Kolmivaiheinen muuntajayhteyksien ymmärtäminen sähkövoimajärjestelmissä

Teollisuus- ja kaupallisella alalla kolmivaiheinen muuntajilla on rooli sähkövoiman tehokkaalle siirtämiselle ja jakautumiselle.Yhdistämällä kolme yksivaiheista muuntajaa yhdeksi yksiköksi, ne vähentävät kustannuksia, kokoa ja painoa.Nämä muuntajat varmistavat sähköenergian tasaisen jakautumisen korkean ja matalan jännitteen välin välillä niiden rakennustyypistä riippumatta.Tämä artikkeli selittää niiden rakennus-, toiminta- ja yhteyskokoonpanot, jotka auttavat sinua ymmärtämään niiden toiminnallisuutta ja sovelluksia.Se alkaa ydintyyppisistä ja kuorityyppisistä malleista, jotka hallitsevat magneettisia vuon ja minimoivat energiahäviöt.Se kattaa myös operatiiviset periaatteet, magneettisen flux-tasapainotus- ja yhteystyypit, kuten delta/delta, delta/wye, wye/delta ja wye/wye, sekä erikoistuneet yhteydet, kuten Scott ja Zig-Zag.Esimerkkejä ja vertailua kuivatyyppisten ja nestemäisten muuntajien välillä on toimitettu insinöörit valitsemaan oikean muuntajan optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden saavuttamiseksi.

Luettelo

Kolmivaiheinen muuntajan rakenne

Kuva 1: Kolmen vaiheen muuntajan rakenne

Ne yhdistävät kolme yksivaiheista muuntajaa yhdeksi, mikä säästää rahaa, tilaa ja painoa.Ytimessä on kolme magneettisia piirejä, jotka tasapainottavat magneettisen virtauksen korkean ja matalan jännitteen osien välillä.Tämä malli eroaa kolmivaiheisesta kuoren tyyppisistä muuntajista, jotka ryhmittyvät kolme ytimeen toisiinsa, mutta älä yhdistä niitä.Se tekee järjestelmästä tehokkaamman ja luotettavamman verrattuna yksivaiheisiin järjestelmiin.

Kolmivaiheisten muuntajien yleinen muotoilu on kolmen rajoituksen ydintyyppi.Jokainen raaja tukee omaa magneettista virtaustaan ​​ja toimii paluupoluna muille, jolloin luomalla kolme virtausta, jotka ovat kumpikin 120 astetta vaiheen ulkopuolella.Tämä vaiheero pitää magneettisen virtauksen muodon melkein sinimuotoisen, mikä varmistaa stabiilin lähtöjännitteen, vähentää vääristymiä ja häviöitä ja parantaa suorituskykyä ja elinikäistä.Tämä yksinkertainen ja tehokas suunnittelu on suosittu vakiokäyttöön.

Ydintyyppi

Kuva 2: Ydintyyppi

Kolmivaiheisten muuntajien ydintyyppisissä rakenteissa suunnittelu keskittyy kolmeen pääydinään, joista kukin yhdistetään kahden kanssa.Tämä rakenne jakautuu tehokkaasti magneettisen vuon.Jokainen ydin tukee primaarisia ja toissijaisia ​​käämejä, jotka kelataan spiraaliin ydinjalkojen ympärillä.Tämä asennus varmistaa, että jokaisella jalalla on sekä korkeajännite (HV) että matalajännite (LV) käämiä, tasapainottaen sähkökuormitusta ja magneettisen vuon jakautumista.

Toinen ydintyyppisten muuntajien ominaisuus on pyörrevirran tappioiden vähentäminen.Eddy -virrat, jotka ovat indusoidut johtimissa muuttuvalla magneettikentällä, voivat aiheuttaa energiahäviöitä ja vähentää tehokkuutta.Näiden tappioiden minimoimiseksi ydin on laminoinut.Tähän sisältyy ohuiden magneettimateriaalikerrosten pinoaminen, jokainen eristetty muilta, pyörrevirtojen rajoittamiseksi ja niiden vaikutuksen vähentämiseksi.

Käämitysten sijainti on toinen muotoilu.Pienjännitteen käämiä sijoitetaan lähemmäksi ydintä.Tämä sijoittelu yksinkertaistaa eristämistä ja jäähdytystä, koska LV -käämit toimivat pienemmillä jännitteillä, mikä vaatii vähemmän eristystä.Eristys- ja öljykanavat otetaan käyttöön LV -käämien ja ytimen välillä jäähdytyksen parantamiseksi ja ylikuumenemisen estämiseksi varmistaen muuntajan pitkäikäisyyden.

