Het driefasensysteem wordt gebruikt om elektrische stroom op te wekken, te verzenden en te verdelen. Het wekt op grote schaal stroom op om aan de behoeften van industrieën en commerciële instellingen te voldoen. Drie identieke enkelfasige transformatoren zijn op geschikte wijze verbonden of gecombineerd op een enkele kern om een driefasensysteem te vormen.Gebaseerd op verschillende soorten industriële behoeften, worden de step-up en step-down transformatoren gebruikt voor het opwekken, verzenden en distribueren van het elektrische vermogen.De bouw van een driefasig transformator eenheid is zuinig omdat het minder materiaal verbruikt in vergelijking met het aansluiten van drie afzonderlijke enkelfasige transformatoren. Bovendien draagt het driefasensysteem wisselstroom over in plaats van gelijkstroom en is het eenvoudig te construeren.
Wat is een driefasige transformator?
Zoals bekend is een enkelfasige transformator een apparaat dat in staat is om elektrische energie van het ene circuit naar een of meer circuits over te brengen op basis van het concept van wederzijdse inductie. Het bestaat uit twee spoelen - een primaire en een secundaire spoel, die helpt om de energie om te zetten. De primaire spoel is aangesloten op een enkelfasige voeding, terwijl de secundaire is aangesloten op een belasting.
Evenzo bestaat een driefasige transformator uit drie primaire spoelen en drie secundaire spoelen en wordt deze weergegeven als driefasig of 3ɸ. Een driefasensysteem kan worden geconstrueerd met behulp van drie afzonderlijke identieke enkelfasige transformatoren, en zo'n driefasige transformator staat bekend als de bank van drie transformatoren. Aan de andere kant kan de driefasige transformator op een enkele kern worden gebouwd. De wikkelingen van een transformator kunnen in delta- of y-configuraties worden aangesloten. De werking van het driefasensysteem is vergelijkbaar met een enkelfasige transformator, en ze worden normaal gesproken gebruikt in energiecentrales.
Constructie van driefasige transformatoren
Het diagram van een driefasige transformator wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Transformatordiagram in drie fasen
Een driefasige transformator van een enkele eenheid wordt veel gebruikt omdat deze lichter, goedkoper is en minder ruimte inneemt dan de bank van drie enkelfasige transformatoren. De driefasige transformatorconstructie is van twee typen: kerntype en schaaltype.
Kerntype constructie
Bij dit type constructie zijn er drie kernen en twee jukken. Elke kern heeft zowel primaire als secundaire wikkelingen die spiraalvormig zijn gewonden, zoals weergegeven in de afbeelding. Elk been van de kern draagt zowel hoogspanning als laagspanningswikkelingen. De kern is gelamineerd om wervelstroomverliezen op de kern en het juk te minimaliseren. Omdat het gemakkelijker is om een laagspanningswikkeling (LV) te lamineren dan de hoogspanningswikkeling (HV). De LV-wikkelingen zijn nabij de kern geplaatst met de juiste isolatie en oliekanalen ertussen, terwijl de HV-wikkelingen boven de LV-wikkelingen worden geplaatst met de juiste isolatie en oliekanalen ertussen.
Kerntype transformator
Transformator van het schaaltype
De driefasige transformator van het schaaltype wordt over het algemeen geconstrueerd door drie afzonderlijke enkelfasige transformatoren te stapelen. Drie fasen van een shell-type transformator zijn onafhankelijk van de core-type transformator, terwijl elke fase een individueel magnetisch circuit heeft. Deze magnetische circuits zijn parallel aan elkaar en de flux die door elke wikkeling wordt geïnduceerd, is in fase. Transformator van het schaaltype heeft sterk de voorkeur omdat de spanningsgolfvormen minder vervormd zijn.
Transformator van het schaaltype
Werking van driefasige transformatoren
In onderstaande figuur is de driefasige transformator weergegeven, waarbij drie aders op 120˚ van elkaar zijn geplaatst. Deze figuur is vereenvoudigd om alleen de primaire wikkelingen en hun verbinding met de driefasige voeding te tonen. Zodra de driefasige voeding wordt aangeslagen, worden de stromen IR, IY en IB gedragen door de primaire wikkelingen, waardoor de fluxen ɸR, ɸY en ɸB afzonderlijk in elke kern worden opgewekt. Het middenbeen draagt de som van alle fluxen en het middenbeen combineert alle benen van een kern.
Als de som van de stromen IR + IY + IB bijvoorbeeld nul is in een driefasensysteem, wordt de som van alle drie de fluxen ook nul, waardoor het middelste been geen flux draagt. Daarom maakt het verwijderen van de middelste poot geen verschil voor andere transformatoromstandigheden.
