую группу соединения трансформатора. Группа указывает угловой сдвиг линейной э. д. с. обмотки низшего напряжения относительно линейной э. д. с. высшего напряжения по часовой стрелке. За единицу принят угол 30°. Таким образом, при группе 12 сдвиг равен 360°, а при группе 11—330°. Группу необходимо знать при включении трансформаторов на параллельную работу.

Определим группу соединения трансформатора, показанного на рис. 9-11. Если при разомкнутом рубильнике р₂ включить рубильник р₁, то диаграмма потенциалов зажимов А, В, С изобразится представленной на рис. 9-15 (точки А ,В, С). Соединим электрические зажимы А и а. 

Рис. 9-15. Потенциальная диаграмма при определении группы соединения.

Тогда точки А и а на диаграмме совместятся как точки равного потенциала. Все обмотки правые и, значит, вторичные э. д. с. во всех фазах совпадают по фазе спервичными. Поэтому, отложив от точки а вектор Е_а в фазе с Е_А, найдем на диаграмме потенциал нулевой точки вторичной обмотки (точка 0). Построив векторы U_b и U_c в фазе с U_в и U_c, получим звезду вторичных э. д. с. На диаграмме можно видеть, что сдвиг вторичного линейного напряжения U_аb относительно первичного линейного напряжения U_АВ равен нулю или 360°, Группа соединения двенадцатая, так как 360 : 30 = 12.

 

Статья на тему Трехфазный трансформатор

Трехфазные трансформаторы | Transformator.PRO

Трехфазные трансформаторы рассчитаны на преобразование трехфазного электрического тока и конструктивно представляют собой стержневую конструкцию из трех стержней с обмотками напряжения, расположенных в одной плоскости и соединенных между собой ярмом. Данное соединение может выполняться по типу треугольника или звезды.

В зависимости от конструкции магнитопровода могут выпускаться броневые и стержневые типы трансформаторов.

В свою очередь стержневые устройства подразделяются на трансформаторы с ассиметричной и симметричной цепью. В первом случае стержни располагаются в углах равностороннего треугольника, а во втором – в единой плоскости. Наибольшее распространение получили трансформаторы с ассиметричной системой стержней, так как их конструкция значительно проще в исполнении. В дополнение хорошая сборка стержней и малая насыщенность ярма позволяют уравновесить существующее в данной системе неравенство токов на холостом ходу в одном фазовом напряжении.

Схема устройства трехфазного трансформатора

Система трансформатора броневого типа состоит из трех однофазных устройств (групповой трансформатор), соединенных между собой ярмами. Подобное расположение позволяет получить короткий путь замыкания потоков, что в свою очередь ведет к невысоким токам холостой работы. Однако броневые обмотки имеют худшие условия для охлаждения и труднодоступны при проведении ремонта. Основным преимуществом группового трансформатора является возможность экономичного устройства резерва для повышения надежности работы. С этой целью достаточно включить в схему один запасной однофазный трансформатор, который имеет меньший вес и габаритные размеры по сравнению с трехфазным устройством.

Трехфазный масляный трансформатор ТМГ

Герметичный масляный трансформатор ТМГ рассчитан на работу в условиях холодного и умеренного климата, а также при отсутствии агрессивных и взрывоопасных факторов окружающей среды.

Данное силовое оборудование герметично и не имеет маслорасширителей. Температурные колебания масла компенсируются за счет пластичной деформации существующих гофров бака. Уровень масла измеряется с помощью поплавкового маслоуказателя. Избыточное давление бака отслеживается специальным электроконтактным вакуумметром и регулируется предохранительным клапаном.

В трансформаторе ТМГ предусмотрена возможность ступенчатого регулирования напряжения переключением обмотки ВН с шагом в 2,5% при возможном диапазоне ± 5%.

Трехфазный сухой трансформатор ТС

Трансформаторы ТС трехфазные сухие применяются для преобразования электрической энергии в умеренном климате, при температуре окружающей среды от -40?С до +40?С. Данное оборудование отличается высоким уровнем надежности, простой в установке и эксплуатации, а также экономичностью, так как практически не требует расходов на обслуживание.

Трёхфазные трансформаторы могут применяться в качестве преобразователя энергии в составе самых различных бытовых и промышленных приборов и устройств.