Korkeajännitekaalkat asetetaan LV -käämien yläpuolelle, myös eristetty ja etäisyydellä öljykanavilla.Nämä öljykanavat ovat parhaita eristysjärjestelmän tehokkuuden jäähdytykseen ja ylläpitämiseen korkean jännitteen alla.Tämä käämitysten ja laminoidun ytimen yksityiskohtainen järjestely antaa ydintyyppimuuntajille mahdollisuuden käsitellä tehokkaasti korkeita jännitteitä, minimaalisilla energiahäviöillä ja korkealla stabiilisuudella.Nämä suunnitteluperiaatteet tekevät ydintyyppimuuntajat, jotka ovat ihanteellisia sovelluksille, jotka vaativat tehokasta magneettisen vuon hallintaa ja korkeajännitteen toimintaa.

Kuorityyppi

Shell-tyyppiset muuntajat tarjoavat erilaisen lähestymistavan kolmivaiheiseen muuntajan rakenteeseen, jolle on ominaista ainutlaatuinen suunnittelu ja toiminta-edut.Tämä muotoilu käsittää kolmen yksittäisen yksivaiheisen muuntajan pinoamisen kolmivaiheisen yksikön muodostamiseksi, toisin kuin ydintyyppiset muuntajat, joissa vaiheet ovat toisistaan ​​riippuvaisia.Kuoren tyyppisissä muuntajissa jokaisella vaiheella on oma magneettinen piiri ja se toimii itsenäisesti.Riippumattomat magneettiset piirit on järjestetty yhdensuuntaisesti toistensa kanssa varmistaen, että magneettiset vuodot ovat vaiheessa, mutta eivät häiritse toisiaan.Tämä erotus myötävaikuttaa suuresti muuntajan vakauden ja johdonmukaiseen suorituskykyyn.

Kuva 3: Kuorityyppi

Kuorityyppisten muuntajien etu on vähentynyt aaltomuodon vääristymä.Kunkin vaiheen riippumaton toiminta johtaa puhtaampiin ja vakaampiin jänniteaaltomuodoihin verrattuna ydintyyppimuuntajiin.Tämä on tärkeää sovelluksissa, joissa jännitteen laatu vaarantuu, kuten herkissä teollisuus- ja kaupallisissa järjestelmissä, joissa vääristymä voi johtaa laitteiden toimintahäiriöihin.

Kuorityyppiset muuntajat ovat myös tehokkaita.Jokainen vaihe voidaan optimoida sen erityisiin kuormitusolosuhteisiin itsenäisesti, mikä parantaa luotettavuutta ja tehokkuutta.Vähentynyt aaltomuodon vääristymä minimoi harmoniset menetykset parantaen edelleen muuntajan tehokkuutta ja elinikäistä.

Sekä ydintyypin että kuoren tyyppisten muuntajien rakenne ja toiminta auttaa insinöörejä ja teknikkoja valitsemaan oikean muuntajan sähköjärjestelmilleen.Onko tarve korkeiden jännitteiden käsittelemiseen, energiahäviöiden minimoimiseksi tai vakaan jännitteen syöttöjen varmistamiseen, asianmukaisen muuntajatyypin valitseminen varmistaa optimaalisen suorituskyvyn.

Kolmivaiheisten muuntajien työskentely

Kuva 4: Kolmen vaiheen muuntajan toiminta

Kolme ytimestä, jotka ovat etäisyydellä etäisyydellä 120 astetta toisistaan, käytetään kolmivaiheisissa muuntajissa ensisijaisten käämitysten tuottamien magneettisten virtausten tehokkaan vuorovaikutuksen takaamiseksi.Muuntajan ydin käsittelee virtojen IR, IY: n ja IB: n tuottamaa magneettista vuotoa ensisijaisissa käämissä.Nämä virrat luovat magneettiset vuodot ɸr, ɸy ja ɸb.Kolmivaiheiseen virtalähteeseen kytkettynä nämä virrat indusoivat ytimissä magneettisen vuon.

Tasapainotetussa järjestelmässä kolmivaiheisten virtojen (IR + IY + IB) summa on nolla, mikä johtaa nollaan yhdistettyyn magneettiseen vuotoon (ɸr + ɸy + ɸb) keskikohdassa.Siten muuntaja voi toimia ilman keskikohtaa, kun muut jalat käsittelevät vuon itsenäisesti.Kolmivaiheinen muuntajat jakavat tehoa tasaisesti kolmessa vaiheessa, vähentäen energiahäviöitä ja tehostaen virtalähteen vakautta.Vuontasapaino ydinrakenteessa, jota tarvitaan muuntajan tehokkaaseen toimintaan.Kolmivaiheisen muuntajan ytimen jakautumisen jakautumisen on oltava tasapainossa, jotta se toimisi.Ytimien 120 asteen sijoittaminen ja virtausten tarkka induktio varmistavat tehokkaan toiminnan.

