Bisher haben wir uns mit dem Aufbau und Betrieb des einphasigen, zwei Wickelspannungstransformators befasst, der verwendet werden kann Erhöhen oder verringern Sie seine Sekundärspannung in Bezug auf die primäre Versorgungsspannung. Spannungstransformatoren können aber auch für den Anschluss an nicht nur eine einzelne Phase, sondern auch für Zweiphasen -, Dreiphasen -, Sechsphasen-und sogar aufwändige Kombinationen bis zu 24 Phasen für einige Gleichstromgleichrichtertransformatoren konstruiert werden.,
Wenn wir drei einphasige Transformatoren nehmen und ihre Primärwicklungen in einer festen Konfiguration miteinander und ihre Sekundärwicklungen miteinander verbinden, können wir die Transformatoren an einer dreiphasigen Versorgung verwenden.
Dreiphasige, auch als 3-phasige oder 3φ geschriebene Netzteile werden für die Stromerzeugung, – übertragung und-verteilung sowie für alle industriellen Anwendungen eingesetzt., Dreiphasenversorgungen haben viele elektrische Vorteile gegenüber einphasiger Stromversorgung, und wenn wir Dreiphasentransformatoren betrachten, müssen wir uns mit drei Wechselspannungen und Strömen befassen, die sich in der Phasenzeit um 120 Grad unterscheiden, wie unten gezeigt.
Drei Phase Spannungen und Ströme
Wo: VL ist die linie-zu-linie spannung, und VP ist die phase-zu-neutral spannung.
Ein Transformator kann nicht als Phasenwechselvorrichtung fungieren und einphasig in dreiphasig oder dreiphasig in einphasig ändern., Um die Transformatorverbindungen mit Drehstromversorgungen kompatibel zu machen, müssen wir sie auf eine bestimmte Weise miteinander verbinden, um eine dreiphasige Transformatorkonfiguration zu bilden.
Ein Dreiphasentransformator oder 3φ-Transformator kann entweder durch Verbinden von drei Einphasentransformatoren zu einer sogenannten Dreiphasentransformatorbank oder durch Verwendung eines vorkonfektionierten und ausgewogenen Dreiphasentransformators konstruiert werden, der aus drei Paaren von Einphasenwicklungen besteht, die auf einem einzigen laminierten Kern montiert sind.,
Der Vorteil eines einzelnen Dreiphasentransformators besteht darin, dass er bei gleicher kVA-Bewertung kleiner, billiger und leichter ist als drei einzelne Einphasentransformatoren, die miteinander verbunden sind, da Kupfer-und Eisenkern effektiver verwendet werden. Die Methoden zum Verbinden der Primär – und Sekundärwicklungen sind die gleichen, sei es mit nur einem Dreiphasentransformator oder drei separaten Einphasentransformatoren., Betrachten Sie die folgende Schaltung:
Dreiphasentransformatoranschlüsse
Die Primär-und Sekundärwicklungen eines Transformators können in unterschiedlicher Konfiguration angeschlossen werden, wie gezeigt, um praktisch jede Anforderung zu erfüllen. Bei Dreiphasentransformatorwicklungen sind drei Verbindungsformen möglich:“ Star „(wye),“ Delta „(Mesh) und“ interconnected-star “ (Zig-Zag).,
Die Kombinationen der drei Wicklungen können mit dem primären Delta-verbunden und dem sekundären Stern-verbunden, oder Stern-Delta, Stern-Stern oder Delta-Delta, je nach Transformatoren verwenden. Wenn Transformatoren verwendet werden, um drei oder mehr Phasen bereitzustellen, werden sie im Allgemeinen als Polyphasentransformator bezeichnet.
Dreiphasentransformator Stern-und Delta-Konfigurationen
Aber was meinen wir mit “ Stern „(auch bekannt als Wye) und“ Delta “ (auch bekannt als Mesh), wenn es um Dreiphasentransformatorverbindungen geht. Ein Dreiphasentransformator hat drei Sätze von Primär – und Sekundärwicklungen., Abhängig davon, wie diese Wicklungssätze miteinander verbunden sind, bestimmt, ob die Verbindung eine Stern-oder Delta-Konfiguration ist.
