Трехфазные трансформаторы

Для преобразования тока трехфазной системы можно воспользоваться группой из трех однофазных трансформаторов, обмотки которых могут быть соединены либо звездой (рис. 1, а), либо треугольником (рис. 2, б). В этом случае каждый трансформатор работает независимо от остальных как обычный однофазный трансформатор, включенный в одну из фаз трехфазной системы.

На практике значительно чаще применяют трехфазные трансформаторы, выполненные на одном магнитопроводе (рис. 2). При этом три магнитных потока, возбуждаемые токами в первичных обмотках, замыкаются через два других стержня сердечника.

При изготовлении трехфазных трансформаторов на каждый стержень его сердечника навивают по две обмотки: низкого напряжения, а поверх нее — высокого напряжения.

Выводы обмоток принято обозначать следующим образом: начала обмоток — заглавными буквами латинского алфавита А, В и С для обмоток высокого напряжения и строчными буквами a, b и c для обмоток низкого напряжения; концы обмоток – буквами X, Y и Z для обмоток высокого напряжения и буквами х, у и z — для обмоток низкого напряжения.

Обмотки трехфазного трансформатора обычно соединяют звездой или треугольником. Наиболее простым и дешевым является первый способ. В этом случае каждая обмотка и ее изоляция при заземлении нулевой точки должны быть рассчитаны только на фазное напряжение и линейный ток.

Поскольку число витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напряжению, то при соединении звездой каждая обмотка требует меньшего количества витков при большем сечении провода; при этом изоляция проводников должна быть рассчитана лишь на фазное напряжение. Такое соединение широко применяется для трансформаторов небольшой и средней мощности. Соединение звездой наиболее желательно для высокого напряжения, так как изоляция рассчитывается лишь на фазное напряжение.

Соединение треугольником удобнее при больших токах и в тех случаях, когда нагрузки могут быть подключены без нулевого провода.

Применяется также комбинированное включение трехфазных трансформаторов (первичные обмотки соединены звездой, а вторичные — треугольником, или наоборот).

Соединение звезда / треугольник часто используют для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низкого напряжения не требуется нулевой провод.

Из соотношений в трехфазной системе следует, что при трехфазной трансформации только отношение фазных напряжений всегда приближенно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток. Отношение же линейных напряжений зависит от способа соединения обмоток трансформатора. При одинаковом способе соединения (звезда/звезда или треугольник/треугольник) отношение линейных напряжений равно фазному коэффициенту трансформации. Но при комбинированных способах соединения (звезда/треугольник или треугольник/звезда) отношение линейных напряжений меньше или больше этого коэффициента в √3 раз. Это дает возможность регулировать вторичное линейное напряжение трансформатора соответствующим изменением схемы соединения его обмоток.