Как подключить трехфазный трансформатор в однофазную сеть

Я еще не разбирался, но если у него звездой было можно ли тогда все три обмотки запаралелить и включить в 220 вольт? А если треугольником, то в принципе можно также запареллелить и в 220в. .

Оба эти варианта не подойдут параллелить обмотки трехфазного трансформатора нельзя вы спровоцируете обычное кз.
Можно в принципе среднюю обмотку вообще вырезать а оставшиеся крайние включить последовательно.
Трансформатор будет работать но на выходе напряжение упадет.
Средний сердечник трансформатора желательно выпилить вообще
тогда получится обычный однофазный транец.

Средний стержень врезать не хочется-теряется мощность. Подскажите ссылку в инете или литературу по расчету трансов на такую мощность, а то обычно дают формулы для трансов мощностью-до 1000 ватт.

Нет мощность не теряется, так как исключаются потери на бесполезное перемагничивание среднего сердечника. Я сталкивался с подобным трансом пробовал все возможные варианты включения. Один сердечник в 3х фазном трансе при включении его в однофазную сеть оказывается лишним. Кстати неважно какой, можно удалить и крайний.
Единственный вариант который не успел опробовать перед тем как вышвырнул такой транец за борт, (работал тогда капитан-механиком теплохода) так это включить его в однофазную сеть по аналогии с 3х фазным эл.двигателем т.е. с фазоздвигающим конденсатором. Если есть желание вы можете проверить эту возможность, на все остальные не тратьте времени впустую.
Дело в том что при любой комбинации включения обмоток характеристика транса становится слишком мягкой. Т.е. можно предположить что вы включили в сеть однофазный трансформатор и последовательно с его первичной обмоткой дроссель имеющий очень большое реактивное сопротивление. То есть вам не удастся нагрузить трансформатор на активную нагрузку с хорошим током. Можете даже кратковременно закорачивать выходную обмотку транец не сгорит. Единственное применение подобного транса это изготовление на базе него очень хренового сварочного транса.

Я хотел бы использовать транс , получив на вторичке 3000 вольт, т.е.
для питания усилителя мощности, а не для сварки. В конце концов можно его и перемотать, допустим скинув часть витков(примерно 2/3) с первички на каждом стержне сердечника и затем соединив эти три обмотки первички последовательно с соблюдением фазировки. Ну а вторичку полностью перемотав на 3 квольт.

Я тоже отпиливал крайнею обмотку, а первички включал в параллель.
Это лучший вариант.. Габариты уменьшаются.
Первичные обмотки рассчитаны на 220V, так что ничего отматывать не
нужно. Это не влияет на то каким образом были они включены, звездой или треугольником. Если концы в воздухе то вообще это не должно вас интересовать. А если они собраны на колодке, то нужно смотреть какой контакт что обозначает (начало или конец)
Пробовал я включать и в такой комбинации (никто не написал про нее):
Крайние катушки в параллель, начало с началом Н1Н3 и конец с концом К1К3.
А среднею наоборот, в противо фазе.
Т.е. там где начало Н1Н3, подключал конец К2, и на оборот. Работало.
.

Странно 3 человека написали Вам о том что один сердечник железа в трансе нужно выпиливать, а Вы продолжаете настаивать на сохранении всех 3 обмоток первички. Даже если вы уменьшите количество витков во всех 3 обмотках ничего не изменится читайте выше. Если не даверяете чужому опыту возьмите любой учебник по Электротехнике , лучше для техникумов там объясняется все просто. Посмотрите на рисунках
как направляются магнитные потоки в железе 3х фазного транса
многое станет ясно.
Пилите Андрей , это просто , ножовкой отпилите целиком крайнее железо вместе с обмоткой. Получите вполне приличный
однофазный транец. Насчет включения в параллель оставшихся
2 первичных обмоток я бы этого не делал. Нужно еще посмотреть сумеете ли Вы разместить сверху вторичную обмотку на 3000в, места может и не хватить. Если вы хотите делать анодный трансформатор лучше выкинуть все обмотки с одного сердечника и намотать на нем только высоковольтную обмотку. На втором сердечнике оставить 1 первичную обмотку
на 220в.

