Το τριφασικό σύστημα χρησιμοποιείται για την παραγωγή, μετάδοση και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας. Παράγει ενέργεια σε μεγάλη κλίμακα για να καλύψει τις ανάγκες των βιομηχανιών και των εμπορικών εγκαταστάσεων. Τρεις πανομοιότυποι μονοφασικοί μετασχηματιστές συνδέονται κατάλληλα ή συνδυάζονται σε έναν πυρήνα για να σχηματίσουν ένα τριφασικό σύστημα.Με βάση διάφορους τύπους βιομηχανικών αναγκών, οι μετασχηματιστές step-up και step-down χρησιμοποιούνται για την παραγωγή, μετάδοση και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας.Η οικοδόμηση ενός τριφασικού μετασχηματιστής Η μονάδα είναι οικονομική καθώς καταναλώνει λιγότερο υλικό σε σύγκριση με τη σύνδεση τριών μεμονωμένων μονοφασικών μετασχηματιστών. Επιπλέον, το τριφασικό σύστημα μεταφέρει ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος αντί DC και είναι απλό στην κατασκευή.
Τι είναι ένας τριφασικός μετασχηματιστής;
Όπως είναι γνωστό, ένας μονοφασικός μετασχηματιστής είναι μια συσκευή που μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια από ένα κύκλωμα σε ένα ή περισσότερα κυκλώματα με βάση την έννοια της αμοιβαίας επαγωγής. Περιλαμβάνει δύο πηνία - ένα πρωτεύον και ένα δευτερεύον πηνίο, το οποίο βοηθά στη μετατροπή της ενέργειας. Το πρωτεύον πηνίο συνδέεται με μονοφασική τροφοδοσία, ενώ το δευτερεύον συνδέεται με φορτίο.
Ομοίως, ένας τριφασικός μετασχηματιστής αποτελείται από τρία πρωτεύοντα πηνία και τρία δευτερεύοντα πηνία και αντιπροσωπεύεται ως 3-φάση ή 3ɸ. Ένα τριφασικό σύστημα μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας τρεις μεμονωμένους πανομοιότυπους μονοφασικούς μετασχηματιστές και ένας τέτοιος τριφασικός μετασχηματιστής είναι γνωστός ως η τράπεζα τριών μετασχηματιστών. Από την άλλη πλευρά, ο τριφασικός μετασχηματιστής μπορεί να κατασκευαστεί σε έναν μόνο πυρήνα. Οι περιελίξεις ενός μετασχηματιστή μπορούν να συνδεθούν είτε σε διαμορφώσεις δέλτα είτε σε wye. Η λειτουργία του τριφασικού συστήματος είναι παρόμοια με έναν μονοφασικό μετασχηματιστή και συνήθως χρησιμοποιούνται σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
Τριφασική κατασκευή μετασχηματιστή
Το διάγραμμα ενός τριφασικού μετασχηματιστή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Διάγραμμα τριών φάσεων μετασχηματιστή
Ένας τριφασικός μετασχηματιστής μίας μονάδας χρησιμοποιείται ευρέως επειδή είναι ελαφρύτερος, φθηνότερος και καταλαμβάνει λιγότερο χώρο από την τράπεζα τριών μονοφασικών μετασχηματιστών. Η τριφασική κατασκευή μετασχηματιστή είναι δύο τύπων: Core type και Shell type.
Κατασκευή πυρήνα τύπου
Σε αυτόν τον τύπο κατασκευής, υπάρχουν τρεις πυρήνες και δύο ζυγοί. Κάθε πυρήνας έχει τόσο πρωτεύουσες όσο και δευτερεύουσες περιελίξεις τυλιγμένες σπειροειδή όπως φαίνεται στο σχήμα. Κάθε σκέλος του πυρήνα φέρει περιελίξεις υψηλής τάσης καθώς και χαμηλής τάσης. Ο πυρήνας είναι πλαστικοποιημένος για την ελαχιστοποίηση των απωλειών ρεύματος του πυρήνα και του ζυγού. Καθώς είναι ευκολότερο να περιελίξει η περιέλιξη χαμηλής τάσης (LV) από την περιέλιξη υψηλής τάσης (HV). Οι περιελίξεις LV τοποθετούνται κοντά στον πυρήνα με κατάλληλη μόνωση και αγωγούς λαδιού ανάμεσά τους ενώ οι περιελίξεις HV τοποθετούνται πάνω από τις περιελίξεις LV με κατάλληλη μόνωση και αγωγούς λαδιού μεταξύ τους.