Kolmivaiheinen muuntajayhteydet

Erilaisten vaatimusten täyttämiseksi kolmivaiheisen muuntajan käämitykset voidaan kytkeä monin tavoin."Tähti" (Wye), "Delta" (mesh) ja "toisiinsa liittyvä tähti" (Zig-Zag) ovat kolme ensisijaisia ​​yhteyksiä.Yhdistelmät voivat sisältää ensisijaisen deltayhteyden kytkettynä toissijaiseen tähtiyhteyteen tai päinvastoin sovelluksesta riippuen.

Kuva 5: kolmivaiheinen muuntajayhteydet

Delta/Delta -yhteys

Delta/Delta-liitäntä käytetään laajasti, kun yksi toissijainen jännite vaaditaan tai kun ensisijainen kuorma koostuu pääasiassa kolmivaiheisesta laitteesta.Tämä asennus on yleinen teollisuusasetuksissa, joissa suuret kolmivaiheiset moottorikuormat toimivat 480 V: n tai 240 V: n nopeudella ja minimaalisella 120 V: n valaistuksella ja astiarpeilla.Ensisijaisten ja toissijaisten käämien välinen käännössuhde kohdistuu vaadittujen jännitteiden kanssa, mikä tekee tästä asennuksesta vähemmän sopivan erilaisille jännitemuunnoksille.

Kuva 6: Delta/Delta -muuntajan symboli

Kuva 7: Delta/Delta -muuntajan yhteyskaavio

Edut

Delta/Delta -yhteys tarjoaa useita etuja.Yksi etu on vähentynyt vaihevirta, joka on vain 57,8% linjavirrasta.Tämä pelkistys mahdollistaa pienemmät johtimet jokaiselle yksivaiheiselle muuntajalle verrattuna linjajohtimiin, jotka toimittavat kolmivaiheisen kuorman, alentamalla materiaalikustannuksia ja yksinkertaistaen järjestelmän.Lisäksi harmoniset virrat yleensä peruuttavat, parantaen muuntajan kykyä eristää sähkömelu primaaristen ja toissijaisten piirien välillä.Tämä johtaa vakaaseen toissijaiseen jännitteeseen, jolla on minimaaliset vaihtelut kuormituksen aikana.Jos yksivaiheinen muuntaja epäonnistuu, järjestelmä voi silti toimittaa kolmivaiheisen jännitteen avoimen deltakokoonpanon kautta, vaikkakin vähentyneellä kapasiteetilla 58%.

Haitat

Näistä eduista huolimatta Delta/Delta -yhteys on huomattavia haittoja.Se tarjoaa vain yhden toissijaisen jännitteen, joka voi vaatia lisämuuntajia erilaisille jännitteen tarpeille, lisäämään järjestelmän monimutkaisuutta ja kustannuksia.Ensisijaiset käämitysjohtimet on eristettävä täydelliselle ensisijaiselle jännitteelle, mikä edellyttää ylimääräistä eristystä korkeajännitteisiä sovelluksia varten.Toinen haitta on yhteisen maapallon puuttuminen toissijaisella puolella, mikä voi johtaa korkeisiin jännitteisiin maahan, aiheuttaen turvallisuusriskejä ja mahdollisia laitteiden vaurioita.

Delta/Wye -yhteys

Delta/Wye -yhteys on yleinen muuntajan asetus, jota käytetään eri toissijaisissa jännitteissä.Se on hieno järjestelmille, joiden on tarjottava erilaisia ​​jännittasoja samanaikaisesti.Esimerkiksi tehtaissa ja kaupallisissa rakennuksissa on usein tarve korkealle jännitteelle raskaille koneisiin ja alhaisempaan jännitteeseen valaistukseen ja yleisiin käyttöpisteisiin.Tyypillinen käyttö voi sisältää 208 V: n tarjoamisen moottoreille ja 120 V: n valot ja poistot.Delta/Wye -yhteys pystyy käsittelemään näitä erilaisia ​​jännitteen tarpeita hyvin.