Die drei verfügbaren Spannungen, die jeweils um 120 elektrische Grad voneinander verschoben sind, entscheiden nicht nur über die Art der elektrischen Anschlüsse, die sowohl auf der Primär-als auch auf der Sekundärseite verwendet werden, sondern bestimmen auch den Fluss der Transformatorströme.
Wenn drei einphasige Transformatoren miteinander verbunden sind, unterscheiden sich die magnetischen Ströme in den drei Transformatoren phasenweise um 120 Zeitgrade., Bei einem einzelnen Dreiphasentransformator befinden sich drei magnetische Flussmittel im Kern, die sich in der Zeitphase um 120 Grad unterscheiden.
Die Standardmethode zur Kennzeichnung von Dreiphasentransformatorwicklungen besteht darin, die drei Primärwicklungen mit Großbuchstaben (Großbuchstaben) A, B und C zu kennzeichnen, die zur Darstellung der drei einzelnen Phasen von ROT, GELB und BLAU verwendet werden. Die Sekundärwicklungen sind mit kleinen (Kleinbuchstaben) Buchstaben a, b und c gekennzeichnet., Jede Wicklung hat zwei Enden, die normalerweise mit 1 und 2 gekennzeichnet sind, so dass beispielsweise die zweite Wicklung der Primärwicklung Enden hat, die mit B1 und B2 gekennzeichnet sind, während die dritte Wicklung der Sekundärwicklung mit c1 und c2 wie gezeigt gekennzeichnet ist.,
Transformatorstern-und Deltakonfigurationen
Symbole werden in der Regel an einem Dreiphasentransformator verwendet, um den Typ oder die Art der Verbindungen anzugeben, die mit Großbuchstaben Y für Stern verbunden, D für Delta verbunden und Z für miteinander verbundene Stern-Primärwicklungen verwendet werden, mit Kleinbuchstaben y, d und z für ihre jeweiligen Sekundären. Dann würde Star-Star mit Yy, Delta-Delta mit Dd und Interconnected Star mit Interconnected Star mit Zz für die gleichen Arten von verbundenen Transformatoren gekennzeichnet.,
Transformator Wicklung Identifikation
| Verbindung | Primäre Wicklung | Sekundäre Wicklung |
| Delta | D | d |
| Stern | Y | y |
| Miteinander verbunden | Z | z |
Wir wissen jetzt, dass es vier verschiedene Möglichkeiten gibt, wie drei einphasige Transformatoren zwischen ihren primären und sekundären dreiphasigen Schaltungen miteinander verbunden werden können., Diese vier Standardkonfigurationen sind angegeben als: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) und Delta-Star (Dy).
Transformatoren für den Hochspannungsbetrieb mit den Sternanschlüssen haben den Vorteil, die Spannung an einem einzelnen Transformator zu reduzieren, die Anzahl der erforderlichen Windungen zu reduzieren und die Größe der Leiter zu erhöhen, wodurch die Spulenwicklungen einfacher und billiger zu isolieren sind als Delta-Transformatoren.,
Die Delta-Delta-Verbindung hat dennoch einen großen Vorteil gegenüber der Star-Delta-Konfiguration, da, wenn ein Transformator einer Dreiergruppe fehlerhaft oder deaktiviert werden sollte, die beiden verbleibenden weiterhin dreiphasige Leistung mit einer Kapazität liefern, die ungefähr zwei Dritteln der ursprünglichen Leistung der Transformatoreinheit entspricht.
Transformator Delta und Delta Verbindungen
In eine delta verbunden (Dd ) gruppe von transformatoren, die linie spannung, VL ist gleich die versorgung spannung, VL = VS., Der Strom in jeder Phasenwicklung ist jedoch wie folgt angegeben: 1/√3 × IL des Leitungsstroms, wobei IL der Leitungsstrom ist.