To df9fxk: я конечно посмотрю по случаю книги по электротехнике, но чисто интуитивно мощность транса зависит от его габаритов и объема. Во-вторых места на трансе свободного дофига и я думаю там не только 3 кв получилось бы. И все-таки подойдут для расчета формулы скажем из книги Терещука ” Справочник радиолюбителя” издательства
Наукова думка, 1981 года, например?

Я немного не въезжаю какой транец вы собираетесь расчитывать?
Если железо переделаете под однофазный, естественно подойдут все формулы для расчета однофазного транса, но вам ведь не нужны расчеты, первичная обмотка подойдет, а вторичную можно намотать определив сначала опытным путем сколько витков понадобится для напряжение в 1 вольт. При желании намотаете пробную обмотку скажем 20 витков и замерите сколько вольт
у нее на выходе. Далее составите пропорцию для получения 3000в. Всё элементарно.

Насчет того что без проблемм вместится обмотка на 3000в я сомневаюсь но вам разумеется виднее. Не забудьте только что кроме напряжения

в 3000в ваша вторичная обмотка должна еще обеспечивать ток не менее 500ма лучше 1а. Т.е. диаметр провода желательно
выбрать не менее 0.5мм

Прикиньте ради интереса. Скажем опытным путем вы установили для получения напряжения в 1в вам нужно намотать 1виток провода.

Итого для 3000в нам нужно разместить 3000витков при проводе 0.5mm это уже 15см.

Но не нужно забывать что имеем дело с высоковольтной обмоткой
т.е. нужно качественно изолировать слои обмотки возможно потребуется и пропитка. На изоляцию может уйти ещё 4-5см

Запитка 3х фазного Тр на 1у фазу

Крайние обмотки последовательно и в паралель им сдеднюю.

Нашел 3-фазный трансформатор 2,4 квт . Как его подключить в быту в 220 вольт ?

ну и как результат подключения . поделитесь плииз. 🙄

MOUZER
А как фазировать обмотки?
Наверное две крайние последовательно синфазно а среднюю паралельно им в противофазе,или подругому?

Я гдето это читал в теории только 😥
Но думаю это можно выяснить опытным путём, вариантов то всего 4.

Соединяем концы первичных обмоток находящихся на крайних секциях сердечника. Если катушки абсолютно одинаковые, то соединяются одноименные выводы.
Втыкаем в сеть. И. получаем фейерверк. Это если не правильно включили обмотки между собой. Хотя если следовать выше написанному, должно быть все нормально.
Но, чтобы не рисковать, поступаем так. Первичную обмотку, расположенную на центральном стержне, втыкаем в сеть (220 вольт) и меряем напряжение на выводах той обмотки, которую мы получили, соединив последовательно крайние катушки. Напряжение должно быть тоже 220 вольт.
Если оно равно “0”, значит неправильно соединили. Если напряжение на выводах соединенных последовательно крайних обмотках не равно напряжению сети, значит так соединять как предлагает MOUZERа в данном случае нельзя. Хотя по теории все правильно.
Если все хорошо, значит можно идти дальше. Теперь надо соединить первичную обмотку, расположенную на среднем стержне с крайними выводами общей обмотки. Как правильно?
Соединяем два любых вывода этих обмоток между собой. Чтобы проверить правильно мы это сделали или нет, подаем на вторичную обмотку, расположенную на среднем стержне напряжение (такое на которое эта обмотка рассчитана, а можно и меньше, скажем 30 вольт).
Меряем напряжение на свободных выводах. Оно должно быть равно”0″. Если нет меняем выводы, и если напряжение стало равно “0”, соединяем оставшиеся выводы между собой.
Теперь можно сказать, половина дела сделана. Мотаете три вторичные обмотки исходя из необходимого напряжения. Между собой их включаете, естественно, последовательно. Если неправильно включите, ничего страшного не произойдет, напряжение на выходе будет равно разности, придется поменять концы и все.
Еще раз подчеркиваю: все это верно, если верно то, что привел в своем сообщении MOUZER.
Верно или нет станет понятно, когда проделаете то, что написано в четвертом абзаце этого опуса.

