Was ist ein Dreiphasentransformator: Aufbau und Funktionsweise

Das Dreiphasensystem wird zum Erzeugen, Übertragen und Verteilen von elektrischer Energie verwendet. Es erzeugt Strom in großem Maßstab, um den Bedürfnissen von Industrie und gewerblichen Einrichtungen gerecht zu werden. Drei identische Einphasentransformatoren sind geeignet verbunden oder zu einem Einkern zu einem Dreiphasensystem zusammengefasst.Basierend auf verschiedenen Arten von industriellen Anforderungen werden die Aufwärts- und Abwärtstransformatoren zum Erzeugen, Übertragen und Verteilen der elektrischen Energie verwendet.Der Bau einer dreiphasigen Transformator Das Gerät ist wirtschaftlich, da es im Vergleich zum Anschluss von drei einzelnen Einphasentransformatoren weniger Material verbraucht. Zusätzlich überträgt das Dreiphasensystem Wechselstrom anstelle von Gleichstrom und ist einfach zu konstruieren.

Was ist ein Dreiphasentransformator?

Wie bekannt ist ein Einphasentransformator eine Vorrichtung, die in der Lage ist, elektrische Energie von einem Stromkreis auf einen oder mehrere Stromkreise zu übertragen, basierend auf dem Konzept der gegenseitigen Induktion. Es besteht aus zwei Spulen - einer Primär- und einer Sekundärspule, die zur Umwandlung der Energie beitragen. Die Primärspule ist an eine einphasige Versorgung angeschlossen, während die Sekundärspule an eine Last angeschlossen ist.

In ähnlicher Weise besteht ein Dreiphasentransformator aus drei Primärspulen und drei Sekundärspulen und wird als 3-phasig oder 3ɸ dargestellt. Ein Dreiphasensystem kann unter Verwendung von drei einzelnen identischen Einphasentransformatoren aufgebaut werden, und ein solcher Dreiphasentransformator ist als die Bank von drei Transformatoren bekannt. Andererseits kann der Dreiphasentransformator auf einem einzigen Kern aufgebaut werden. Die Wicklungen eines Transformators können entweder in Dreieck- oder Sternkonfiguration angeschlossen werden. Die Funktionsweise des 3-Phasen-Systems ähnelt einem einphasigen Transformator und wird normalerweise in Kraftwerken eingesetzt.

Dreiphasentransformatoraufbau

Das Diagramm eines Dreiphasentransformators ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Dreiphasentransformator-Diagramm

Ein Dreiphasentransformator einer einzelnen Einheit wird häufig verwendet, da er leichter, billiger und platzsparender ist als die Bank von drei Einphasentransformatoren. Es gibt zwei Arten von Dreiphasentransformatoren: Kerntyp und Schalentyp.

Kerntyp Konstruktion

Bei dieser Art der Konstruktion gibt es drei Kerne und zwei Joche. Jeder Kern hat sowohl Primär- als auch Sekundärwicklungen, die spiralförmig gewickelt sind, wie in der Abbildung gezeigt. Jeder Zweig des Kerns führt sowohl Hochspannungs- als auch Niederspannungswicklungen. Der Kern ist laminiert, um Wirbelstromverluste an Kern und Joch zu minimieren. Da es einfacher ist, eine Niederspannungswicklung (LV) als die Hochspannungswicklung (HV) zu laminieren. Die Niederspannungswicklungen sind in der Nähe des Kerns mit geeigneten Isolierungen und Ölkanälen dazwischen positioniert, während die HV-Wicklungen mit geeigneten Isolierungen und Ölkanälen zwischen den Niederspannungswicklungen angeordnet sind.

Kerntransformator

Schalentransformator

Der dreiphasige Schalentransformator wird im Allgemeinen durch Stapeln von drei einzelnen einphasigen Transformatoren aufgebaut. Drei Phasen eines Schalentransformators sind unabhängig vom Kerntransformator, während jede Phase einen individuellen Magnetkreis aufweist. Diese Magnetkreise sind parallel zueinander und der durch jede Wicklung induzierte Fluss ist in Phase. Ein Schalentransformator wird sehr bevorzugt, da die Spannungswellenformen weniger verzerrt sind.

Schalentransformator

Arbeiten von Dreiphasentransformatoren

Die folgende Abbildung zeigt den Dreiphasentransformator, bei dem drei Kerne in einem Abstand von 120 ° voneinander angeordnet sind. Diese Abbildung ist vereinfacht, um nur Primärwicklungen und deren Anschluss an die dreiphasige Stromversorgung darzustellen. Sobald die dreiphasige Versorgung angeregt ist, werden die Ströme IR, IY und IB von den Primärwicklungen getragen und induzieren so die Flüsse ɸR, ɸY und ɸB einzeln in jedem Kern. Das Mittelbein trägt die Summe aller Flüsse, und das Mittelbein kombiniert alle Beine eines Kerns.

Wenn beispielsweise die Summe der Ströme IR + IY + IB in einem Dreiphasensystem Null ist, wird die Summe aller drei Flüsse ebenfalls Null, was dazu führt, dass der Mittelschenkel keinen Fluss trägt. Daher macht das Entfernen des Mittelbeins für andere Transformatorbedingungen keinen Unterschied.