Ein Nachteil von delta angeschlossenen Dreiphasentransformatoren besteht darin, dass jeder Transformator für die Vollleitungsspannung (in unserem Beispiel über 100V) und für 57,7 Prozent Leitungsstrom gewickelt werden muss. Die größere Anzahl von Windungen in der Wicklung erfordert zusammen mit der Isolierung zwischen den Windungen eine größere und teurere Spule als die Sternverbindung. Ein weiterer Nachteil bei Delta angeschlossenen Dreiphasentransformatoren ist, dass es keine „neutrale“ oder gemeinsame Verbindung gibt.,
In der Stern-Stern-Anordnung (Yy), (wye-wye), hat jeder Transformator einen Anschluss, der an eine gemeinsame Kreuzung oder einen neutralen Punkt angeschlossen ist, wobei die drei verbleibenden Enden der Primärwicklungen an die dreiphasige Stromversorgung angeschlossen sind. Die Anzahl der Windungen in einer Transformatorwicklung für den Sternanschluss beträgt 57,7 Prozent der für den Delta-Anschluss erforderlichen Windungen.
Die Sternverbindung erfordert die Verwendung von drei Transformatoren, und wenn ein Transformator fehlerhaft oder deaktiviert wird, kann die gesamte Gruppe deaktiviert werden., Nichtsdestoweniger ist der sterngeschaltete Dreiphasentransformator besonders praktisch und wirtschaftlich in elektrischen Stromverteilungssystemen, indem ein vierter Draht als Neutralpunkt angeschlossen werden kann, ( n ) der mit drei Sternen verbundenen Sekundäre, wie gezeigt.
Transformatorenstern-und Sternverbindungen
Die Spannung zwischen einer beliebigen Leitung des Drehstromtransformators wird als“ Linienspannung“, VL, bezeichnet, während die Spannung zwischen einer beliebigen Leitung und dem Neutralpunkt eines mit einem Stern verbundenen Transformators als“ Phasenspannung“, VP, bezeichnet wird., Diese Phasenspannung zwischen dem Neutralpunkt und einem der Leitungsverbindungen beträgt 1/√3 × VL der Netzspannung. Dann oben wird die primäre seitliche Phasenspannung, VP als gegeben.
Der Sekundärstrom in jeder Phase einer mit Sternen verbundenen Transformatorgruppe ist derselbe wie der für den Leitungsstrom der Versorgung, dann ist IL = IS.,656d3″>VP = VL ÷ √3
Where again, VL is the line-to-line voltage, and VP is the phase-to-neutral voltage on either the primary or the secondary side.,
Weitere mögliche Anschlüsse für Dreiphasentransformatoren sind Star-Delta Yd, wobei die Primärwicklung mit einem Stern verbunden ist und die Sekundärwicklung mit einem Delta verbunden ist oder Delta-Star Dy mit einem Delta verbunden ist Primär und ein Stern verbunden sekundär.
Delta-Star-Verbundtransformatoren werden häufig in der Stromverteilung mit geringer Leistung verwendet, wobei die Primärwicklungen dem Versorgungsunternehmen eine ausgewogene Dreileiterlast liefern, während die Sekundärwicklungen die erforderliche Vierleiter-Neutral-oder Erdverbindung bieten.,
Wenn die Primär – und Sekundärwicklung unterschiedliche Arten von Wicklungsverbindungen haben, Stern oder Delta, wird das Gesamtdrehungsverhältnis des Transformators komplizierter. Wenn ein Drehstromtransformator als Delta-Delta ( Dd ) oder Stern-Stern ( Yy ) angeschlossen ist, könnte der Transformator möglicherweise ein Verhältnis von 1:1 Umdrehungen haben. Das heißt, die Eingangs – und Ausgangsspannungen für die Wicklungen sind gleich.