Читать еще: Как подключить шнур к патрону

Включение трех фазного тр-ра на одну фазу

UA3UZZ сказал(-а): 04.04.2016 18:00

Включение трех фазного тр-ра на одну фазу

RV2A сказал(-а): 04.04.2016 18:43

R3AAA сказал(-а): 04.04.2016 19:06

R9OY сказал(-а): 04.04.2016 19:06

R3AAA сказал(-а): 04.04.2016 19:13

R9TV сказал(-а): 04.04.2016 19:15

R8WT сказал(-а): 04.04.2016 19:31

Цитата Сообщение от R9OY Посмотреть сообщение
Включение трех фазного тр-ра на одну фазу , для этого необходимо разобрать железо, убрать одну первичную и вторичную обмотку,собрать железо и включить на 220 вольт. И всё будет работать. Точно так же переделал БП от Р-140 под однофазную сеть 220 вольт. И всё работает.Удачи!

Приветствую, а какую убирать крайнюю или среднюю?

R3DDL сказал(-а): 04.04.2016 19:50

1)А вот если не подключать выводы одной из катушек – то зачем её “убирать” ??

2)А как выглядит сердечник 3-х фазного трансформатора кто-нибудь из “советчиков” представляет ?
посмотрите в каком-нибудь гугле и прикиньте – чё куда там бегает в нём, познавательно будет.

3) Сколько % от мощи 3-ф транса остается при попытках его включения в 1-ф сеть? (у эл. двигателя – не более 60%),
но проводить аналогии здесь не корректно – с трансом печальнее получается.

Прикинуть в Гугле – очень знаковый совет

Такой транс у меня питает ВЕСЬ ДОМ уже много лет. Мощность, как и в двигателе, составляет 2/3 от “исконной” (поройтесь где-нибудь в Гугле, и будет Вам щастье )

А что, приспособить халявный 3-фазный транс к нормальному делу с 66-процентным использованием сердечника – это никуда не годится?

М-да.. А если бы было 80% – то уже можно пережить ?
Или скоко можно для “халявного” ?

Неиспользуемую обмотку, ясен перец, можно и не убирать. Токо вот ДОБАВИТЬ что-нибудь в готовый, профессионально “упакованный” трансформатор уже будет проблематично. А ведь некоторые (увы, отдельные) личности не токо Гугл читают, но и что-то живьем производят..

У своего я выбросил обмотки со “среднего” керна. Что дало ощутимую прибавку “пространства”..

Братание с трехфазным трансформатором

Приветствую! После очередного похода на радиобарахолку сподвигнулся на написание этого отчасти лженаучного материала.
Может оно и старо, как мир, но в наше “низкоимпедансное” время, когда у людей с грошами туговато, авось кому-то и пригодится.

Как-то у барахольщикив наткнулся на небольшой трехфазный трансформатор (150-180 вт навскидку). Имея небольшой, да и давнишний уже, опыт с таким железом (наладка и испытания оборудования подстанций), хотел было пройти мимо этой вроде бесполезной в хозяйстве железяки, но потом все же забрал за 50 деревянных ради эксперимента.
И вон он, расстерзанный, на «операционном» столе, приступим…

↑ Мерим

↑ Варианты

Здесь сразу поясним, что все стержни трехфазника одинаковы по ширине, это обычное Ш-образное железо, собранное вперекрышку. Таким образом, включение трех первичек синфазно и параллельно недопустимо, для понимания достаточно нарисовать себе схему движения магнитного потока по сердечнику.

Абсолютно корректным и безопасным является вариант I. С него и начнем, причем замеры будем делать на холостом ходу и только после нахождения оптимального включения прогрузим рабочий вариант. Вот результат при токе холостого хода 25 mA и сетевом напряжении 240V (дело было уже в 5 утра):

В этом варианте мы можем варьировать включением всех вторичных и двух первичных обмоток, как в любом однофазнике, но нагрузочная способность его из-за работы только одной катушки (одна лошадь везет две телеги) предполагается ослабленной.

Теперь попробуем вариант II, включив первички А и С синфазно параллельно. Магнитный поток в центральном стержне возрастет в 2 раза при том же сечении. По идее – рискованно, но попробуем.

Ток холостого хода, как и ожидалось, значительно вырос – 380 mA. Но и после 1 часа непрерывной работы трансформатор оставался чуть теплым. Мощность в таком включении должна быть уже приемлемой и почти удвоенные напряжения в секции B тоже представляют интерес.

Теперь включим транс по варианту III.