Трехфазные трансформаторы — Студопедия

Трансформирование трехфазного тока может осуществляться тремя однофазными трансформаторами. Вместо группы из трех трансформаторов может быть применен один трехфазный. Схема построения магнитопровода трехфазного трансформатора приведена на рис. 1.7

а б в

Рисунок 1.7 Схема построения трехфазного трансформатора

Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены с размещением первичных и вторичных обмоток на одном стержне каждого магнитопровода (рис. 1.7а). Стержни трансформаторов, которые не содержат обмоток можно объединить в один (рис. 1.7б). Через объединенный стержень замыкаются магнитные потоки трех одинаковых однофазных трансформаторов. Так как сумма трех одинаковых по амплитуде и сдвинутых по фазе на треть периода магнитных потоков в любой момент времени равна нулю, то в объединенном стержне магнитный поток отсутствует, необходимость в нем отпадает и трехфазный трансформатор выполняется на трехстержневом сердечнике

( рис. 1.7в)

На каждом стержне размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединяются между собой ярмом снизу и сверху. Длина магнитных линий потока среднего стержня меньше, чем крайних стержней. Следовательно, магнитный поток среднего стержня встречает на своем пути меньшее магнитное сопротивление, чем магнитные потки крайних стержней. Поэтому в фазе, обмотка которой размещена на среднем стержне протекает намагничивающий ток несколько меньшей силы, чем в фазах, обмотки которых размещены на крайних стержнях, что вызывает некоторую несимметрию токов различных фаз. Однако эта несимметрия незначительна и не имеет практического значения.

Начала фаз обмотки высшего напряжения обозначаются буквами А, В, С (или С1, С2, С3), а концы фаз – X, Y, Z ( или С4, С5, С6). Если обмотка высшего напряжения имеет выведенную нулевую точку, то ее вывод обозначают цифрой 0. Для выводов обмотки низшего напряжения применяются обозначения малыми буквами, например a, b, c, x, y, z.

Как первичные, так и вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены звездой (символ Y или Y₀ при выведенной нулевой точке,

рис. 1.8а и 1.8б) или треугольником (символ ∆, рис. 1.8в). При соединении обмоток звездой концы (или начала) трех фаз соединяются в общей точке, образуя нейтральную или нулевую точку, а свободные выводы начал (или концов) трех фаз подключаются к трем фазам питающей сети или к потребителю энергии (нагрузке). При соединении обмоток в треугольник начало первой фазы соединяется с концом второй, начало второй фазы соединяется с концом третьей, начало третьей фазы соединяется с концом первой. Точки соединения начала одной фазы с концом другой подключаются к трем фазам питающей сети или к потребителю энергии (нагрузке).

Напряжение на обмотке трансформатора называется фазным U_Ф, а напряжение между двумя линейными проводами, соединяющими трансформатор с питающей сетью или нагрузкой, — линейным напряжением U_л. Соответственно ток в обмотке трансформатора называется фазным I_Ф, а ток в линейном проводе — линейным I_л.

а б в

Рисунок 1.8 — Схемы соединения обмоток трехфазного трансформатора

При соединении обмоток звездой I_Ф = I_л , U_л = U_Ф, а при соединении обмоток треугольником U_Ф = U_л, I_л = I_Ф,

Возможны следующие варианты соединений первичных и вторичных обмоток трансформатора: Y/Y (рис. 1.9а), Y/∆ (рис. 1.9б), ∆/∆ (рис. 1.9в), ∆/Y (рис. 1.9г).

а б в г

Рисунок 1.9 — Схемы соединения первичных и вторичных обмоток трехфазного трансформатора

Отношение фазных напряжений на первичной и вторичной обмотках определяется коэффициентом трансформации n. , где или если коэффициент магнитной связи между обмотками .

Для групп Y/Y и ∆/∆ отношение линейных напряжений на первичной и вторичной обмотках равны коэффициенту трансформации, то есть

. (1.28)

При соединении Y/∆

, (1.29)

а при соединении ∆/Y

. (1.30)

Таким образом при переключении первичных обмоток трансформатора со схемы ∆ на схему Y линейное вторичное напряжение уменьшится в раз, а при переключении вторичных обмоток со схемы ∆ на схему Y линейное вторичное напряжение увеличится в раз. При одновременном переключении первичных и вторичных обмоток со схемы ∆ на схему Y линейное вторичное напряжение трансформатора в режиме холостого хода не изменится. Однако следует учитывать, что эквивалентное сопротивление трансформатора, как активное так и индуктивное, при этом увеличится примерно в три раза. Если трансформатор выполнен с разнесенными первичными и вторичными обмотками то это приведет к значительному возрастанию крутизны наклона внешних вольт-амперных характеристик трансформатора и снижению коэффициента мощности.

