Особенности работы, конструкции и эксплуатации трехфазных трансформаторов

Трехфазные трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии трехфазного переменного тока.

На каждом стержне трехфазного трансформатора (рисунок 8) располагаются первичная и вторичная обмотки одной из фаз. Любая фаза такого трансформатора при симметричном первичном напряжении и равномерной нагрузке работает как однофазный трансформатор. Следовательно, принцип действия однофазного трансформатора справедлив и для каждой фазы трехфазного трансформатора.

Особенностью в трехфазном трансформаторе является то, что ток холостого хода фазы, расположенной только на среднем стержне, меньше, чем токи холостого хода фаз, расположенных на крайних стержнях. Это объясняется тем, что магнитные сопротивления крайних стержней, равны между собой, но больше магнитного сопротивления среднего стержня.

Рисунок 8 – Соединение обмоток трехфазного трансформатора:

а - в звезду, б - в треугольник, в - в зигзаг

За ток холостого хода в таком трансформаторе принимают среднее арифметическое значении токов всех трех фаз. Так как ток холостого хода составляет малую величину от , то при нагрузке эта ассиметрия практически незаметна.

Начало фаз первичных обмоток (рисунок 8) принято обозначать буквами A, B, C, а концы – X, Y, Z.

Начало и концы фаз вторичных обмоток обозначают буквами a,b, c и x, y, z соответственно.

Обмотки фаз (рисунок 8) могут быть соединены по схеме звезда (а), треугольник (б) или зигзаг (в).

В зависимости от направления намотки обмотки и порядка соединения обмоток фаз между собой принято различать 12 групп соединений обмоток, но для уменьшения разнообразия в эксплуатации предусматривается только две группы соединений: Здесь индекс Н обозначает, что выведен нулевой провод.

Для определения номера группы используют циферблат часов. Суть в том, что возможный угол разности фаз соответствующих вторичных и первичных линейных напряжений кратен , значит , т.е. число групп равно числу часов. Если вектор первичной ЭДС направить на цифру 12 (0 часов) циферблата, то номер группы определяется часом, на который указывает вектор соответствующий вторичной линейной ЭДС.

На рисунке 9 изображена схема соединения обмоток .

Рисунок 9 – Схема и группа соединения

В этом случае векторы фазных ЭДС первичных и вторичных обмоток соответствующих фаз направлены согласно. Векторы соответствующих линейных ЭДС, например AB и ab, также направлены согласно. Угол рассогласования между ними равен нулю, поэтому номер группы – 0.

На рисунке 10 изображена схема соединения обмоток

Рисунок 10 – Схема и группа соединения

Здесь при совпадении соответствующих фазных ЭДС первичной и вторичной обмоток одноименные линейные ЭДС будут иметь разные фазы. Если вектор AB первичной линейной ЭДС направить на цифру 12 часов циферблата, то вектор ab вторичной линейной ЭДС совпадает с направлением на 11 часов. Поэтому номер группы 11.

Основные виды и признаки неисправностей трехфазных трансформаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Вид неисправности	Признаки неисправности
Обрыв проводов одной из фаз первичной обмотки	Различные вторичные напряжения фаз и отсутствует ток в этой фазе
Обрыв проводов одной из фаз вторичной обмотки	Отсутствует в этой фазе при наличии .
Увеличение воздушного зазора в магнитопроводе	Увеличен ток при и
Межвитковое замыкание части витков первичной обмотки	Повышены значения и при
Межвитковое замыкание части витков вторичной обмотки	Повышено значение и понижено при

В случае увеличения воздушного зазора в магнитопроводе следует увеличить натяжение ленты, при остальных неисправностях – трансформатор необходимо отправить в ремонтные органы.