Здесь обмотки А и С включены параллельно, но противофазно. Соответственно магнитные потоки в катушке В будут направлены встречно (самоуничтожение) и на выводах В и в1 практически по нолям. А что же происходит в остальных обмотках? Меряем:
Ток холостого хода всего трансформатора 65 mA , для его габаритов- самое то. Не утерпел, нагрузил на лампу 24V 60W обмотку a1 – 22V при токе 2,3А. Добавил еще одну лампу на c1 – та же песня, напруга даже не просела. Постояло так 30 мин. – транс чуть теплый. Чем не решение для двуполярника?! А обмотки секции В можно попросту убрать, при нынешнем дефиците провода – одна выгода!

Вариант IV замысливался, как альтернатива второму: попытаться уменьшить ток холостого хода. Здесь к соединенным синфазно обмоткам А и С последовательно добавлена обмотка В. Вот что получилось:

Ток холостого хода уменьшился до 240 мА и я уже возликовал. Но рано… Лампы при одновременном включении посадили обмотки a1 и c1 до 13V, а обмотку b1 до 36V (лампы здесь включал последовательно). В обоих случаях ток был 2А. Но этим не закончилось, ибо пока перекуривал, центральная обмотка стала ощутимо греться. Тогда я решил тупо поменять ее концы, включив по отношению к спарке А и С в противофазе. Транс получился сверхэкономичный: ток холостого хода аж 15 мА. Но вот напруга… a1, c1 – по 10V, b1 – 20V. И все это при слабой нагрузочной способности. Хотя как вариант имеет право жить!
А вот в чистом виде, как на рисунке, лучше забыть, потому из дальнейших действий мы его исключаем, равно как и сверхэкономичный (он на любителя).

Днем были дела семейные и прогрузкой занялся вечером. В качестве нагрузок – те же две лампы 24V 60W каждая. Исходный замер варианта II (он мне показался наиболее интересным) на холостом ходу при сетевом 220V: a1,c1 по 26V, b1 – 49V, в обмотке B – 416V. Включаем: a1,c1 по 21V, b1 – 45V, в обмотке B – 382V(пока не нагружена).

Добавляем сюда две на 220V 100W и 25W в последовательном включении (других под рукой не оказалось). Света в комнате сразу прибавилось, в обмотках следующие значения: a1,c1 по 18V(2,2A), b1 – 40V (не нагружена, но пол-ампера отдаст смело без просадки остальных обмоток), на B – 320V (230 mA). Вот вам готовый транс для гибридного уся. Полчаса прогрузки, температура транса примерно 50 градусей, вполне терпимо, но лучше подцепить кулер.

Ну и для очистки совести прогрузил все так же, но обмотки a1,с1 подключил через мосты с фильтрующими кондюками по 2200 мкф.

На a1 и c1 – по 18,7V (2.3А), b1 – 40V (не нагружена, на c1 – 320V (232mA). Тепловой режим не поменялся. Далее перецепил последовательно включенные лампы на обмотку b1, все остальные нагрузки снял: 41V, 2,3A (на холостом здесь было 44V). И, наконец, нагрузил только секцию B, причем низковольтую обмотку через мост и конденсаторы фильтра: на b1 – 36V (2,7A), на B – 315V (240 mA). Если подытожить, транс сполна отдаст 140-160 ватт полезной мощи, которая в данном случае ограничена сечением провода.

↑ Резюме

Мне могут возразить: к чему весь огород, взял тот же ТС-180 и не мучайся. Я отвечу:

1. На «безрыбье» при нынешних ценах он очень даже ТРАНС! Присмотритесь на барахолках, этих красавцев никто не берет, их можно купить впополам дешевле как минимум (у сварщиков ценятся мощностью от киловатта и выше).

Читать еще: Как подключить блок управления дхо

2. Трехфазники более надежны конструктивно, Ш-образное железо с дырками в пластинах, хороший крепеж, мощный каркас, удобство в разборке и перемотке. Но даже если не перематывать – они практически не горят за счет хорошей изоляции и запаса прочности (на случай попадания фазного напряжения). Помнится, испытывают их мегометром при подаче минимум 1000 Вольт . Мой вот пропитан щеллаком. Плюс есть вариации с включением. То есть, как разделительный в хозяйстве – это очень хороший выбор (по варианту I и III).

