Κάθε σύγχρονος τριφασικός μετασχηματιστής είναι μια ειδική ηλεκτρική συσκευή που παρέχει στους καταναλωτές ηλεκτρική ενέργεια του επιθυμητού τύπου και ποιότητας. Όπως κάθε μετατροπέας μετασχηματιστή, περιέχει πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις, οπότε υπάρχουν τρία ζεύγη. Σε υποσταθμούς υψηλής τάσης, χάρη σε αυτήν τη συσκευή, είναι δυνατή η απόκτηση της τάσης της επιθυμητής τιμής και, στη συνέχεια, η μεταφορά της κατά μήκος της γραμμής με γειωμένο ουδέτερο.
Σκοπός και τύποι
Ο κλασικός μετασχηματιστής ισχύος τριών φάσεων χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ενέργειας υψηλής τάσης σε φιλική προς τον καταναλωτή μορφή. Υψηλή τάση (6,3-10 kilovolts) παρέχεται στις κύριες περιελίξεις του, και 220 βολτ πιο βολικό για χρήση στην καθημερινή ζωή λαμβάνονται στην έξοδο. Αυτή η τιμή μετριέται μεταξύ των φάσεων και του μετασχηματιστή μηδενικού πυρήνα, που ονομάζεται ουδέτερο. Είναι σύνηθες να το ορίζουμε ως τάση φάσης, σε αντίθεση με τα γραμμικά 380 Volt που μετράται μεταξύ κάθε φάσης.
Τριφασικοί μετασχηματιστές σταδίου αυτής της κατηγορίας παρέχουν τρέχουσα μετάδοση από έναν τοπικό υποσταθμό μέσω ενός υπόγειου καλωδίου ή καλωδίου απευθείας στον τελικό χρήστη. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιείται ειδικό καλώδιο 4 πυρήνων σε θωρακισμένο πυρήνα ή καλώδιο αέρα μάρκας SIP. Σύμφωνα με αυτούς, η ηλεκτρική ενέργεια παραδίδει απευθείας στον προορισμό της - στις συσκευές εισόδου και διανομής των εξυπηρετούμενων περιοχών και αντικειμένων.
Ανάλογα με τον λειτουργικό τους σκοπό, οι τριφασικοί μετασχηματιστές χωρίζονται στις ακόλουθες κατηγορίες:
- γραμμικές (σταθμοί) συσκευές
- ειδικές μονάδες μετατροπής.
Τριφασικοί μετασχηματιστές απομόνωσης, που χρησιμοποιούνται για την αποσύνδεση ηλεκτρικών κυκλωμάτων και κυκλωμάτων ισχύος, διακρίνονται ιδιαίτερα.
Οι ειδικές συσκευές χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- Δοκιμή μετασχηματιστών. Αυτά περιλαμβάνουν τριφασικά συστήματα αυτομετασχηματιστών.
- Συσκευές που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ειδικού εξοπλισμού: ειδικότερα μονάδες συγκόλλησης.
- Εξισορρόπηση μονάδων μετασχηματιστή.
Οι δύο πρώτοι τύποι χρησιμοποιούνται για ερευνητικούς σκοπούς. Τριφασικοί μετασχηματιστές εξισορρόπησης χρησιμοποιούνται για την εξάλειψη της ανισορροπίας φάσης που συμβαίνει σε ηλεκτρικά δίκτυα λόγω της άνισης κατανομής φορτίου.
Στην ηλεκτρολογία, υπάρχουν επίσης παραλλαγές διφασικών μετασχηματιστών, που χρησιμοποιούνται συχνά σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και συσκευές αυτοματισμού. Τακτοποιούνται έτσι ώστε οι δύο τάσεις εξόδου να μετατοπίζονται η μία σε σχέση με την άλλη κατά 90 ηλεκτρικές μοίρες. Τις περισσότερες φορές, τέτοιες ηλεκτρικές λύσεις χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό συγκόλλησης.
Συσκευή μετασχηματιστή
Στη διάταξη τους, οι τριφασικοί μετασχηματιστές αντιπροσωπεύουν μια προκατασκευασμένη δομή που αποτελείται από τις ακόλουθες μονάδες:
- μια βάση κατασκευασμένη με τη μορφή ανθεκτικού πλαστικού πλαισίου ·
- μαγνητικοί πυρήνες τοποθετημένοι σε τμήματα πλαισίου.
- σύνολο πρωτογενών και δευτερευόντων πηνίων με περιελίξεις συρμάτων ·
- πλαίσιο διανομής (αποσύνδεσης) με μπλοκ επαφής.
- απαιτείται σύστημα ψύξης για την απομάκρυνση της θερμότητας από την περιοχή εργασίας.
Κάθε μία από τις γνωστές εκδόσεις τέτοιων συσκευών με τη μία ή την άλλη μορφή περιέχει όλους τους καθορισμένους κόμβους. Ωστόσο, διαφέρουν ως προς τον τρόπο σύνδεσης των περιελίξεων, καθώς και στον τύπο του μαγνητικού κυκλώματος που χρησιμοποιείται σε αυτά.Τα χαρακτηριστικά σχεδίασης μεμονωμένων μοντέλων αντικατοπτρίζονται στα χαρακτηριστικά απόδοσής τους, ιδίως στο μέγεθος των απωλειών στο μαγνητικό κύκλωμα και στην απόδοση.