Активная мощность, потребляемая трансформатором при симметричной нагрузке

,(1.31)

а полная мощность

.(1.32)

Простое понимание подключения трехфазного трансформатора (треугольник – треугольник, звезда – звезда, треугольник – звезда и звезда – треугольник)

Преобразование трехфазного напряжения

Преобразование трехфазного напряжения может быть выполнено с помощью трехфазных трансформаторов, которые представляют собой отдельные устройства, все обмотки которых построены на одном железном сердечнике. Они также могут быть выполнены с помощью трех однофазных трансформаторов, подключенных извне, чтобы сформировать трехфазную батарею.

Простое понимание подключения трехфазного трансформатора — треугольник-треугольник, звезда-звезда, треугольник-звезда и звезда-треугольник (на фото: трансформатор Jefferson Electric)

В то время как трехфазные устройства обычно являются более экономичным вариантом, однофазный вариант обеспечивает большую универсальность и может быть привлекательным с точки зрения надежности и обслуживания .Если в одном месте требуется несколько идентичных трансформаторов, однофазный вариант может включать в себя покупку запасного блока, чтобы сократить время простоя в случае отказа.

Такая практика часто наблюдается с критическими батареями автотрансформаторов и повышающими трансформаторами генератора, поскольку потеря трансформатора на длительный период имеет очень серьезные последствия.

Соединения, описанные в этой статье , будут реализованы с использованием однофазных блоков .

При подключении однофазных трансформаторов в трехфазную батарею необходимо тщательно соблюдать полярность обмоток. Полярность указывается в виде точек. Ток, протекающий через точку на первичной обмотке, вызовет ток, исходящий из точки на соответствующей вторичной обмотке.

В зависимости от того, как обмотки подключены к вводам, полярности могут быть добавочными или вычитающими.

Две наиболее часто используемые конфигурации трехфазной обмотки — это треугольник и звезда , названные в честь греческой и английской буквы, на которую каждая похожа. В конфигурации треугольником три обмотки соединены встык, образуя замкнутый путь.Фаза подключена к каждому углу дельты.

Хотя обмотки треугольника часто работают без заземления, участок треугольника может быть заземлен по центру или угол треугольника может быть заземлен. В звездообразной конфигурации один конец каждой из трех обмоток соединен с нейтралью. К другому концу трех обмоток подключена фаза. Нейтраль обычно заземлена.

В следующих параграфах описываются трехфазные трансформаторы, в которых используются соединения треугольником и звездой.

1. Дельта-Дельта
2. Уай-Уай
3. Дельта-звезда
4. Уай-Дельта

В следующей части этой статьи будут обсуждаться трехфазные трансформаторы, использующие соединения «треугольник» и «звезда», где один из однофазных трансформаторов, составляющих трехфазную батарею, не используется. Ножка трансформатора с отсутствующим трансформатором называется фантомной ногой.

1. Дельта – Дельта

Трансформаторы

треугольник-треугольник, как показано на рисунке 1, часто используются для питания нагрузок, которые в основном являются трехфазными, но могут иметь небольшой однофазный компонент .

Рисунок 1 — Трансформатор треугольник-треугольник

Трехфазная нагрузка обычно представляет собой нагрузку двигателя, в то время как однофазный компонент часто представляет собой освещение и низкое напряжение. Однофазная нагрузка может быть запитана путем заземления центрального ответвления на одном из выводов вторичной обмотки треугольником, а затем подключения однофазной нагрузки между одной из фаз на заземленном плече и этой заземленной нейтралью.

На рисунке 2 показано соединение трансформатора треугольником.

Рисунок 2 — Подключение трансформатора дельта-треугольник (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

На схеме подключения слева показано, как может быть выполнено соединение треугольник-треугольник, либо с тремя однофазными трансформаторами, либо с одним трехфазным трансформатором .