3. Опытный радиолюбитель легко сделает из него приличный силовик для усилителя. По варианту II и анодное для ламп есть. А что до большого тока холостого хода – так и в классе А не меньше на ветер улетает. В конце-концов кому нужно, тот воспользуется данным материалом, а оспаривать его целесообразность не буду. Потому, как я с филологическим образованием и до сих пор не знаю, что такое логарифм числа «А». Но вот дымок канифольный люблю всю жизнь, и выдумывать пропорционально мозгам – тоже.

4. И теперь о сокровенном, на что я не дотягивают совсем. А почему бы не попробовать это железо в качестве выходного транса в ламповом усе? Может, спецы-датагрцы пораскинут своими головушками? Железо здесь совсем не хилое, пластины тонкие, три катушки (можно секционированием поиграть).
Надо же какую-то точку и здесь поставить.
Засим откланиваюсь!

Что такое трехфазный трансформатор тока, схема подключения, конструкция и типы

В данной статье вы узнаете что такое трехфазный трансформатор тока, какие бывают его соединения, подробно опишем его конструкцию.

Описание трехфазного трансформатора

До сих пор мы рассматривали конструкцию и работу однофазного двухобмоточного трансформатора напряжения, который можно использовать для увеличения или уменьшения его вторичного напряжения по отношению к первичному напряжению питания. Но трансформаторы напряжения также могут быть сконструированы для подключения не только к одной однофазной, но и для двухфазных, трехфазных, шестифазных и даже сложных комбинаций до 24 фаз для некоторых выпрямительных трансформаторов постоянного тока.

Если мы возьмем три однофазных трансформатора и соединим их первичные обмотки друг с другом и их вторичные обмотки друг с другом в фиксированной конфигурации, мы можем использовать трансформаторы от трехфазного источника питания.

Трехфазные, также записанные как 3-фазные или 3φ источники питания, используются для выработки, передачи и распределения электроэнергии, а также для всех промышленных применений. Трехфазные источники питания имеют много электрических преимуществ по сравнению с однофазными, и при рассмотрении трехфазных трансформаторов нам приходится иметь дело с тремя переменными напряжениями и токами, различающимися по фазе на 120 градусов, как показано ниже.

Трехфазные напряжения и токи

Трансформатор не может действовать как устройство для изменения фазы и превращать однофазное в трехфазное или трехфазное в однофазное. Чтобы обеспечить совместимость трансформаторных соединений с трехфазными источниками питания, нам необходимо соединить их особым образом, чтобы сформировать конфигурацию трехфазного трансформатора.

Трехфазный трансформатор или 3φ трансформатор может быть сконструирован либо путем соединения вместе три однофазных трансформатора, тем самого образуя так называемый трехфазный трансформаторный блок, или с помощью одного предварительно собранного и сбалансированного трехфазного трансформатора, который состоит из трех пар однофазных обмоток, установленные на одном ламинированном сердечнике.

Преимущества создания одного трехфазного трансформатора в том, что при одинаковой номинальной мощности кВА он будет меньше, дешевле и легче, чем три отдельных однофазных трансформатора, соединенных вместе, поскольку медный и железный сердечник используются более эффективно. Способы подключения первичной и вторичной обмоток одинаковы, будь то использование только одного трехфазного трансформатора или трех отдельных однофазных трансформаторов. Рассмотрим схему ниже:

Трехфазные трансформаторные соединения

Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть подключены в различной конфигурации, как показано выше, для удовлетворения практически любых требований. В случае трехфазных обмоток трансформатора возможны три формы подключения: «звезда», «треугольник» и «взаимосвязанная звезда».

Комбинации трех обмоток могут быть с первичным соединенным треугольником и вторичной соединенной звездой, или звезда-треугольник, звезда-звезда или треугольник, в зависимости от использования трансформаторов. Когда трансформаторы используются для обеспечения трех или более фаз, их обычно называют многофазным трансформатором .

Трехфазный трансформатор звезда и треугольник

Но что мы подразумеваем под «звездой» (также известной как тройник) и «треугольником» (также известной как сетка) при работе с трехфазными трансформаторными соединениями. Трехфазный трансформатор имеет три комплекта первичной и вторичной обмоток. В зависимости от того, как эти наборы обмоток связаны между собой, определяется, является ли соединение звездой или треугольником.

Три доступных напряжения, каждое из которых смещено друг от друга на 120 электрических градусов, не только определяют тип электрических соединений, используемых на первичной и вторичной сторонах, но и определяют поток токов трансформатора.