Tässä asennuksessa ensisijainen käämitys on delta (Δ) -muodossa ja toissijainen käämi on wye (y) -muodossa.Ensisijaisella puolella oleva deltayhteys on hyvä suurten tehonkuormien käsittelemiseen, mikä antaa vahvan ja vakaan virtalähteen.Tämä on hyödyllistä teollisuusasetuksissa, joissa on suuret moottorit ja raskaat laitteet.Delta -järjestely auttaa myös vähentämään tietyntyyppisiä sähkömeluja, varmistaen puhdistusaineen virtalähteen kytkettyihin laitteisiin.

Kuva 8: Delta/Wye -muuntajan symboli

Kuva 9: ​​Delta/Wye -muuntajan yhteyskaavio

Edut

Wye-yhteys mahdollistaa sekundaarisen viivan jännitteen olevan 1,73 kertaa suurempi samalla määrällä käännöksiä kunkin yksivaiheisen muuntajan ensisijaisissa ja toissijaisissa käämissä, mikä on hyödyllistä askelmuuntajasovelluksissa.Toissijaiset käämät vaativat vähemmän eristystä, koska niitä ei tarvitse eristää koko sekundaarisen viivan jännitteelle.Useiden jännitteiden saatavuus toissijaisella puolella voi eliminoida lisämuuntajien tarpeen tuottaa 120 V: n kuormia kolmivaiheisessa järjestelmässä 208 V: n viivajänniteellä.Hyöty on yhteisen pisteen läsnäolo toissijaisella puolella järjestelmän maadoittamiseksi, rajoittaen jännitepotentiaalia maadoitukseen ja estämään sitä ylittämästä sekundaarifaasijännitettä.

Haitat

Delta/Wye -yhteydellä on kuitenkin haitat.Ensisijaiset käämät on eristettävä koko kolmivaiheiselle viivajänniteelle, joka vaatii ylimääräistä eristystä, etenkin korkeajännitevaihteisto-alaspäin.Toissijainen Wye -yhteys ei poista harmonisia virtauksia, mikä vaikuttaa muuntajan vakauteen ja tehokkuuteen.Toissijaisten käämien on kannettava koko kolmivaiheinen linjavirta, mikä tarkoittaa, että niiden on oltava suurempia kuin samassa kapasiteetissa olevassa deltajärjestelmässä.

Wye/Delta -yhteys

Y/A -muuntajayhteys, jota kutsutaan myös WYE/Delta -yhteys, on yleinen asennus sähkövoimajärjestelmissä.Se on hyödyllistä, kun tarvitset yhden toissijaisen jännitteen tai kun pääkuorma on kolmivaiheinen laite, kuten teollisuusmoottorit ja raskaat koneet.Tätä asennusta käytetään usein myös alaspäin suuntautuvissa muuntajissa pienemmille korkeille ensisijaisille jännitteille turvallisemmille ja tehokkaammille alempiin toissijaisiin jännitteisiin.

Tässä yhteydessä ensisijaiset käämät on järjestetty Wye (Y) -muotoon, ja jokainen käämi on kytketty yhteiseen neutraaliin pisteeseen, joka yleensä maadoitetaan.Toissijaiset käämät on järjestetty delta (Δ) -muotoon muodostaen silmukan.Vaihesuhteet ja jännitetasot stabiloidaan, kun taas kolmivaiheinen teho muuttuu tämän asennuksen avulla.

Kuva 10: Wye/Delta -muuntajan symboli

Kuva 11: Wye/Delta -muuntajan yhteyskaavio

Edut

Käännössuhde johtaa toissijaiseen viivajännitteeseen, joka vähenee kertoimella 1,73 (tai 57,8%) WYE-yhteyden vuoksi, mikä tekee siitä hyödyllisen askelmuuntajasovelluksissa.Tämä varmistaa, että sekundaariset harmoniset virrat peruutetaan, mikä tarjoaa erinomaisen melun eristyksen primaaristen ja toissijaisten piirien välillä.Ensisijaisia ​​käämiä ei tarvitse eristää koko kolmivaiheiselle viivajänniteelle, mikä mahdollisesti vähentäisi eristysvaatimuksia, kun astuvat alas korkeista jännitteistä.Kolmivaiheinen teho voidaan silti toimittaa avoimella deltajärjestelmällä yhden vaiheen muuntajan vikaantumassa, mutta 58%: n alhaisemmalla kapasiteetilla.