Μετασχηματιστής πυρήνα τύπου
Μετασχηματιστής τύπου κελύφους
Ο τριφασικός μετασχηματιστής τύπου κελύφους είναι γενικά κατασκευασμένος με στοίβαξη τριών μεμονωμένων μονοφασικών μετασχηματιστών. Τρεις φάσεις ενός μετασχηματιστή τύπου κελύφους είναι ανεξάρτητες από τον μετασχηματιστή τύπου πυρήνα, ενώ κάθε φάση έχει ένα ξεχωριστό μαγνητικό κύκλωμα. Αυτά τα μαγνητικά κυκλώματα είναι παράλληλα μεταξύ τους και η ροή που προκαλείται από κάθε περιέλιξη είναι σε φάση. Ο μετασχηματιστής τύπου κελύφους προτιμάται ιδιαίτερα καθώς οι κυματομορφές τάσης είναι λιγότερο παραμορφωμένες.
Μετασχηματιστής τύπου κελύφους
Εργασία Τριφασικών Μετασχηματιστών
Το παρακάτω σχήμα δείχνει τον τριφασικό μετασχηματιστή, όπου τρεις πυρήνες τοποθετούνται στους 120 ° ο ένας από τον άλλο. Αυτή η εικόνα απλοποιείται για να εμφανίζει μόνο πρωτεύουσες περιελίξεις και τη σύνδεσή τους με την τριφασική τροφοδοσία. Μόλις η τριφασική τροφοδοσία διεγερθεί, τα ρεύματα IR, IY και IB φέρονται από τις πρωτεύουσες περιελίξεις και συνεπώς προκαλούν τις ροές ɸR, ɸY και ɸB ξεχωριστά σε κάθε πυρήνα. Το κεντρικό σκέλος θα φέρει το άθροισμα όλων των ροών, και το κεντρικό πόδι συνδυάζει όλα τα πόδια ενός πυρήνα.
Για παράδειγμα, εάν το άθροισμα των ρευμάτων IR + IY + IB είναι μηδέν σε ένα τριφασικό σύστημα, τότε το άθροισμα και των τριών ροών γίνεται επίσης μηδέν, με αποτέλεσμα το κεντρικό σκέλος να μην φέρει ροή. Επομένως, η αφαίρεση του κεντρικού σκέλους δεν κάνει καμία διαφορά για άλλες συνθήκες μετασχηματιστή.
Εργασία Τριφασικού Μετασχηματιστή
Τριφασικές συνδέσεις μετασχηματιστή
Παρακάτω περιγράφεται διάφορη τριφασική σύνδεση μετασχηματιστή.
Κύρια διαμόρφωση | Δευτερεύουσα διαμόρφωση |
Γουάι | Γουάι |
Γουάι | Δέλτα |
Δέλτα | Γουάι |
Δέλτα | Δέλτα |
Οι διαμορφώσεις Wye και Delta εφαρμόζονται για τριφασικούς μετασχηματιστές, επειδή οι συνδέσεις Wye παρέχουν τις επιλογές για πολλαπλές τάσεις, ενώ οι διαμορφώσεις delta προσφέρουν υψηλή αξιοπιστία. Το διάγραμμα φάσης του Wye και Delta δίνεται παρακάτω. Για σύνδεση Wye, είτε όλα τα αρνητικά είτε όλα τα σημεία συν περιελίξεων θα είναι δεμένα μεταξύ τους. Ωστόσο, σε σύνδεση δέλτα, οι πολικές περιελίξεις συνδέονται με αντίστροφο τρόπο. Η διαφορά φάσης μεταξύ οποιωνδήποτε δύο φάσεων είναι 120˚.
Περιελίξεις φάσης
Σύνδεση Wye-wye
Το διάγραμμα των συνδεδεμένων μετασχηματιστών Υ-Υ φαίνεται παρακάτω. Μπορεί να εξυπηρετήσει μονοφασικά και τριφασικά φορτία. Σε αυτό το πλαίσιο, όλες οι περιελίξεις που τελειώνουν με τελείες συνδέονται με τις φάσεις Α, Β και Γ, ενώ οι άκρες χωρίς τελείες συνδέονται για να γίνουν τα κέντρα της διαμόρφωσης «Υ».
Σύνδεση Wye Wye
Σύνδεση Wye-Delta
Η σύνδεση Y-Delta που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα δείχνει ότι οι δευτερεύουσες περιελίξεις (που βρίσκονται στο κάτω μέρος του σχήματος) συνδέονται για να σχηματίσουν μια αλυσίδα. Οι περιελίξεις με σύνδεση κουκίδων στη μία πλευρά συνδέονται με τη σύνδεση χωρίς κουκκίδες της άλλης πλευράς για να σχηματίσουν το βρόχο «Δέλτα».