Пунктирными линиями обозначены контуры трансформатора. Реализацию трех однофазных трансформаторов можно увидеть, не обращая внимания на внешний пунктирный контур и метки вводов, показанные на этом контуре, и сосредоточив внимание на трех меньших (однофазный трансформатор) контурах.

Проходные изоляторы однофазных трансформаторов соединяются внешними перемычками, как показано, для выполнения соединения треугольник-треугольник. В случае реализации одного трехфазного трансформатора три внутренних контура не принимаются во внимание, а перемычки между обмотками выполняются внутри бака трансформатора.Для подключения доступны шесть вводов на контуре трехфазного трансформатора.

Схематическую диаграмму в правом верхнем углу, возможно, легче анализировать, поскольку четко видны дельта-соединения.

На векторной диаграмме в правом нижнем углу показаны геометрические взаимосвязи между цепями высокого напряжения и токами цепей низкого напряжения , а уравнения в центре внизу показывают эти взаимосвязи математически.

Когда нагрузка на трансформатор треугольник-треугольник становится несимметричной, в обмотках треугольника могут циркулировать большие токи, что приводит к дисбалансу напряжений.Сбалансированная нагрузка требует выбора трех трансформаторов с равными отношениями напряжения и одинаковыми сопротивлениями .

Кроме того, величина однофазной нагрузки должна быть низкой, поскольку трансформатор с центральным отводом должен обеспечивать большую часть однофазной нагрузки. По мере увеличения однофазной нагрузки трансформатор с центральным отводом будет увеличивать свою нагрузку больше, чем два других трансформатора, и в конечном итоге приведет к перегрузке.

В случае отказа одного из однофазных трансформаторов в группе треугольник-треугольник, эта группа может работать только с двумя трансформаторами, образующими конфигурацию открытого треугольника.Номинальная мощность банка в кВА снижается, но трехфазное питание по-прежнему подается на нагрузку.

Вернуться к содержанию ↑

2. Уай – Уай

Трансформаторы

звезда-звезда, как показано на рис. 3, могут обслуживать как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Однофазная нагрузка должна распределяться как можно более равномерно между каждой из трех фаз и нейтралью.

Рисунок 3 — Трансформатор звезда-звезда

На рис. 4 показано соединение звезда-звезда, в виде трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного блока.Показаны метки вводов и точки полярности.

Рисунок 4 — Схема подключения трансформатора звезда-звезда (щелкните, чтобы развернуть схему)

Одной из проблем, присущих трансформаторам типа звезда-звезда, является распространение токов и напряжений третьей гармоники . Эти гармоники могут вызывать помехи в близлежащих цепях связи, а также другие проблемы с качеством электроэнергии.

Другая проблема заключается в том, что существует возможность возникновения резонанса между шунтирующей емкостью цепей, подключенных к трансформатору, и намагничивающей способностью трансформатора, особенно если цепи включают изолированный кабель.Из-за этих проблем трансформаторы «звезда-звезда» должны быть тщательно определены и реализованы.

Добавление третьей (третичной) обмотки, соединенной треугольником, снимает многие из упомянутых проблем.

Вернуться к содержанию ↑

3. Дельта-Уай

Соединение «треугольник-звезда» является наиболее часто используемым. Соединение трехфазного трансформатора . Вторичная обмотка, соединенная звездой, позволяет распределить однофазную нагрузку между тремя фазами и нейтралью вместо того, чтобы размещать все на одной обмотке, как в случае четырехпроводной вторичной обмотки треугольником.

Это помогает поддерживать балансировку фазной нагрузки на трансформаторе и особенно важно, когда величина однофазной нагрузки становится большой . Устойчивая нейтральная точка также обеспечивает хорошее заземление, чтобы обеспечить критическое демпфирование системы для предотвращения колебаний напряжения.

Если один из однофазных трансформаторов в группе треугольник-звезда выходит из строя, вся батарея выходит из строя.

Кроме того, поскольку трансформатор треугольник-звезда вводит фазовый сдвиг на 30 ° от первичной к вторичной, как видно из символов фазировки на Рисунке 5, его нельзя использовать параллельно с трансформаторами треугольник-звезда и звезда-звезда, которые не производят фазового сдвига.

Рисунок 5 — Трансформатор треугольник-звезда

На рис. 6 показано соединение треугольником и звездой в виде трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного блока. Показаны метки вводов и точки полярности.