При подключении трех однофазных трансформаторов магнитный поток в трех трансформаторах различается по фазе на 120 градусов. С одним трехфазным трансформатором в сердечнике есть три магнитных потока, различающихся по фазе времени на 120 градусов.

Стандартный метод маркировки трехфазных обмоток трансформатора заключается в маркировке трех первичных обмоток заглавными (заглавными буквами) буквами A, B и C , которые используются для обозначения трех отдельных фаз КРАСНОГО, ЖЕЛТОГО и СИНЕГО (см. картинку ниже). Вторичные обмотки помечены маленькими (строчными буквами) буквами a, b и c. Каждая обмотка имеет два конца, обычно обозначенные 1 и 2, так что, например, вторая обмотка первичной обмотки имеет концы, которые будут обозначены как В1 и В2, в то время как третья обмотка вторичной обмотки будет обозначена с1 и с2, как показано ниже.

Символы обычно используются на трехфазном трансформаторе для обозначения типа или типов соединений, используемых в верхнем регистре Y для подключения звездой, D для подключения треугольником, звезды и Z для взаимосвязанных первичных обмоток звезды, со строчными буквами y, d и z для их соответствующих вторичных. Тогда звезда-звезда будет обозначаться как Yy, дельта-дельта будет обозначаться как Dd, а взаимосвязанная звезда и взаимосвязанная звезда будут Zz для однотипных подключенных трансформаторов.

Таблица идентификация обмотки трансформатора

Теперь мы знаем, что существует четыре различных способа соединения трех однофазных трансформаторов между их первичной и вторичной трехфазными цепями. Эти четыре стандартные конфигурации представлены как: Дельта-Дельта (Dd), Звезда-Звезда (Yy), Звезда-Дельта (Yd) и Дельта-Звезда (Dy).

Трансформаторы для работы под высоким напряжением со звездообразными соединениями имеют то преимущество, что снижают напряжение на отдельном трансформаторе, уменьшают необходимое количество витков и увеличивают размер проводников, делая обмотки катушек легче и дешевле для изолирования, чем дельта-трансформаторы.

Тем не менее, соединение треугольник-треугольник имеет одно большое преимущество перед конфигурацией звезда-треугольник, заключающееся в том, что если один трансформатор из группы трех должен выйти из строя или отключиться, два оставшихся будут продолжать выдавать трехфазную мощность с мощностью, равной приблизительно две трети первоначальной мощности трансформаторного блока.

Трансформатор дельта-дельта соединения

В дельта подключении ( Dd ) группа трансформаторов, напряжение линии V _L равно напряжению питания V _L = V _S . Но ток в каждой фазной обмотке задается как: 1 / √ 3 × I _L тока линии, где I _L — ток линии.

Один из недостатков трехфазных трансформаторов, соединенных треугольником, состоит в том, что каждый трансформатор должен быть намотан для напряжения полной линии (в нашем примере выше 100 В) и для 57,7% линейного тока. Большее число витков в обмотке, вместе с изоляцией между витками, требует большей и более дорогой катушки, чем звездное соединение. Другим недостатком трехфазных трансформаторов, соединенных треугольником, является отсутствие «нейтрального» или общего подключения.

В схеме «звезда-звезда» ( Yy ) каждый трансформатор имеет одну клемму, соединенную с общим соединением, или нейтральную точку с тремя оставшимися концами первичных обмоток, подключенными к трехфазному сетевому питанию. Число витков в обмотке трансформатора для соединения «звезда» составляет 57,7% от требуемого для соединения треугольником.

Соединение звездой требует использования трех трансформаторов, и если какой-либо один трансформатор выйдет из строя или отключится, вся группа может быть отключена. Тем не менее трехфазный трансформатор со звездообразным соединением особенно удобен и экономичен в системах распределения электроэнергии, поскольку четвертый провод может быть подключен в качестве нейтральной точки ( n ) из трех вторичных проводов, как показано на рисунке.