Σύνδεση Wye Delta
Σύνδεση Delta-Wye
Η σύνδεση του Delta-Y φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης επιτρέπει στο δευτερεύον που συνδέεται με το wye να συνδέει πολλαπλές τάσεις, όπως γραμμή σε γραμμή ή ουδέτερο. Καθώς η διαμόρφωση delta-wye παρουσιάζει μετατόπιση φάσης 30˚ μεταξύ πρωτογενούς και δευτερεύοντος, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παράλληλη σύνδεση με διαμορφώσεις δέλτα-δέλτα και Υ-Υ.
Σύνδεση Delta Wye
Σύνδεση Δέλτα-Δέλτα
Το διάγραμμα της σύνδεσης δέλτα-δέλτα φαίνεται παρακάτω. Αυτές οι συνδέσεις μπορούν να γίνουν είτε με τρεις πανομοιότυπους μονοφασικούς μετασχηματιστές είτε με έναν τριφασικό μετασχηματιστή. Η διαμόρφωση δέλτα-δέλτα προτιμάται λόγω της έμφυτης αξιοπιστίας της.
Σύνδεση Delta Delta
Πλεονεκτήματα / μειονεκτήματα ενός τριφασικού μετασχηματιστή
Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα ενός τριφασικού μετασχηματιστή συζητούνται παρακάτω.
Πλεονεκτήματα ενός τριφασικού μετασχηματιστή
- Χρειάζεται λιγότερος χώρος για εγκατάσταση και είναι πιο εύκολο να εγκατασταθεί
- Λιγότερο βάρος και μειωμένο μέγεθος
- Υψηλότερη απόδοση
- Χαμηλό κόστος
- Το κόστος μεταφοράς είναι χαμηλό
Μειονεκτήματα ενός τριφασικού μετασχηματιστή
- Ολόκληρη η μονάδα απενεργοποιείται σε περίπτωση σφάλματος ή απώλειας σε οποιαδήποτε μονάδα ενός μετασχηματιστή, καθώς ένας κοινός πυρήνας μοιράζεται και από τις τρεις μονάδες.
- Το κόστος επισκευής είναι υψηλότερο
- Το κόστος των ανταλλακτικών είναι υψηλό
Συχνές ερωτήσεις
1). Αναφέρετε τις εφαρμογές του τριφασικού μετασχηματιστή
Τριφασικοί μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά πλέγματα, μετασχηματιστές ισχύος και ως μετασχηματιστές διανομής
2). Ποιοι είναι οι τύποι του τριφασικού μετασχηματιστή;
Οι τέσσερις τύποι μετασχηματιστών 3 φάσεων περιλαμβάνουν: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) και Delta-Star (Dy)
3). Τι συμβαίνει εάν ένας τριφασικός κινητήρας χάσει μια φάση;
Εάν ένας τριφασικός κινητήρας χάσει μια φάση κατά τη λειτουργία, ο κινητήρας συνεχίζει να λειτουργεί με μικρότερη ταχύτητα και αντιμετωπίζει δονήσεις. Το ρεύμα επίσης αυξάνεται απότομα σε άλλες φάσεις που οδηγούν σε εσωτερική θέρμανση των εξαρτημάτων ενός κινητήρα.
4). Σε ποια κατάσταση το delta / wye λειτουργεί ικανοποιητικά;
Η σύνδεση wye-delta λειτουργεί ικανοποιητικά με μεγάλα μη ισορροπημένα και ισορροπημένα φορτία. Μπορεί να χειριστεί τρίτα αρμονικά συστατικά λόγω των κυκλοφορούντων ρευμάτων στο δέλτα.
5). Για τη σύνδεση Wye-Wye, ποια είναι η μετατόπιση φάσης;
Η μετατόπιση φάσης είναι 0 μοίρες.
Αν και ένας μονοφασικός μετασχηματιστής προτιμάται από τις περισσότερες βιομηχανίες, δεν είναι κατάλληλος για μεγάλη διανομή ισχύος. Επομένως, τα τριφασικά συστήματα χρησιμοποιούνται από μεγάλες βιομηχανίες για την παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα.
Σε αυτό το άρθρο, συζητήσαμε διάφορα οφέλη και μερικά μειονεκτήματα που προσφέρει το a Μετασχηματιστής 3 φάσεων . Εστιάσαμε επίσης σε έναν τριφασικό μετασχηματιστή και την κατασκευή του και διάφορες διαμορφώσεις. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία του τριφασικού μετασχηματιστή;