Рисунок 6 — Соединения трансформатора треугольником и звездочкой

Анализ трансформатора треугольник-звезда иллюстрирует многие важные концепции, касающиеся работы многофазных трансформаторов. Анализ может быть выполнен на основе напряжения или тока. Поскольку напряжение (разность потенциалов или вычитание двух векторных величин) довольно абстрактно и сложно визуализировать, ток (или поток заряда) будет использоваться в качестве основы для анализа, поскольку ток легко концептуализировать.

Токи, возникающие в обмотках трансформатора треугольник-звезда, показаны на рисунке 7. Обратите внимание, что стрелки указывают мгновенные направления переменного тока и соответствуют условным обозначениям точек.

Рисунок 7 — Обмотки треугольником и звездой

Анализ должен начинаться в одной из двух электрических цепей: цепи высокого напряжения, соединенной треугольником, или цепи низкого напряжения, соединенной звездой.

Поскольку в качестве основы для анализа используется ток, схема, соединенная звездой, выбрана в качестве отправной точки, поскольку в схеме соединения звездой линейные токи (выходящие из трансформатора) и фазные токи (возникающие в обмотках трансформатора) ) равны.Эта взаимосвязь между линейным и фазным токами упрощает анализ.

Анализ начинается с маркировки всех линейных и фазных токов. Это показано на рисунке 8.

Рисунок 8 — Трансформатор треугольник-звезда с обозначенными токами

Обратите внимание, что нижние индексы указывают линейные токи в цепи низкого напряжения, а нижние индексы верхнего регистра указывают линейные токи в цепи высокого напряжения. В цепи низкого напряжения фазные токи идентичны соответствующим линейным токам, поэтому они также обозначаются I _a , I _b и I _c .Когда обмотки трансформатора нарисованы, конкретная обмотка высокого напряжения соответствует обмотке низкого напряжения, нарисованной параллельно ей.

Другими словами, обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения, проведенные параллельно друг другу, составляют однофазный трансформатор или две обмотки на одном плече магнитопровода трехфазного трансформатора .

Фазовый ток высокого напряжения, соответствующий I _a , обозначен как I _{a ‘} .Направление I _{a ′} относительно направления I _a должно соответствовать условию точки. Величина I _{a ′} относительно I _a является обратной величиной отношения витков трансформатора «n» или

.

При анализе трансформатора на единицу, n = 1 , поэтому получается:

I _{a ′} = I _a

Итак,

I _{a ′} = I _a (на единицу)
I _{b ′} = I _b (на единицу)
I _{c ′} = I _c (на единицу) -единиц)
_(Ур.1)

Далее, текущий закон Кирхгофа может быть применен к каждому узлу дельты:

I _A = I _{a ′} — I _{b ′} = I _a — I _b
I _B = I _{b ′} — I _{c ′} = I _b — I _c
I _C = I _{c ′} — I _{a ′} = I _c — I _{a
(уравнение 2)53}

Уравнения, приведенные выше, выражают линейных токов цепи высокого напряжения через линейные токи цепи низкого напряжения.На этом этапе числовые значения могут быть заменены на I _a , I _b и I _c . Принимая во внимание, что I _a , I _b и I _c представляют сбалансированный набор векторов , произвольные значения на единицу выбираются для представления последовательности фаз a-b-c :

Ур. 3

Должна использоваться положительная последовательность фаз (a-b-c) , поскольку стандарты IEEE для силовых трансформаторов (серия IEEE C57) основаны на положительной последовательности фаз.

Подставляя уравнения. 3 в уравнения. 2:

Ур. 4

Сравнение I _a с I _A , разница величин √3 и угловая разница 30 ° очевидны .

IEEE Std. C57.12.00 определяет направление, в котором векторные углы должны изменяться от одной электрической цепи к другой. В стандартном трансформаторе треугольник-звезда (или звезда-треугольник) токи прямой последовательности и напряжения на стороне высокого напряжения опережают токи прямой последовательности и напряжения на стороне низкого напряжения на 30 °.

Когда векторы высокого напряжения отстают от векторов низкого напряжения, соединение считается нестандартным. Иногда нестандартные соединения необходимы для согласования фаз в двух разных системах, которые должны быть электрически связаны, но обычно указываются стандартные соединения.

