Akýkoľvek moderný trojfázový transformátor je špeciálne elektrické zariadenie, ktoré spotrebiteľom poskytuje elektrinu požadovaného typu a kvality. Rovnako ako akýkoľvek transformátorový prevodník obsahuje primárne a sekundárne vinutie. V takom prípade existujú tri páry. Na vysokonapäťových rozvodniach je vďaka tomuto zariadeniu možné získať napätie požadovanej veľkosti a potom ho prenášať cez vedenie s uzemneným nulovým vodičom.
Účel a druhy
Klasický stacionárny trojfázový výkonový transformátor sa používa na konverziu vysokonapäťovej energie na formu priaznivú pre spotrebiteľa. Do primárnych vinutí sa dodáva vysoké napätie (6,3 - 10 kilovoltov) a na výstupe sa získa 220 voltov, ktoré sú vhodnejšie na použitie v každodennom živote. Táto hodnota sa meria medzi fázami a nulovým jadrovým transformátorom, ktorý sa nazýva neutrálny. Je obvyklé to označiť ako fázové napätie, na rozdiel od lineárnych 380 voltov počítaných medzi jednotlivými fázami.
Trojfázové redukčné transformátory tejto triedy poskytujú prenos prúdu z miestnej rozvodne podzemným káblom alebo elektrickým vedením priamo ku konečnému užívateľovi. Na tieto účely sa používa špeciálny štvoržilový kábel v pancierovanom jadre alebo vzduchový drôt značky SIP. Podľa nich dodáva elektrická energia priamo do svojho cieľa - do vstupných a distribučných zariadení obsluhovaných území a objektov.
Podľa funkčného účelu sú 3 fázové transformátory rozdelené do nasledujúcich tried:
- lineárne (staničné) zariadenia;
- špeciálne prevodné jednotky.
Zvlášť sa rozlišujú trojfázové izolačné transformátory používané na oddelenie elektrických obvodov a výkonových obvodov.
Špeciálne zariadenia sú rozdelené do nasledujúcich typov:
- Testovacie transformátory. Patria sem trojfázové systémy autotransformátorov.
- Zariadenia používané na pohon špeciálneho vybavenia: najmä zváracie jednotky.
- Vyvažovacie transformátorové jednotky.
Prvé dva typy sa používajú na výskumné účely. Trojfázové vyrovnávacie transformátory sa používajú na odstránenie fázovej nerovnováhy, ktorá sa vyskytuje v elektrických sieťach v dôsledku nerovnomerného rozdelenia záťaže.
V elektrotechnike existujú aj varianty dvojfázových transformátorov, ktoré sa často používajú v elektronických obvodoch a automatizačných zariadeniach. Sú usporiadané tak, že obidve výstupné napätia sú voči sebe posunuté o 90 elektrických stupňov. Takéto elektrické riešenia sa najčastejšie používajú vo zváracích zariadeniach.
Transformátorové zariadenie
Trojfázové transformátory vo svojom usporiadaní predstavujú prefabrikovanú štruktúru pozostávajúcu z nasledujúcich jednotiek:
- dno vyrobené vo forme odolného plastového rámu;
- magnetické jadrá umiestnené v rámových častiach;
- súprava primárnych a sekundárnych cievok s drôtenými vinutiami;
- distribučný (rozpojovací) panel s kontaktnými blokmi;
- chladiaci systém potrebný na odvádzanie tepla z pracovného priestoru.
Každé zo známych verzií takýchto zariadení v tej istej forme obsahuje všetky určené uzly. Zároveň sa líšia v spôsobe pripojenia vinutí, ako aj v type použitého magnetického obvodu.Dizajnové vlastnosti jednotlivých modelov sa odrážajú v ich výkonových charakteristikách, najmä na rozsahu strát v magnetickom obvode a účinnosti.
Výnimkou je panel na odpájanie odbočky odbočky transformátora, vďaka ktorému je možné kombinovať skupiny spojení, aby sa získala požadovaná konfigurácia.
Metódy spájania vinutí
Hlavným rozdielom medzi rôznymi transformátorovými obvodmi sú konfigurácie používané pri ich zapnutí (spôsoby pripojenia vinutí). Pri organizovaní centralizovaného zásobovania energiou sa tradične používajú dve klasické schémy nazývané „trojuholník“ a „hviezda“. Prvá možnosť zahŕňa postupné zahrnutie vinutí primárnej a sekundárnej fázy: koniec jednej cievky je spojený so začiatkom ďalšej).
Pri použití hviezdicovej schémy sa začiatky všetkých fázových vodičov primárneho a sekundárneho vinutia kombinujú v jednom bode, ktorý sa nazýva neutrál, a ich konce sú spojené s 3-vodičovým zaťažovacím vedením. V tomto prípade je na prenos elektriny potrebný kábel obsahujúci štyri jadrá. Pri pripájaní vinutí sekundárnych transformátorov pripojených v „trojuholníku“ k linke sa používajú iba tri vodiče. Ďalšou možnosťou ich zaradenia, ktorá sa nazýva „prepojená hviezda“. Vzhľadom na vzácnosť jeho použitia sa však nezohľadňuje.
Možnosti konfigurácie
Pri organizovaní systémov napájania je možné niekoľko kombinácií zahrnutia primárneho a sekundárneho vinutia trojfázového transformátora. Sada prepínacích akcií vykonávaných súčasne:
- Primárne vinutie sa vykonáva ako „hviezda“ a sekundárne - vo forme „trojuholníka“.
- Druhý prístup používa opačné poradie zaradenia.
- V treťom prípade sa používa už uvažovaná kombinácia typu „hviezda“ - „hviezda“ alebo možnosť s dvoma trojuholníkmi (iné meno - delta-delta).
Na zohľadnenie všetkých spôsobov zapnutia primárneho a sekundárneho vinutia a následného výpočtu parametrov transformátora v elektrotechnike sa používajú osobitné identifikačné tabuľky. Poskytujú možné kombinácie a kombinácie použité, ak chcete transformátor pripojiť k linke a získať z neho maximum. V každom prípade závisí účinnosť celého systému dodávky energie na správnom výbere tejto kombinácie.
Paralelné pripojenie
Paralelné zahrnutie rovnakých sekundárnych vinutí umožňuje zvýšiť výkon (prúd) na výstupe zo zariadenia. Týmto spôsobom je možné zvýšiť efektívnosť a nosnosť obsluhovanej linky.
Pri použití tohto prístupu bude potrebné zohľadniť jeden dôležitý detail týkajúci sa poradia pripojenia sekundárnych vinutí. Na dosiahnutie očakávaných výsledkov musia byť vinutia zapnuté vo fáze, čo znamená spojenie rovnakých koncov všetkých troch cievok v jednom bode. Ak je toto pravidlo porušené, napätie na výstupe dvoch vinutí nepripojených vo fáze bude takmer nulové (platí princíp substitúcie). Ak dôjde k tejto chybe pri zapnutí transformátora, výrazne sa zníži jeho výkon a účinnosť. Ak sa počas sekundárnej kontroly zistí, že sa napätie nezmenilo v porovnaní s jedným zapnutím, cievky sú vo fáze.
Konverzné zariadenie, definované ako transformátor 220 až 380 voltov 3 fáz, je možné získať použitím špeciálneho obvodu so zvyšujúcim sa výstupným napätím. Jej znakom je prítomnosť jedného primárneho a troch sekundárnych vinutí zahrnutých do vzoru „hviezda“ alebo „trojuholník“.