Arbeit des Dreiphasentransformators

Dreiphasentransformatoranschlüsse

Im Folgenden werden verschiedene dreiphasige Transformatoranschlüsse beschrieben.

Stern- und Dreieckkonfigurationen werden für Dreiphasentransformatoren angewendet, da Sternverbindungen die Möglichkeit bieten, mehrere Spannungen zu haben, während Dreieckkonfigurationen eine hohe Zuverlässigkeit bieten. Das Phasendiagramm von Wye und Delta ist unten angegeben. Bei der Sternschaltung müssen entweder alle Minus- oder alle Pluspunkte der Wicklungen miteinander verbunden werden. Bei einer Dreieckschaltung sind die Wicklungspolaritäten jedoch umgekehrt verbunden. Die Phasendifferenz zwischen zwei beliebigen Phasen beträgt 120 °.

Phasenwicklungen

Stern-Stern-Verbindung

Das Diagramm der mit Y-Y verbundenen Transformatoren ist unten dargestellt. Es kann sowohl einphasige als auch dreiphasige Lasten versorgen. In diesem Zusammenhang sind alle Wicklungen, die mit Punkten enden, mit den Phasen A, B und C verbunden, während Nicht-Punkt-Enden verbunden sind, um die Zentren der 'Y' -Konfiguration zu werden.

Wye Wye-Verbindung

Stern-Dreieck-Verbindung

Die in der folgenden Abbildung gezeigte Y-Delta-Verbindung zeigt, dass die Sekundärwicklungen (die sich in der Abbildung unten befinden) zu einer Kette verbunden sind. Die Wicklungen mit Punktverbindung auf einer Seite sind mit der Nichtpunktverbindung auf der anderen Seite verbunden, um die 'Delta' -Schleife zu bilden.

Stern-Dreieck-Verbindung

Delta-Wye-Verbindung

Der Anschluss von Delta-Y ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Diese Art der Konfiguration ermöglicht es, mit Sternschaltung verbundene Sekundärteile mehrere Spannungen wie z. B. Leitung zu Leitung oder Neutralleiter anzuschließen. Da die Delta-Stern-Konfiguration eine 30˚-Phasenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärkonfiguration aufweist, kann sie nicht zur parallelen Verbindung mit Delta-Delta- und Y-Y-Konfigurationen verwendet werden.

Delta Wye-Verbindung

Delta-Delta-Verbindung

Das Diagramm der Delta-Delta-Verbindung ist unten dargestellt. Diese Verbindungen können entweder mit drei identischen Einphasentransformatoren oder einem Dreiphasentransformator hergestellt werden. Die Delta-Delta-Konfiguration wird aufgrund ihrer inhärenten Zuverlässigkeit bevorzugt.

Delta Delta-Verbindung

Vor- und Nachteile eines Dreiphasentransformators

Die Vor- und Nachteile eines Dreiphasentransformators werden nachstehend erörtert.

Vorteile eines Drehstromtransformators

• Benötigt weniger Platz für die Installation und ist einfacher zu installieren
• Weniger Gewicht und reduzierte Größe
• Höhere Effizienz
• Kostengünstig
• Die Transportkosten sind niedrig

Nachteile eines Drehstromtransformators

• Die gesamte Einheit wird heruntergefahren, wenn ein Fehler oder Verlust in einer Einheit eines Transformators auftritt, da alle drei Einheiten einen gemeinsamen Kern teilen.
• Reparaturkosten sind höher
• Die Kosten für Ersatzgeräte sind hoch

FAQs

1). Erwähnen Sie die Anwendungen des 3-Phasen-Transformators

Dreiphasentransformatoren werden in Stromnetzen, Leistungstransformatoren und als Verteilungstransformatoren verwendet

2). Welche Arten von 3-Phasen-Transformatoren gibt es?

Die vier Arten von 3-Phasen-Transformatoren umfassen: Delta-Delta (Dd), Stern-Stern (Yy), Stern-Delta (Yd) und Delta-Stern (Dy)

3). Was passiert, wenn ein Drehstrommotor eine Phase verliert?

Wenn ein 3-Phasen-Motor während des Betriebs eine Phase verliert, arbeitet der Motor mit geringerer Drehzahl weiter und erfährt Vibrationen. Der Strom steigt auch in anderen Phasen abrupt an, was zu einer internen Erwärmung der Komponenten eines Motors führt.

4). Unter welchen Bedingungen funktioniert Delta / Stern zufriedenstellend?

Die Stern-Dreieck-Verbindung funktioniert zufriedenstellend mit großen unsymmetrischen und ausgeglichenen Lasten. Aufgrund der im Delta zirkulierenden Ströme kann es Komponenten der dritten Harmonischen verarbeiten.

5). Wie ist die Phasenverschiebung für die Wye-Wye-Verbindung?

Die Phasenverschiebung beträgt 0 Grad.

Obwohl ein Einphasentransformator in den meisten Branchen bevorzugt wird, ist er nicht für eine große Stromverteilung geeignet. Daher werden Dreiphasensysteme von großen Industrien verwendet, um Strom in großem Maßstab zu erzeugen.

In diesem Artikel haben wir verschiedene Vor- und Nachteile von a 3-Phasen-Transformator . Wir haben uns auch auf einen Dreiphasentransformator und dessen Aufbau sowie verschiedene Konfigurationen konzentriert. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion hat der Drehstromtransformator?