Werking van driefasige transformator
Driefasige transformatoraansluitingen
Hieronder worden verschillende driefasige transformatoraansluitingen beschreven.
Primaire configuratie | Secundaire configuratie |
Wye | Wye |
Wye | Delta |
Delta | Wye |
Delta | Delta |
Wye- en Delta-configuraties worden toegepast voor driefasige transformatoren omdat Wye-verbindingen de mogelijkheid bieden om meerdere spanningen te hebben, terwijl deltaconfiguraties een hoge betrouwbaarheid bieden. Het fasediagram van Wye en Delta wordt hieronder gegeven. Voor een Wye-verbinding moeten alle min- of alle pluspunten van windingen met elkaar worden verbonden. Bij een deltaconnectie zijn de polariteiten van de wikkeling echter op een omgekeerde manier verbonden. Het faseverschil tussen twee fasen is 120˚.
Fase-wikkelingen
Wye-wye-verbinding
Het diagram van YY-verbonden transformatoren wordt hieronder weergegeven. Het kan zowel eenfasige als driefasige belastingen bedienen. In dit verband zijn alle wikkelingen die eindigen op punten verbonden met fasen A, B en C, terwijl de uiteinden zonder punten zijn verbonden om de middelpunten te worden van de 'Y' -configuratie.
Wye Wye-verbinding
Wye-Delta-verbinding
De Y-Delta-verbinding in de onderstaande afbeelding laat zien dat de secundaire wikkelingen (die zich onderaan de afbeelding bevinden) zijn verbonden om een ketting te vormen. De wikkelingen met puntverbinding aan de ene kant zijn verbonden met de niet-puntverbinding aan de andere kant om de 'Delta' -lus te vormen.
Wye Delta-verbinding
Delta-Wye-verbinding
De aansluiting van Delta-Y wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Met dit type configuratie kan een met Wye verbonden secundair meerdere spanningen aansluiten, zoals lijn-naar-lijn of neutraal. Aangezien de delta-wye-configuratie een faseverschuiving van 30 ° tussen primair en secundair vertoont, kan deze niet worden gebruikt om parallel te schakelen met delta-delta- en Y-Y-configuraties.
Delta Wye-verbinding
Delta-Delta-verbinding
Het diagram van de delta-delta-verbinding wordt hieronder weergegeven. Deze verbindingen kunnen worden gemaakt met drie identieke enkelfasige transformatoren of met een driefasige transformator. De delta-delta-configuratie heeft de voorkeur vanwege zijn inherente betrouwbaarheid.
Delta Delta-verbinding
Voordelen / nadelen van een driefasige transformator
De voor- en nadelen van een driefasige transformator worden hieronder besproken.
Voordelen van een driefasige transformator
- Heeft minder ruimte nodig om te installeren en is gemakkelijker te installeren
- Minder gewicht en kleinere afmetingen
- Hogere efficiëntie
- Goedkoop
- De transportkosten zijn laag
Nadelen van een driefasige transformator
- De hele eenheid wordt uitgeschakeld in geval van een storing of verlies in een eenheid van een transformator, aangezien een gemeenschappelijke kern door alle drie de eenheden wordt gedeeld.
- Reparatiekosten zijn hoger
- De kosten van reserve-eenheden zijn hoog
Veelgestelde vragen
1). Noem de toepassingen van driefasige transformator
Driefasige transformatoren worden gebruikt in elektriciteitsnetten, vermogenstransformatoren en als distributietransformatoren
2). Wat zijn de soorten driefasige transformatoren?
De vier soorten driefasige transformatoren zijn: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) en Delta-Star (Dy)
3). Wat gebeurt er als een driefasige motor een fase verliest?
Als een driefasige motor tijdens bedrijf een fase verliest, blijft de motor met een lager toerental draaien en ervaart hij trillingen. De stroom neemt ook abrupt toe in andere fasen, wat leidt tot interne opwarming van de componenten van een motor.
4). Onder welke voorwaarde werkt delta / wye naar tevredenheid?
De y-delta-verbinding werkt naar tevredenheid met grote ongebalanceerde en gebalanceerde belastingen. Het kan derde harmonische componenten aan vanwege de circulatiestromen in de delta.
5). Wat is de faseverschuiving voor de Wye-Wye-verbinding?
De faseverschuiving is 0 graden.
Hoewel een enkelfasige transformator de voorkeur heeft van de meeste industrieën, is deze niet geschikt voor grote stroomdistributie. Daarom worden driefasensystemen door grote industrieën gebruikt om op grote schaal stroom op te wekken.
In dit artikel hebben we verschillende voordelen en enkele nadelen van een 3-fasen transformator We hebben ons ook gericht op een driefasige transformator en zijn constructie en verschillende configuraties. Hier is een vraag voor u, wat is de functie van de driefasige transformator?