Читать еще: Как подключить электроплиту hansa самостоятельно видео

Трансформатор звезда-звезда соединения

Напряжение между любой линии трехфазного трансформатора называется «линейное напряжение» V _L , в то время как напряжение между линией и нейтральной точкой трансформатора с соединением звезда называется «фаза напряжения» V _P . Это фазовое напряжение между нейтральной точкой и любым из подключений к линии составляет 1 / √ 3 × V _L от напряжения сети. Тогда выше, напряжение фазы первичной стороны V _P задается как:

Вторичный ток в каждой фазе группы трансформаторов соединенных «звездой» такое же, что и для линии тока питания, то I _L = I _S .

Тогда соотношение между линейными и фазовыми напряжениями и токами в трехфазной системе можно суммировать как:

Трехфазные трансформаторы

Трехфазные трансформаторы применяются для питания от 3х-фазной сети. Обмотки трехфазных трансформаторов соединяются звездой или треугольником. Они позволяют обеспечить питание достаточно мощной нагрузки. Обычно мощность превышает несколько киловатт. Трансформаторы позволяют понизить напряжение сети и одновременно увеличить ток нагрузки. Еще одной причиной применения трехфазных трансформаторов является необходимость обеспечить непрерывность протекания тока в нагрузке.

В качестве первичного источника питания широко используется электрическая сеть. Форма напряжения электрической сети представляет собой синусоиду частотой 50 Гц. Однако при достаточно протяженных линиях электропередачи энергия излучается в пространство, вызывая дополнительные потери. В мощных цепях электропитания используется трехфазное напряжение. Впервые это решение было предложено немецкой фирмой Симменс при участии русского инженера М.О. Доливо-Добровольского.

Для уменьшения излучения в любой момент времени сумма напряжений всех трех фаз равна 0 (e_a+e_b+e_c=0). Для этого синусоидальное напряжение в каждом проводе сдвинуто относительно соседнего по фазе на 120° При этом существует два варианта передачи энергии — черырехпроводная и трехпроводная линия передачи. Схемы включения фаз для этих вариантов приведены на рисунке 1,

Рисунок 1 Трехпроводная и четырехпроводная линии передачи трехфазного напряжения

В четырехпроводной линии потребителю может быть выдано либо фазное напряжение 220 В, либо линейное напряжение 380 В. В трехпроводной схеме присутствуют только линейные напряжения. Для понимания формирования линейного напряжения удобно воспользоваться векторной диаграммой напряжений фаз, приведенной на рисунке 2. На этом же рисунке показаны временные диаграммы напряжения всех трех фаз.

Рисунок 2 Временная диаграмма (а) и векторная диаграмма (б) трёхфазного напряжения

На временной диаграмме Т — это период частоты 50 Гц, U — напряжение одной фазы 220 B. Мгновенные значения напряжений фаз A, B, и C можно записать следующим образом:

(1)

За положительное чередование фаз условились считать увеличение фазы по часовой стрелке. Обмотки в трёхфазных трансформаторах можно соединить тремя способами: звездой Y, треугольником Δ и зигзагом Z. Из них наиболее распространенными схемами являются соединение звездой и треугольником. На рисунке 3 приведена схема соединения источника трехфазного напряжения и нагрузки. При этом и источник и нагрузка соединены звездой (схема звезда-звезда).

Рисунок 3 Схема соединения источника трехфазного напряжения и нагрузки звездой

На приведенном рисунке U_A, U_B, U_C, вырабатываемые вторичными обмотками трансформатора — это фазные напряжения. Проводники, идущие от фазных обмоток к нагрузке называют линейными проводами. Однако напряжение существует не только между нулевым проводом и линейным. Оно существует и между двумя линейными проводниками. Это напряжение получило название линейного, например, U_AC или U_CA. Линейное напряжение больше фазного. Конкретное значение линейного напряжения можно определить из рисунка 2б. Оно больше фазного в раз, т.к. является векторной разностью фазных напряжений. Поэтому от трехфазной линии электропередач можно получить как 220В, так и 380В, в зависимости от схемы включения нагрузки.

В приведенной на рисунке 3 схеме линейный ток равен фазному. Обратите внимание, что наличие нулевого провода для нормального функционирования линии передачи необязательно. В случае симметричной нагрузки (токи I_A, I_B, I_C равны) ток по нулевому проводу не протекает.

Теперь рассмотрим схему соединения источника трехфазного напряжения и нагрузки треугольником. Она приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 Схема соединения источника и нагрузки треугольником

При таком соединении вторичных обмоток трехфазного трансформатора линейные напряжения будут соответствовать фазным для соединения звездой (220В), а при одинаковой потребляемой мощности линейные токи будут больше в раз, так как для них сложится ситуация, подобная приведенной на рисунке 2.