Обратите внимание, что соглашение для определения стандартного соединения требует, чтобы векторы высокого напряжения опережали векторы низкого напряжения на 30 ° . Нет ссылок на первичный или вторичный.Первичные обмотки трансформатора — это те обмотки, на которые подается напряжение. На вторичные обмотки подается наведенное напряжение.

Обычно первичными обмотками являются обмотки высокого напряжения, но это не всегда так. Хорошим примером исключения является повышающий трансформатор генератора.

Вернуться к содержанию ↑

4. Уай – Дельта

Трансформатор звезда-треугольник, показанный на рисунке 9, иногда используется для обеспечения нейтрали в трехпроводной системе, но также может обслуживать нагрузку от вторичной обмотки .

Рисунок 9 — Трансформатор звезда-треугольник

Первичные обмотки звездой обычно заземлены. Если вторичная обмотка представляет собой четырехпроводной треугольник, четвертый провод, идущий от центрального ответвления на одном из ответвлений треугольника, заземляется.

На рисунке 10 показано соединение звезда-треугольник, либо в виде трех однофазных трансформаторов, либо в виде одного трехфазного блока. Обе метки вводов и точки полярности показаны .

Рисунок 10 — Соединения трансформатора звезда-треугольник (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Вернуться к содержанию ↑

Продолжение будет…

Ссылка // Промышленное распределение электроэнергии, Ральф Э.Fehr

,

Трехфазный трансформатор с настраиваемым подключением обмотки

Подключение обмотки 1 (клеммы ABC)

Подключение обмотки для обмотки 1. Возможны следующие варианты: Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D11) .

Соединение обмотки 2 (клеммы abc-2)

Соединение обмотки для обмотки 2. Возможны следующие варианты: Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D11) .

Соединение обмотки 3 (клеммы abc-3)

Соединение обмотки для обмотки 3. Возможны следующие варианты: Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D11) .

Тип

Выберите Три однофазных трансформатора от (по умолчанию) до реализовать трехфазный трансформатор с использованием трех моделей однофазных трансформаторов. Ты можешь использовать этот тип сердечника для представления очень больших силовых трансформаторов, используемых в электрических сетях (сотни МВт).

Выберите Сердечник с тремя конечностями (тип стержня) для реализации тройного стержня сердечник трехфазного трансформатора. В большинстве приложений трехфазные трансформаторы используют сердечник трехлепестковый (трансформатор сердечниковый). Этот тип сердечника дает точные результаты во время асимметричный отказ как для линейных, так и для нелинейных моделей (включая насыщение). В течение при асимметричном напряжении магнитный поток нулевой последовательности трансформатора с сердечником возвращается вне активной зоны через воздушный зазор, конструкционную сталь и резервуар.Таким образом, естественный Индуктивность нулевой последовательности L0 (без обмотки треугольником) такого трансформатора с сердечником составляет обычно очень низкий (обычно 0,5 о.е. 100 о.е.). Это низкое значение L0 влияет на дисбалансы напряжений, токов и магнитных потоков во время линейной и насыщенной работы.

Выберите Пятилепестковый сердечник (тип оболочки) для реализации пятиконечного сердечника сердечник трехфазного трансформатора.В редких случаях очень большие трансформаторы изготавливаются с Пятилепестковое ядро ​​(три фазных и два внешних). Эта основная конфигурация, также известная в качестве типа оболочки выбирается в основном для уменьшения высоты трансформатора и обеспечения транспортировка проще. В условиях несимметричного напряжения, в отличие от трехстороннего трансформатора, поток нулевой последовательности пятиконечного трансформатора остается внутри стального сердечника и возвращается через две внешние конечности. Естественная индуктивность нулевой последовательности (без дельта) очень высока (L0> 100 о.е.).За исключением небольших дисбалансов тока из-за несимметричность сердечника, поведение пятиконечного трансформатора оболочечного типа аналогично поведению трехфазный трансформатор, состоящий из трех однофазных блоков.

Simulate saturation

Если выбрано, реализует насыщаемый трехфазный трансформатор. См. Также Характеристика насыщения Параметр на вкладке Параметры. По умолчанию очищено.

Имитация гистерезиса

Выберите для моделирования характеристики насыщения, включая гистерезис, вместо однозначная кривая насыщения.Этот параметр отображается, только если Simulate выбран параметр насыщенность . По умолчанию очищен.

