43. Трансформация трехфазных токов и напряжений. Устройство трехфазного трансформатора.
Т
рансформирование
электроэнергии трехфазного тока можно
осуществить тремя однофазными
трансформаторами или одним трехфазным
трансформатором. На каждом из трех
стержней трансформатора размещается
по две обмотки, принадлежащие одной
фазе, одна из которых является первичной,
а другая – вторичной (рис. 1). Начала
первичных обмоток обозначаются большими
буквами А, В, С, а их концы X,
Y,
Z;
для вторичных обмоток их начала
обозначаются малыми буквами а,
в, с,
а концы – x,y,
z.
Физические процессы, происходящие в каждой фазе трехфазного трансформатора, ничем не отличаются от аналогичных в однофазном трансформаторе; следовательно, векторная диаграмма однофазного трансформатора может рассматриваться как диаграмма одной фазы трехфазного трансформатора.
44. Схемы и группы соединения трехфазных трансформаторов.
Обмотки трехфазных трансформаторов могут соединяться по схемам «звезда» или «треугольник». Если соединенная «звездой» обмотка имеет выведенную нейтральную точку, то к знаку «звезды» приписывается значок ноль. Схема соединений обмоток трансформатора обозначается в виде дроби, в числителе которой указан способ соединения первичной обмотки, а в знаменателе – вторичной обмотки. Например «звезда»/ «треугольник» - первичная обмотка соединена «звездой» с выводом нейтрали, а вторичная обмотка соединена «треугольником» (рис.1, а).векторная диаграмма напряжений первичной и вторичной обмотки приведена на рис. 1, б.
Ч
тобы
условно обозначить угол сдвига фаз
между одноименными векторами линейных
напряжений первичных и вторичных
обмоток, принято деление трансформаторов
по группам
соединения обмоток.
Рис.1. Трехфазный трансформатор:
а – схема соединения; б – векторная диаграмма.
Для обозначения группы соединения трехфазного трансформатора положение векторов линейных напряжений первичной и вторичной обмоток сопоставляют с положением стрелок часов. Вектор линейного напряжения первичной обмотки совмещают с минутной стрелкой, когда она стоит на цифре 12, а вектор линейного напряжения вторичной обмотки с часовой стрелкой, положение которой определяет номер группы (1, 2, 3, … (12) 0).
Схемы соединений «звезда» и «треугольник» могут иметь 12 различных групп со сдвигом фаз линейных напряжений 0֯…330֯ через каждые 30֯. Большое разнообразие групп соединений не удобно для эксплуатации, поэтому число различных схем и групп соединений ограничено тремя: «звезда»/ «звезда»-0 (наиболее распространенное соединение); «звезда»/ «треугольник»-11; «звезда» с выводом нейтрали/ «тругольник»-11.
Числа 0 и 11 указывают группу соединений трансформаторов, сдвиг фаз которых 0 и 330֯.
Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора при соединении «звезда»/ «звезда» вычисляется как отношение линейных напряжений, при соединении «звезда»/ «треугольник» как отношение фазных напряжений.
45. Автотрансформатором.
Автотрансформаторы
являются самостоятельными приборами
класса трансформаторов. В отличие от
силовых двухобмоточных трансформаторов
они имеют одну обмотку для высоко и
низкого напряжений. При этом обмотка
низкого напряжения является частью
обмотки высокого напряжения. Поэтому
обмотки имеют не только магнитную связь,
но и гальваническую; следовательно
энергия передается двумя путями: через
гальваническую связь и магнитную.
Однофазный понижающий трансформатор
изображен на рис. 1.
Рис 1. Схема однофазного понижающего трансформатора.
Высокое
напряжение
подведено к обмотке, имеющей
витков,
из которых
витков являются обмоткой низкого
напряжения.При разомкнутой вторичной
обмотке устанавливаются ток холостого
хода, равный
.
Магнитодвижущая сила
,
создаваемая этим током, индуцирует ЭДС
в первичной и вторичной обмотках
автотрансформатора по закону
электромагнитной индукции
.
Тогда коэффициент трансформации
что
равно коэффициенту трансформации
обычного трансформатора. При включении
нагрузки во вторичной цепи протекает
ток
,
который создает МДС. Тогда магнитный
поток в сердечнике
Отсюда видно, что ток в общей части обмотки значительно меньше, так как автотрансформаторы имеют коэффициент трансформации 1<n<3. Поэтому при изготовлении автотрансформаторов затрачивается меньше ферромагнитного металла и проводов. Автотрансформаторы применяют как силовые устройства при передаче электрической энергии, для пуска мощных электрических двигателей и регулирования напряжения. По условиям техники безопасности нельзя применять трансформаторы, у которых первичное напряжение относится к категории высоких напряжений, а вторичное – к категории низких. Потери энергии в автотрансформаторах меньше, чем в двухобмоточных трансформаторах; следовательно, автотрансформаторы обладают большим КПД.