Трехфазный силовой трансформатор

Устройство трехфазного силового трансформатора.

Трехфазный силовой трансформатор применяется для трансформации трехфазного тока.

Трехфазный силовой трансформатор имеет стержневую конструкцию. Магнитопровод такого трансформатора представляет собой три стержня, расположенные в одной плоскости. На каждом стержне трехфазного силового трансформатора размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединены между собой сверху и снизу ярмом. При этом получается, что обмотки силового трехфазного трансформатора магнитно связаны между собой, так как имеют одну общую магнитную цепь.

Обмотки трехфазного силового трансформатора могут быть соединены звездой или треугольником.

Трансформация трехфазного тока также может производится при использовании «трехфазной группы», состоящей из трех однофазных трансформаторов.

Такая группа имеет следующую конструкцию: устанавливают рядом три однофазных трансформатора и внешние зажимы обмоток ВН и НН (при трехобмоточных трансформаторах и СН) соединяют в трехфазные электрические схемы (звезда-звезда, звезда-треугольник). Полученный трехфазный силовой трансформатор имеет одну общую электрическую схему и три разных электромагнитных системы.

Трехфазная группа

Схема устройства стержневого трансформатора

Трехфазный силовой трансформатор

Конструкция магнитопровода трехфазного силового трансформатора.

a) стержневой трансформатор с несимметричной магнитной цепью
b) стержневой трансформатор с симметричной магнитной цепью
c) броневой трехфазный трансформатор

По конструкции магнитопровода трехфазные силовые трансформаторы разделяются на стержневые и броневые. Стержневые трехфазные силовые трансформаторы подразделяются на:

• трехфазные трансформаторы с симметричной магнитной цепью;
• трехфазные трансформаторы с несимметричной магнитной цепью.

Стержневые трехфазные силовые трансформаторы с симметричной и несимметричной магнитной цепью состоят из трех железных стержней, схваченных сверху и снизу железными накладками-ярмами. На каждом стержне находится первичная и вторичная катушки одной фазы.

У трехфазного силового трансформатора с симметричной магнитной системой стержни расположены в одной плоскости, а у трехфазного силового трансформатора с несимметричной магнитной системой стержни расположены по углам равностороннего треугольника.

Расположение стержней по углам равностороннего треугольника дает равные магнитные сопротивления для магнитных потоков всех трех фаз. При несимметричной магнитной системе существует неравенство магнитных сопротивлений для потоков различных фаз, что приводит к неравенству токов холостой работы в отдельных фазах при одном и том же фазовом напряжении.

Однако при небольшой насыщенности железа ярма и хорошей сборке железа стержней это неравенство токов незначительно. Так как конструкция трехфазных силовых трансформаторов с несимметричной магнитной цепью значительно проще, чем трансформатора с симметричной магнитной цепью, то первые трансформаторы и нашли себе преимущественное применение. Трехфазные силовые трансформаторы с симметричной магнитной системой встречаются редко.

Броневой трансформатор можно рассматривать как бы состоящим из трех однофазных броневых трансформаторов, приставленных один к другому своими ярмами. Главным их преимуществом перед стержневыми является короткие пути замыкания магнитных потоков, а следовательно небольшие токи холостой работы. К недостаткам можно отнести, во-первых, малую доступность обмоток для ремонта, в виду того, что они окружены железом, и, во-вторых, худшие условия охлаждения обмотки – по той же причине.

Преимущества и недостатки конструкций трехфазных силовых трансформаторов.

Групповые трехфазные силовые трансформаторы применяют при очень больших мощностях. Это объясняется тем, что каждый однофазный трансформатор группы меньше по габаритам и массе, чем один трехфазный силовой трансформатор на полную мощность группы. Кроме того при групповом трансформаторе в качестве резерва достаточно иметь один однофазный трансформатор (треть мощности группы), в то время как при одном трехфазном трансформаторе в резерве приходится устанавливать другой трансформатор на полную мощность. Поэтому групповой трансформатор имеет известные преимущества при больших мощностях, где условия транспорта и надежность при эксплуатации имеют особенно важное значение. Однако групповой трансформатор несколько дороже трехфазного трансформатора на ту же мощность, занимает больше места и имеет меньший к.п.д.