Файл матрицы гистерезиса

Этот параметр отображается только в том случае, если Simulate выбран параметр гистерезис .

Укажите файл .mat , содержащий данные, которые будут использоваться для модель гистерезиса. Когда вы открываете Hysteresis Design Tool Powergui, петля гистерезиса по умолчанию и параметры, сохраненные в гистерезис.mat . Используйте кнопку Load в инструменте Hysteresis Design, чтобы загрузить другой .mat файл. Используйте кнопку Save на Инструмент дизайна гистерезиса для сохранения модели в новом файле .mat .

Задайте начальные потоки

Если выбрано, начальные потоки определяются Начальные потоки параметр на вкладке Параметры. Этот параметр отображается, только если Simulate выбран параметр насыщенность .По умолчанию очищен.

Когда Укажите начальные потоки Параметр не выбран при симуляторы, Simscape ™ Программное обеспечение Electrical ™ Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки в запустить моделирование в устойчивом состоянии. Вычисленные значения сохраняются в исходном файле . Изменяет параметр и перезаписывает все предыдущие значения.

Измерения

Выберите Напряжения обмотки , чтобы измерить напряжение на клеммы обмотки блока трехфазного трансформатора.

Выберите Токи обмотки , чтобы измерить протекающий ток через обмотки блока трехфазного трансформатора.

Выберите Потоки и токи возбуждения (Imag + IRm) от до Измерьте потокосцепление в вольт-секундах (В.с) и полный ток возбуждения, включая потери в стали, моделируемые Rm.

Выберите Потоки и токи намагничивания (Imag) для измерения потокосцепление в вольт-секундах (В.с) и ток намагничивания в амперах (А), а не включая потери в стали, моделируемые Rm.

Выберите Все измерения (V, I, Flux) для измерения обмотки напряжения, токи, токи намагничивания и потокосцепления.

По умолчанию Нет .

Поместите блок мультиметра в свою модель, чтобы отображать выбранные измерения во время моделирование. В списке доступных измерений мультиметра блока, измерения обозначаются меткой, за которой следует имя блока.

Если соединение Обмотка 1 (клеммы ABC) установлено на Y , Yn или Yg , этикетки такие же следующим образом.

Flux_A:

Измерение	Этикетка
Напряжение обмотки 1	U10007 1 токи	Ian_w1: или Iag_w1:
Флюс-рычаги	Flux_A0007 9018
Токи возбуждения	Iexc_A:

Для обмоток 2 и 3 применяются те же метки, за исключением 1 заменяется на этикетках на 2 или на 3 .

Если соединение Обмотка 1 (клеммы ABC) установлено на Delta (D11) или Delta (D1) , метки такие же следующим образом.

Измерение	Этикетка
Напряжения обмотки 1	Uab_w1000 9018 6 8 Uab_w1: 9000_w1: 9000_3000
Потоковые связи	Flux_A:
Токи намагничивания	Imag_A:	8 Imag_A:

,

Реализация трехфазный двухобмоточный трансформатор с настраиваемым подключением обмоток и геометрия сердечника

Тип матрицы индуктивности трехфазного трансформатора (две обмотки) является трехфазным трансформатор с трехполюсным сердечником и двумя обмотками на фазу. В отличие от блока Three-Phase Transformer (Two Windings), который моделируется тремя отдельными однофазные трансформаторы, этот блок учитывает муфты между обмотками разные фазы. Сердечник и обмотки трансформатора показаны на следующем рисунке.

Эта геометрия сердечника подразумевает, что фазная обмотка 1 соединена со всеми другими фазными обмотками (2 до 6), тогда как в блоке трехфазного трансформатора (две обмотки) (трехфазный трансформатор, использующий три независимых сердечника) обмотка 1 соединена только с обмоткой 4.

Модель трансформатора

Блок трехфазного трансформатора индуктивности типа (две обмотки) реализует следующие матричные отношения:

R ₁ до R ₆ представляют собой сопротивления обмоток. члены самоиндукции L _ii и взаимная индуктивность члены L _ij вычисляются из соотношений напряжений, индуктивная составляющая токов возбуждения без нагрузки и реактивных сопротивлений короткого замыкания при номинальная частота. Два набора значений в прямой и нулевой последовательности позволяют расчет 6 диагональных членов и 15 недиагональных членов симметричной индуктивности матрица.