Wenn der 3-phasige Transformator jedoch in Stern-Delta angeschlossen ist, (Yd ) erhält jede mit Sternen verbundene Primärwicklung die Phasenspannung VP der Versorgung, die gleich 1/√3 × VL ist.,
Dann wird jede entsprechende Sekundärwicklung dann dieselbe Spannung induziert haben, und da diese Wicklungen Delta-verbunden sind, wird die Spannung 1/√3 × VL zur Sekundärleitungsspannung. Dann mit einem 1:1 dreht verhältnis, ein stern–delta verbunden transformator wird bieten eine √3: 1 step-down linie-spannung verhältnis.,
Dann für eine stern–delta ( Yd ) verbunden transformator die windungen verhältnis wird:
Stern-Delta Dreht Verhältnis
Ebenso, für eine delta–stern ( Dy ) verbunden transformator, mit einem 1: 1 windungen verhältnis, die transformator wird bieten eine 1:√3 step-up linie-spannung verhältnis., Dann wird für einen Delta-Star-Transformator das Drehungsverhältnis:
Delta-Star-Drehungsverhältnis
Dann können wir für die vier Grundkonfigurationen eines dreiphasigen Transformators die Sekundärspannungen und-ströme der Transformatoren in Bezug auf die Primärleitungsspannung, VL und ihren Primärleitungsstrom auflisten, wie in der folgenden Tabelle gezeigt.,>
Where: n equals the transformers „turns ratio” (T.,R.) der Anzahl der Sekundärwicklungen NS, dividiert durch die Anzahl der Primärwicklungen NP. (NS / NP) und VL ist die linie-zu-linie spannung mit VP ist die phase-zu-neutral spannung.
Dreiphasentransformator Beispiel
Die Primärwicklung eines Delta-Star ( Dy ) angeschlossenen 50VA-Transformators wird mit einer 100 Volt, 50Hz Drehstromversorgung versorgt. Wenn der Transformator 500 Umdrehungen an der Primär-und 100 an der Sekundärwicklung hat, berechnen Sie die sekundärseitigen Spannungen und Ströme.
Gegebene Daten: Transformatorleistung, 50VA, Versorgungsspannung, 100v, Primärdrehungen 500, Sekundärdrehungen, 100.,
Dann die sekundäre seite der transformator liefert eine linie spannung, VL von über 35 v geben eine phase spannung, VP von 20 v bei 0,834 ampere.
Dreiphasentransformatorbau
Wir haben bereits gesagt, dass der Dreiphasentransformator effektiv drei miteinander verbundene Einphasentransformatoren auf einem einzigen laminierten Kern ist und erhebliche Einsparungen an Kosten, Größe und Gewicht durch die Kombination der drei Wicklungen auf einem einzigen Magnetkreis erzielt werden können, wie gezeigt.,
Ein Drehstromtransformator weist im Allgemeinen die drei Magnetkreise auf, die miteinander verflochten sind, um eine gleichmäßige Verteilung des dielektrischen Flusses zwischen den Hoch-und Niederspannungswicklungen zu erzielen. Die Ausnahme von dieser Regel ist ein dreiphasiger Schalentransformator. Bei der Schalenkonstruktion sind die drei Kerne zwar zusammen, aber nicht miteinander verflochten.,
Dreiphasentransformatorbau
Der Dreiphasentransformator vom dreigliedrigen Kerntyp ist die gebräuchlichste Methode des Dreiphasentransformatorbaus, mit der die Phasen magnetisch verbunden werden können. Flux jeder Gliedmaße verwendet die anderen beiden Gliedmaßen für ihren Rückweg mit den drei magnetischen Flux ‚ s im Kern, die durch die Linienspannungen erzeugt werden, die sich in der Zeitphase um 120 Grad unterscheiden. Somit bleibt der Fluss im Kern nahezu sinusförmig und erzeugt eine sinusförmige sekundäre Versorgungsspannung.,
Die shell-Typ fünf-Gliedmaßen-Typ drei-phase Transformator Bau ist schwerer und teurer zu bauen als die core-Typ. Fünfgliedrige Kerne werden im Allgemeinen für sehr große Leistungstransformatoren verwendet, da sie mit reduzierter Höhe hergestellt werden können. Ein Shell-Typ Transformatoren Kernmaterialien, elektrische Wicklungen, Stahlgehäuse und Kühlung sind viel die gleichen wie für die größeren einphasigen Typen.