Haitat

Wye/Delta -yhteydellä on haitat.Kuten Delta/Delta -yhteys, se tarjoaa vain yhden toissijaisen jännitteen, joka vaatii lisämuuntajia valaistus- ja astiakuormien toimittamiseen.Toissijaisella puolella ei ole yhteistä pohjapistettä, mikä johtaa suuriin jännitteisiin maahan.Ensisijaisilla käämitysjohtimilla on oltava koko kolmivaiheinen viivavirta, mikä edellyttää suurempia johtimia verrattuna saman kapasiteetin delta-yhteydessä olevaan primaariin.Viimeiseksi, WYE -primaarikäämien yhteinen kohta tulisi kytkeä neutraaliin järjestelmäeutraaliin välttääkseen jännitteenvaihtelut epätasapainoisilla kuormilla.

Wye/Wye -yhteys

Wye/Wye -muuntajayhteyttä käytetään harvoin sen melunsiirron, harmonisen vääristymisen, viestintähäiriöiden ja vaihejännitteen epävakauden vuoksi.Wye/Wye -asennuksessa sekä primaaristen että toissijaisten käämien neutraalit kohdat ovat maadoitettuja.Vaikka tämä maadoitus tarjoaa vertailupisteen ja voi auttaa tasapainottamaan kuormia, se sallii myös melun siirtämisen ensisijaisten ja toissijaisten piirien välillä.Tämä tarkoittaa, että mikä tahansa toisella puolella oleva sähkömelu voi helposti siirtyä toiseen, vahingoittaen herkkiä elektronisia laitteita ja aiheuttaa tehottomuuksia.

Wye/Wye -yhteydet ovat alttiita harmonisille, jotka ovat ei -toivottuja taajuuksia, jotka vääristävät sähkövirtoja ja jännitteitä.Harmonikot voivat tulla epälineaarisista kuormista, kuten tasasuuntaajista ja muuttuvan taajuusasemista.Toisin kuin muut kokoonpanot, kuten Delta/Wye, Wye/Wye -muuntajat eivät poista näitä harmonisia tehokkaasti.

Kuva 12: Wye/Wye -muuntajan symboli

Kuva 13: Wye/Wye -muuntajan yhteyskaavio

Haitat

• Herkkä epätasapainoisille kuormituksille aiheuttaen epätasapainoisia virtauksia käämiissä, mikä voi johtaa ylikuumenemiseen ja vähentymiseen.

• Kiertäviä neutraaleja virtauksia voi esiintyä, etenkin epätasapainoisilla kuormilla, jotka vaativat lisäsuojaustoimenpiteitä.

• Wye/Wye -muuntajan maadoittaminen on monimutkaisempaa verrattuna muihin kokoonpanoihin, mikä johtaa maapallon silmukoihin ja turvallisuusriskeihin.

• Epälineaaristen kuormitusten tuottamien harmonisten virtojen jännitteen vääristyminen voi vaikuttaa herkkien laitteiden suorituskykyyn ja voi edellyttää ylimääräisiä suodatus- tai lieventämistoimenpiteitä.

• Wye/Wye -muuntajan toteuttaminen voi olla kalliimpaa yhteyksien monimutkaisuuden ja lisätoimenpiteiden vuoksi, kuten epätasapainoisten kuormitusten ja neutraalien virtojen, ratkaisemiseksi.

Avaa Delta- tai V-V-yhteys

Kuva 14: Avaa Delta- tai V-V-yhteys

Kaksi yksivaiheista muuntajaa käytetään avoimessa delta-yhteydessä.Tämä asennus on hyödyllinen, kun yksi muuntaja hajoaa tai tarvitsee huoltoa.Vaikka alkuperäisessä asennuksessa käytettiin kolmea muuntajaa, loput kaksi voivat silti tarjota kolmivaiheisen tehon, mutta vähentyneellä 58%: n kapasiteetilla.

Tässä järjestelyssä kahden muuntajan ensisijaiset käämitykset on kytketty suistoon yhdellä jalalla.Vaihejännitteet VAB ja VBC tuotetaan kahden muuntajan toissijaisissa käämiissä, kun taas VCA luodaan kahden muun muuntajan sekundaarisista jännitteistä.Tällä tavalla kolmivaiheinen virtalähde voi jatkaa työskentelyä vain kahden muuntajan kanssa kolmen sijasta.

Kun vaihdat tasapainoisesta delta-delta-yhteydestä avoimeen deltaan, jokaisen muuntajan on käsiteltävä paljon enemmän virtaa.Tämä lisäys on noin 1,73 kertaa normaali määrä, joka voi ylikuormittaa muuntajat 73,2% enemmän kuin normaali kapasiteetti.Ylikuumenemisen ja vaurioiden estämiseksi ylläpidon aikana sinun tulee vähentää kuormaa samalla kertoimella 1,73.