Когда параметр Тип сердечника установлен на Три однофазные жилы , в модели используются две независимые цепи с (3×3) R и L матрицы.В этом состоянии параметры прямой и нулевой последовательности идентичны. и вы указываете только значения прямой последовательности.

Собственные и взаимные члены матрицы (6×6) L получены из токов возбуждения (один трехфазная обмотка возбуждается, а другая трехфазная обмотка остается разомкнутой) и от реактивные сопротивления короткого замыкания прямой и нулевой последовательности X1 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 Vном ₁ с разомкнутой обмоткой 2

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

X1 ₁₂ = Прямая последовательность реактивное сопротивление короткого замыкания со стороны обмотки 1
, когда обмотка 2 короткозамкнутый

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

Собственные и взаимные реактивные сопротивления прямой последовательности определяются как:

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

Расширение следующих двух (2×2) матриц реактивного сопротивления в прямой последовательности и в нулевой последовательности

в матрицу (6×6), выполняется заменой каждого из четырех [ X ₁ X ₀ ] парами подматрицей (3×3) вида:

, где собственные и взаимные члены задаются как:

X _s = ( Х ₀ + 2 X ₁ ) / 3
X _м = ( X ₀ — X ₁ ) / 3

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

Блок учитывает выбранный вами тип соединения, и значок блока автоматически обновляется. Входной порт с пометкой N добавляется к блоку, если вы выберите соединение Y с доступной нейтралью для обмотки 1. Если вы просите доступную нейтраль на обмотке 2, создается дополнительный выходной порт с маркировкой n2 .

Ток возбуждения в нулевой последовательности

Часто ток возбуждения нулевой последовательности трансформатора с сердечником из трех ветвей предоставляется производителем.В таком случае разумную стоимость можно угадать, как объяснено. ниже.

На следующем рисунке показан трехлепестковый сердечник с одной трехфазной обмоткой. Только фаза B возбуждается, и напряжение измеряется на фазе A и фазе C. Поток Φ, создаваемый фаза B делится поровну между фазой A и фазой C, так что Φ / 2 течет в конечности A и в конечность C. Следовательно, в данном конкретном случае, если индуктивность рассеяния обмотки B будет равна нулю, напряжение, индуцированное на фазах A и C, будет -к.V _{B =} -V _B /2 . Фактически, из-за индуктивности рассеяния трех обмоток среднее значение индуцированной отношение напряжений k при последовательном возбуждении обмоток A, B и C должно быть немного ниже 0,5.

Предположим:

Z _s = среднее значение трех собственные сопротивления
Z _м = среднее значение взаимного сопротивления между фазами
Z ₁ = прямая последовательность импеданс трехфазной обмотки
Z ₀ = полное сопротивление нулевой последовательности трехфазная обмотка
I ₁ = ток возбуждения прямой последовательности
I ₀ = возбуждение нулевой последовательности ток

, где k = коэффициент индуцированного напряжения (при k чуть ниже 0.5)

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

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

Допустим, 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 Из приведенных выше данных можно вывести значение k . k = (200-1) / (2 * 200 + 1) = 199/401 = 0,496 .

Потери нулевой последовательности также должны быть выше потерь прямой последовательности из-за дополнительные потери на вихревые токи в резервуаре.

Наконец, значение тока возбуждения нулевой последовательности и значение тока потери нулевой последовательности не критичны, если трансформатор имеет обмотку, подключенную по схеме треугольник. потому что эта обмотка действует как короткое замыкание для нулевой последовательности.

Соединения обмоток

Трехфазные обмотки трансформатора могут быть соединены следующим образом способ:

• Y

• Y с доступной нейтралью

• Заземленный Y

• Дельта (D1), запаздывание Y на 30 градусов

• Дельта (D11) на 30, дельта впереди градусы

Примечание

Обозначения D1 и D11 относятся к следующему условному обозначению часов.Предполагается, что У опорного напряжения Фазор в полдень (12) на дисплее часов. D1 и D11 относятся соответственно до 1 PM (дельта-напряжение, отставание от напряжения Y на 30 градусов) и 11 AM (дельта-напряжение, опережающее Y напряжения на 30 градусов).

.