(2)

Мощность, передаваемая в трёхфазной цепи, не зависит от схемы соединения и складывается из мощностей потребления каждой фазы. При этом разделяют понятиеЖ

Полной мощности: (3)

Теперь рассмотрим линейные токи и напряжения. Так, при соединении звездой получаем:

(4)

При соединении треугольником:

(5)

То есть, действительно не зависит от схемы соединения.

Трансформацию трёхфазного напряжения можно осуществлять двумя способами:

тремя отдельными однофазными трансформаторами, как показано на рисунке 5а. Подобную схему включения называют групповым трансформатором.
одним трёхфазным трансформатором с общей магнитной системой. Его условно-графическое обозначение приведено на рисунке 5б

Рисунок 5 Условно-графическое обозначение группового (а) и трёхфазного (б) трансформаторов

На рисунке 5 как для первичной, так и для вторичной цепи использована схема включения звезда (звезда-звезда). Первичные обмотки трансформатора называются обмотками высшего напряжения (ВН) и обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки называются обмотками низшего напряжения (НН) и обозначаются малыми буквами. Следует отметить, что как первичные, так и вторичные обмотки можно соединять и треугольником и звездой (треугольник-треугольник, звезда-треугольник, треугольник-звезда, звезда-звезда).

Соединение в зигзаг применяют, чтобы неравномерную нагрузку вторичных обмоток распределить между фазами первичной сети и для получения требуемых фазовых сдвигов в многопульсных схемах выпрямления. На рисунке 6 показано соединение обмоток звезда–зигзаг и векторная диаграмма напряжений. Видно, что между напряжениями первичной и вторичной обмоток в одноимённых фазах появился фазовый сдвиг φ, который можно изменять соотношением витков в частях вторичной обмотки. Если вторичная обмотка разделена на две равные части, то угол φ = 30° .

Рисунок 6 Трёхфазный трансформатор при включении звезда-зигзаг

Трёхфазная система напряжений является симметричной, значит и магнитная система трёхфазного трансформатора должна быть симметричной, как показано на рисунке 7а. Изготовить такую магнитную систему очень сложно. Пошли по другому пути. Учитывая, что в трехфазной системе e_a + e_b +e_c = 0 , то и сумма магнитных потоков в центральном стержне Ф_a + Ф_b +Ф_c = 0 . Необходимость в центральном стержне отпадает и, если сократить ярмо фазы В, то получится плоская, широко известная трёхфазная магнитная система:

Рисунок 7 Магнитная система трёхфазного трансформатора: а) симметричная, б) несимметричная

Плоская конструкция магнитной системы высоко технологична и удобна при компоновке (размещению трансформаторов), но она в принципе является несимметричной. Вследствие различия магнитных сопротивлений для разных фаз, намагничивающие токи крайних фаз А и С больше тока средней фазы В. Это приводит к нарушению фазовых углов (они отличаются от 120 градусов). Для уменьшения магнитной асимметрии сечение верхнего и нижнего ярма делают на 10. 15% больше чем стержня. Но асимметрия всё равно остаётся. Внешний вид трехфазного трансформатора подобной конструкции приведен на рисунке 8.

Рисунок 8 Внешний вид трехфазного трансформатора с плоской магнитной системой

В настоящее время [10] трёхфазные трансформаторы на мощности единицы киловатт и более изготавливают с симметричной магнитной системой, но такой, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9 Магнитная система трёхфазного трансформатора: а) симметричная, б) несимметричная

Изготовление ярма сложности не представляет – его наматывают из стальной ленты c помощью оправки. Затем стержни с обмотками и оба ярма стягивают крепежом. Конструкция получилась симметричной и весьма технологичной.

Обмотки низшего напряжения часто соединяют треугольником, так как токи в них в раз меньше чем линейные, а поэтому уменьшается влияние асимметрии фазных нагрузок на первичную сеть.

Алиев И.И. Электротехнический справочник. – 4-е изд. испр. – М.: ИП Радио Софт, 2006. – 384с.
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С.
Режимы работы трансформатора

Вместе со статьей “Трехфазные трансформаторы” читают:

0 0 голоса

Рейтинг статьи