Charakterystyka i układ uzwojeń transformatorów trójuzwojeniowych

Charakterystyka transformatorów trójuzwojeniowych

Transformatory z trzema uzwojeniami są stosowane w podstacjach w przypadkach, gdy elektrownie muszą zasilać dwa poziomy napięcia lub gdy wiele poziomów napięcia jest połączonych w podstacjach. Rozwiązanie to jest bardziej ekonomiczne, zajmuje mniej miejsca i jest łatwiejsze w utrzymaniu zamiast stosowania dwóch standardowych transformatorów.

Ogólnie rzecz biorąc, trójfazowy transformator z trzema uzwojeniami wykorzystuje połączenie Y-Y-Δ, w którym uzwojenia pierwotne i wtórne są połączone Y, a trzecie jest połączone Δ. To trzecie połączenie Δ zapewnia zamkniętą pętlę dla przepływu prądów trzeciej harmonicznej, stąd w uzwojeniach połączonych Y nie występuje napięcie trzeciej harmonicznej. Zapewnia to punkt neutralny dla obu stron. Ponadto trzecie uzwojenie może być podłączone do kondensatorów synchronicznych w systemach przesyłowych na duże odległości w celu poprawy współczynnika mocy linii.

Pojemność znamionowa każdego uzwojenia jest określana w razie potrzeby; pojemność znamionowa jest definiowana przez rozmiar największego uzwojenia, zwykle pierwotnego, przyjmowanego jako 100%. Typowe konfiguracje obejmują 100/100/50, 100/50/100 i 100/100/100.

Układ uzwojeń transformatorów trójuzwojeniowych

Transformatory trójuzwojeniowe mają uzwojenia wysokiego, średniego i niskiego napięcia nawinięte na tym samym rdzeniu. Podłączenie do źródła zasilania prądem przemiennym z dowolnego uzwojenia indukowałoby różne napięcia na pozostałych dwóch uzwojeniach dla obciążeń wymagających dwóch różnych poziomów napięcia.

Układ uzwojeń dla transformatorów step-up:

Przebiega w układzie uzwojenia średniego napięcia, uzwojenia niskiego napięcia i uzwojenia wysokiego napięcia od najbardziej wewnętrznego do najbardziej zewnętrznego.

Z tego powodu izolacja może być zapewniona, jeśli uzwojenie wysokiego napięcia znajduje się na najbardziej zewnętrznej warstwie. W takich sytuacjach uzwojenie niskiego napięcia zostało umieszczone pomiędzy uzwojeniami wysokiego i średniego napięcia. Pomaga to w równomiernym rozłożeniu pola magnetycznego upływu i zapewnia rozsądną reaktancję upływu, bez nadmiernego strumienia upływu i innych dodatkowych strat, zapewniając jednocześnie dobrą regulację napięcia i wydajność operacyjną.

Układ uzwojeń dla transformatorów obniżających napięcie:

Uzwojenie niskiego napięcia, uzwojenie średniego napięcia, uzwojenie wysokiego napięcia, w tej kolejności, od najbardziej wewnętrznego do najbardziej zewnętrznego.

W związku z tym uzwojenie wysokiego napięcia musi znajdować się na zewnątrz, aby zapewnić odpowiednią izolację. Uzwojenia średniego napięcia znajdują się pomiędzy uzwojeniami wysokiego i niskiego napięcia ze względu na względy izolacyjne.

Wnioski

Transformatory trójuzwojeniowe to jedne z najczęściej stosowanych transformatorów w systemach zasilania. Zapewniają one wydajne rozwiązanie w zakresie łączenia różnych poziomów napięcia. Wiele zastosowań wymaga tego rodzaju rozwiązań ze względu na ich szczególne właściwości; dlatego też dystrybucja energii elektrycznej w dużej mierze zależy od nich.