Jos yhden vaiheen odotetaan menevän ulos, avointa delta -yhteyttä voidaan käyttää pitämään asiat käynnissä muuntajien työskennellessäsi.

Scott -yhteys

Kuva 15: Scott -yhteys

Kaksivaiheisten jännitteiden luomiseksi 90 ° vaihesiirtolla kolmivaiheisen muuntajan Scott-yhteys käyttää kahta muuntajaa: toisessa on keskikana molemmilla käämillä ja toisella on 86,6% hanan.Tämä asennus mahdollistaa yhden- ja kolmivaiheisen järjestelmien välisen tehon muuntamisen vain kahdella muuntajalla.

Nämä kaksi muuntajaa ovat magneettisesti erillisiä, mutta sähköisesti kytkettyjä.Apumuuntaja yhdistyy rinnakkain 30 ° vaihesiirron kanssa, kun taas päämuuntaja saa kolmivaiheiset syöttöjännitteet ensisijaiseen käämiöön.Yhden vaiheen kuormituksissa käämät on kytketty rinnakkain toissijaisella puolella.Lähdejännite menee yhdistettyihin toissijaisiin vaihtamaan yksivaiheinen kolmivaiheinen, jolloin tasapainoinen kolmivaiheinen lähtö.

Pitämällä muuntajan ytimet erillään, tämä magneettinen erotus antaa kahdelle muuntajalle mahdollisuuden luoda kolmannen vaiheen jännite, jota tarvitaan kolmivaiheiseen sähköön ilman ylikuormitusta.Yhden vaiheen vaihtamiseksi kolmivaiheiseksi tai kolmivaiheiseksi yksivaiheiseen jännitteeseen, jossa on vähemmän osia, Scott-yhteys on kustannustehokas valinta.Scott-yhteyttä käytetään usein kolmivaiheisten järjestelmien muuttamiseen kaksivaiheisiksi järjestelmiksi.

Sik-zag kolmivaiheinen yhteys

Zig-Zag-muuntajayhteyteen sisältyy kunkin vaihekainan jakaminen kahteen yhtä suureen puoliskoon, kun ensimmäinen puoliaika on yhdellä ytimellä ja toisella puoliskolla toisella ytimellä.Tämä kuvio toistuu jokaiselle vaiheelle, mikä johtaa kahden vaiheen osiin jokaisessa raajassa, yksi käämillä jokaisessa päätepisteessä kytkettynä raajassa.

Kun tasapainoisia jännitteitä käytetään, järjestelmä pysyy passiivisena, kun indusoidut jännitteet peruuttavat toisiaan, asettamalla muuntaja korkeana impedanssina positiivisille ja negatiivisille sekvenssijännitteille.Epätasapainoisten tilojen, kuten maaperän vikojen aikana, käämiä tarjoavat alhaisen impedanssireitin nolla sekvenssivirroille, jakamalla virran tasaisesti kolmeen ja palauttamalla sen vastaaviin vaiheisiin.Impedanssia voidaan säätää suurimman pohjavirtavirran asettamiseksi tai muuntajaa voidaan käyttää maapallon vastuksen kanssa tasaisen arvon ylläpitämiseksi keskijännitejärjestelmässä.

Kuva 16: Zig-Zag-kolmivaiheinen yhteys

Kuivatyyppinen ja nestemäiset muuntajat

Kolmivaiheinen muuntajat jakautuvat kahteen pääluokkaan: kuivatyyppiset muuntajat ja nestemäiset muuntajat.Jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset ominaisuudet niiden jäähdytysmenetelmien ja rakentamisen perusteella.

Kuivatyyppiset muuntajat

Kuva 17: Kuivatyyppinen muuntaja

Kuivatyyppiset muuntajat käyttävät ilmaa jäähdytykseen.Ne on jaettu avoimiin kehysmuuntajiin ja valetuihin kela-muuntajiin.

Avoin kehysmuuntajat: Avoin kehysmuuntajat ovat paljastaneet hartsilla kyllästetyt ytimet ja kelat ja ne on suunniteltu suljettuihin tiloihin.Ne käsittelevät tyypillisesti jännitteitä enintään 1000 V: iin ja virtaan jopa 500 kVA: iin saakka.Niiden suunnittelu mahdollistaa tehokkaan jäähdytyksen, mikä tekee niistä sopivia ympäristöihin, jotka vaativat vähän melua ja minimaalista huoltoa.Niiden paljastunut luonne vaatii kuitenkin kontrolloivan ympäristön välttämään saastumista.