Εξαίρεση είναι ο πίνακας αποδιαμόρφωσης της βρύσης περιέλιξης του μετασχηματιστή, λόγω του οποίου είναι δυνατό να συνδυαστούν ομάδες σύνδεσης για να επιτευχθεί η επιθυμητή διαμόρφωση.
Μέθοδοι σύνδεσης περιελίξεων
Η κύρια διαφορά μεταξύ διαφόρων κυκλωμάτων μετασχηματιστή είναι οι διαμορφώσεις που χρησιμοποιούνται κατά την ενεργοποίησή τους (μέθοδοι σύνδεσης των περιελίξεων). Κατά την οργάνωση του κεντρικού ενεργειακού εφοδιασμού, χρησιμοποιούνται παραδοσιακά δύο κλασικά σχήματα, που ονομάζονται «τρίγωνο» και «αστέρι». Η πρώτη επιλογή περιλαμβάνει τη διαδοχική συμπερίληψη περιελίξεων πρωτογενούς και δευτερεύουσας φάσης: το τέλος ενός πηνίου συνδέεται με την αρχή του επόμενου).
Όταν χρησιμοποιείτε το σχήμα "αστέρι", οι αρχές όλων των αγωγών φάσης των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων συνδυάζονται σε ένα σημείο, που ονομάζεται ουδέτερο, και τα άκρα τους συνδέονται με μια γραμμή φόρτωσης 3 συρμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται καλώδιο που περιέχει τέσσερις πυρήνες για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας. Όταν συνδέετε δευτερεύουσες περιελίξεις μετασχηματιστών συνδεδεμένες σε ένα «τρίγωνο» στη γραμμή, χρησιμοποιούνται μόνο τρεις αγωγοί. Μια άλλη επιλογή για την ένταξή τους, η οποία ονομάζεται «διασυνδεδεμένο αστέρι». Ωστόσο, λόγω της σπανιότητας της χρήσης του, δεν λαμβάνεται υπόψη.
Επιλογές διαμόρφωσης
Κατά την οργάνωση συστημάτων τροφοδοσίας, είναι δυνατοί διάφοροι συνδυασμοί, συμπεριλαμβανομένων των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων ενός τριφασικού μετασχηματιστή. Το σύνολο των ενεργειών εναλλαγής που εκτελούνται ταυτόχρονα:
- Η κύρια περιέλιξη εκτελείται ως "αστέρι" και το δευτερεύον - με τη μορφή "τριγώνου".
- Η δεύτερη προσέγγιση χρησιμοποιεί την αντίστροφη σειρά της ένταξης.
- Στην τρίτη περίπτωση, χρησιμοποιείται ήδη ο συνδυασμός του τύπου "αστέρι" - "αστέρι" ή η επιλογή με δύο τρίγωνα (άλλο όνομα - δέλτα-δέλτα).
Για να ληφθούν υπόψη όλοι οι τρόποι ενεργοποίησης των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων και ο επακόλουθος υπολογισμός των παραμέτρων του μετασχηματιστή στην ηλεκτρολογία, χρησιμοποιούνται ειδικοί πίνακες αναγνώρισης. Παρέχουν πιθανούς συνδυασμούς και συνδυασμούς που χρησιμοποιούνται εάν θέλετε να συνδέσετε τον μετασχηματιστή στη γραμμή και να αξιοποιήσετε στο έπακρο τον εαυτό του. Σε κάθε περίπτωση, η απόδοση ολόκληρου του συστήματος παροχής ενέργειας εξαρτάται από τη σωστή επιλογή αυτού του συνδυασμού.
Παράλληλη σύνδεση
Η παράλληλη συμπερίληψη των ίδιων δευτερευόντων περιελίξεων επιτρέπει την αύξηση της ισχύος (ρεύμα) στην έξοδο της συσκευής. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να αυξηθεί η αποδοτικότητα και η χωρητικότητα φόρτωσης της επισκευασμένης γραμμής.
Όταν χρησιμοποιείτε αυτήν την προσέγγιση, θα πρέπει να λάβετε υπόψη μια σημαντική λεπτομέρεια που σχετίζεται με τη σειρά σύνδεσης των δευτερευόντων περιελίξεων. Για να επιτευχθούν τα αναμενόμενα αποτελέσματα, οι περιελίξεις πρέπει να εναλλάσσονται σε φάση, πράγμα που σημαίνει ότι συνδέονται τα ίδια άκρα και των τριών πηνίων σε ένα σημείο. Εάν παραβιαστεί αυτός ο κανόνας, η τάση στην έξοδο δύο περιελίξεων που δεν συνδέονται σε φάση θα είναι κοντά στο μηδέν (ισχύει η αρχή αντικατάστασης). Όταν αυτό το σφάλμα γίνεται όταν ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος, η ισχύς και η απόδοσή του μειώνονται σημαντικά. Εάν κατά τη διάρκεια του δευτερεύοντος ελέγχου διαπιστωθεί ότι η τάση δεν έχει αλλάξει σε σύγκριση με μία απλή ενεργοποίηση, τότε τα πηνία είναι σε φάση.
Μια συσκευή μετατροπής, που ορίζεται ως μετασχηματιστής 220 έως 380 βολτ 3 φάσεων, μπορεί να ληφθεί εφαρμόζοντας ένα ειδικό κύκλωμα με αυξανόμενη τάση εξόδου. Το χαρακτηριστικό του είναι η παρουσία ενός πρωτογενούς και τριών δευτερευόντων περιελίξεων που περιλαμβάνονται στο σχέδιο "αστέρι" ή "τρίγωνο".