Cast-Resiin-kelamuuntajat: Valettujen varustettujen kela-muuntajien kukin kela on valettava epoksilla, mikä tarjoaa paremman suojan ja luotettavuuden.He pystyvät käsittelemään jännitteitä jopa 36,0 kV ja virran jopa 40 MVA: iin saakka.Epoksin kapselointi tarjoaa erinomaisen eristyksen, mekaanisen lujuuden ja kosteuden ja epäpuhtauksien kestävyyden.Tämä tekee niistä ihanteellisia teollisuus- ja ulkotiloihin.

Nesteen täytetyt muuntajat

Kuva 18: Nestemäinen muuntaja

Nestemäiset muuntajat upotetaan mineraaliöljyyn tyhjiötiivistettyjen metalliastioiden sisällä.Öljy toimii jäähdytys- ja eristävänä väliaineena.Nämä muuntajat sopivat korkeampiin tehon ja jännitesovelluksiin, luottoluokitukset vaihtelevat 6,0 kV: sta 1 500 kV: iin ja tehoa jopa 1000+ MVA: iin.Mineraaliöljy tarjoaa erinomaisen jäähdytystehokkuuden ja eristyksen, mikä tekee niistä ihanteellisia korkean kysynnän teollisuus- ja hyödyllisyyssovelluksiin.

Tyhjiötiivistetyt astiat suojaavat komponentteja ympäristötekijöiltä varmistaen kestävyyden ja luotettavuuden.Nestemäiset muuntajat ovat parempia suurten virranjakauman suhteen, koska niiden kyky käsitellä korkeat kuormat ja ylläpitää vakaata suorituskykyä.Asioiden pitämiseksi sujuvasti ja ylikuumenemisen välttämiseksi lämmön on hävitettävä riittävästi öljyn upotuksen kautta.

Johtopäätös

Kolmivaiheinen muuntajat rakenne, olipa se ydintyyppinen tai kuorityyppi, arvokas magneettisen vuodon hallinnassa ja häviöiden vähentämisessä.Ydintyyppiset muuntajat sopivat korkeajännitetoimintoihin, kun taas Shell-tyyppiset muuntajat tarjoavat paremman aaltomuodon vakauden ja tehokkuuden.Heidän toimintaperiaatteensa, mukaan lukien tasapainoinen magneettisen vuon jakauma ja 120 asteen ytimen sijoittaminen, varmistavat tehokkuuden ja vähentyneen energian menetyksen.Erikoistuneet yhteydet, kuten Scott ja Zig-Zag, parantavat niiden monipuolisuutta tietyille sovelluksille.Kuivatyypin ja nestemäisten muuntajien välillä valinta riippuu jäähdytystarpeista, jännitehoista ja ympäristöolosuhteista.Eri muuntajatyyppien ja kokoonpanojen teknisten yksityiskohtien ja hyötyjen ymmärtäminen antaa insinööreille mahdollisuuden optimoida sähköjärjestelmät vakauden, tehokkuuden ja pitkäikäisyyden saavuttamiseksi.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Mitä tapahtuu, jos 3-vaiheinen moottori menettää vaiheen?

Kun 3-vaiheinen moottori menettää yhden sen vaiheista, tila tunnetaan yksittäiseksi vaiheittain.Moottori yrittää jatkaa toimintaa, mutta sillä on useita haitallisia vaikutuksia.Ensinnäkin moottori tuottaa vähemmän tehoa ja toimii lisääntyneellä tärinällä ja melulla.Se vetää myös enemmän virtaa jäljellä oleviin kahteen vaiheeseen, mikä johtaa ylikuumenemiseen ja moottorin käämien mahdollisiin vaurioihin.Jos moottori jätetään käynnissä näissä olosuhteissa, moottori voi kärsiä vaurioista, ja sen elinikä on vähentynyt.Käytännössä operaattorit huomaavat epätavallisen nöyryyttävän äänen, vähentyneen suorituskyvyn ja mahdollisesti moottorin kotelon lämpötilan nousun.

2. Mitkä ovat kolmivaiheiset muuntajat yleensä kytkettynä?

Kolmivaiheinen muuntajat on kytketty joko delta- (Δ) tai Wye (Y) -konfiguraatioon.Deltayhteys muodostaa suljetun silmukan jokaisella muuntajan käämillä kytkettynä päästä päähän, luomalla kolmion.Wye -yhteys yhdistää jokaisen muuntajan käämin yhteiseen neutraaliin pisteeseen muodostaen 'Y' -muodon.Nämä kokoonpanot vaikuttavat jännitetasoihin, kuormitusten jakautumiseen ja maadoitusmenetelmään sähköjärjestelmässä.

3. Mitkä ovat 3-vaiheisen muuntajan päätteet?

3-vaiheisessa muuntajassa on kuusi päätettä ensisijaisella puolella ja kuusi toissijaisella puolella.Nämä liittimet vastaavat kolmea vaihetta (A, B ja C) ja niiden vastaavat päät (H1, H2, H3 ensisijaisella puolella ja X1, X2, X3 sekundaaripuolelle).Jos muuntaja on konfiguroitu WYE (Y) -yhteydessä, sekä ensisijaisilla että toissijaisilla puolilla voi olla myös neutraali pääte.

4. Kuinka monta johtoa 3-vaiheisella muuntajalla on?

3-vaiheisessa muuntajassa on kolme ensisijaista johtoa ja kolme toissijaista johtoa, jos ne on kytketty Delta-Delta- tai Delta-Wye-kokoonpanoon.Jos se on kytketty Wye-Wye- tai Wye-Delta-kokoonpanoon, joko ensisijaisella puolella, toissijaisella puolella tai molemmilla voi olla ylimääräinen neutraali johdin.Siten sillä voi olla kolme tai neljä johtoa molemmilla puolilla riippuen neutraalien yhteyksien kokoonpanosta ja läsnäolosta.

5. Kuinka monta kaapelia 3-vaiheelle?

3-vaiheinen järjestelmä käyttää kolmea tehokaapelia, jokaisella on yksi vaiheen sähkö.Jos järjestelmä sisältää neutraalin johtimen, siinä on yhteensä neljä kaapelia.Järjestelmille, jotka sisältävät maapallon (maa) -johdon, kaapeleita voi olla kokonaan viisi: kolmivaiheista johtoa, yksi neutraali johdin ja yksi maadoitusjohto.

6. Mitä tapahtuu, jos 3-vaiheisen muuntajan yksi vaihe epäonnistuu?

Jos 3-vaiheisen muuntajan yksi vaihe epäonnistuu, se voi johtaa useisiin ongelmiin.Muuntaja ei pysty toimittamaan tasapainoista kolmivaiheista tehoa, mikä johtaa epätasapainoiseen kuormaan.Tämä tila voi aiheuttaa ylikuumenemisen, lisääntyneen virran jäljellä olevissa vaiheissa ja mahdollisia vaurioita kytkettyihin laitteisiin.Tehonlaatu heikentyy, mikä johtaa kolmivaiheiseen voimaan luottavien laitteiden mahdolliseen toimintahäiriöön tai vikaantumiseen.Operaattorit huomaavat suorituskyvyn, lisääntyneen melun ja sähköjärjestelmän mahdollisen ylikuormituksen.

7. Mikä on yleisin 3-vaiheinen yhteys?

Yleisin 3-vaiheinen yhteys on Delta-Wye (Δ-Y) -yhteys.Tässä kokoonpanossa ensisijainen käämi on kytketty deltajärjestelyyn, ja toissijainen käämi on kytketty WYE -järjestelyyn.Tätä asennusta käytetään laajasti, koska se mahdollistaa jännitteiden muuntamisen ja tarjoaa neutraalin pisteen maadoitukselle, mikä parantaa turvallisuutta ja stabiilisuutta sähköjakelujärjestelmässä.

8. Mainitse 3-vaiheisten muuntajien sovellukset.

Sähköjen jakautuminen: Ne ovat arvokkaita sähkövoiman siirrossa ja jakautumisessa pitkillä etäisyyksillä, mikä vähentää jännitetasoja turvalliselle asuin-, kaupalliselle ja teollisuuskäytölle.

Teollisuuslaitteet: Monet teollisuuskoneet ja moottorivedet vaativat kolmivaiheista tehoa tehokkaan toiminnan saavuttamiseksi, mikä tekee näistä muuntajista hyviä teollisuusympäristöissä.

LVI-järjestelmät: Suuri lämmitys-, tuuletus- ja ilmastointijärjestelmät käyttävät usein kompressoreilleen ja moottoreilleen kolmivaiheista tehoa.

Uusiutuvien energialähteiden järjestelmät: Niitä käytetään uusiutuvien energialähteiden asetuksissa, kuten tuuli- ja aurinkovoimalaitoksissa, muodostettujen tehon tehokkaasti muuttamiseksi ja levittämiseksi.

Sähköverkot: Niillä on rooli sähköasemissa ja sähköverkkoissa, jotka vähentävät korkeita voimansiirtojännitteitä alhaisempiin jakaumatasoihin.