Трёхфазные трансформаторы. 
Основы электротехники, микроэлектроники и управления

Создание трёхфазных трансформаторов относится к периоду 1889−1891 гг. Первые промышленные образцы трансформаторов созданы выдающимся русским электротехником М.О. Доливо-Добровольским.

Трёхфазный трансформатор состоит из трёх однофазных, магнитопроводы которых объединены в один общий трёхстержневой (рис. 5.1,д). Действительно, если три однофазных двухобмоточных трансформатора расположить, как изображено на рис. 5.7,а, их первичные обмотки соединить звездой (рис. 5.7,6) и подключить к трёхфазной сети, возникнут токи холостого хода. Токи будут иметь одинаковое значение, но будут сдвинуты относительно друг друга на 120° (рис. 5.1,в). Магнитные потоки, создаваемые токами, также будут сдвинуты на 120°. Сумма магнитных потоков, так же как и токов, будет равна нулю. Если объединить три стержня АВС однофазных трансформаторов в один, то в этом стержне магнитного потока не будет и надобность в нем отпадет. В результате образуется трёхфазный трансформатор (рис. 5.7,г). Однако изготовление такого трансформатора технически и тех;

Рис. 5.7. К пояснению образования трёхфазного трансформатора нологически затруднено. Гораздо удобнее расположить стержни магнитопровода в одной плоскости, как изображено на рис. 5.7,д. В этом случае по существу ничего не изменится. Однако при этом немного уменьшится длина магнитопровода для среднего стержня В. Это несколько нарушит симметрию магнитопровода трансформатора и приведёт к тому, что намагничивающий ток (ток холостого хода) обмотки среднего стержня В будет несколько меньше, чем ток обмоток стержней А и С. Однако такая асимметрия не имеет практического значения.

Таким образом, современный трёхфазный двухобмоточный трансформатор (рис. 5.7,д) имеет один трёхстержневой магнитопровод с двумя обмотками на каждом из стержней. Каждая фаза трёхстержневого трансформатора представляет собой по существу однофазный трансформатор. Поэтому анализ работы и расчёт трёхфазных трансформаторов при равномерной нагрузке каждой фазы аналогичны однофазным и схема замещения изображается для одной фазы.

Начала и концы первичных обмоток обознаются большими буквами — соответственно АХ, В У, С2, вторичных обмоток.

— малыми буквами ах, Ьу, сг. Фазы вторичных и первичных обмоток могут быть соединены звездой или треугольником.

Номинальными параметрами трансформатора являются номинальные значения мощности 5″, напряжений и_ь, 11_2н, токов — /,", 1_2н, частоты /_н и, определяемые опытным путем, параметры трансформатора в режимах холостого хода и короткого замыкания. Используя эти параметры можно определить все эксплуатационные характеристики трансформатора: диапазон колебания напряжения на приёмнике при изменениях тока в нём; наибольший возможный ток при коротком замыкании; потери энергии в трансформаторе; распределение мощностей между параллельно работающими трансформаторами и др.

Параметрами трансформатора в режиме холостого хода (сокращённо — параметрами XX) являются относительное значение тока 1_и в процентах от /_1я и мощность потерь в магнитопроводе Р_х, измеренные при и_и. Параметрами трансформатора в режиме короткого замыкания (сокращённо.

— параметрами КЗ) является напряжение и" в процентах от.

•'|"> ^2″ '.

Для преобразования электрической энергии высокого напряжения 35, ПО, 220 кВ на территории промышленных предприятий или рядом с ними устанавливаются трансформаторы, понижающие напряжение до 10 (6) кВ. Электрические сети предприятия распределяют электроэнергию по цехам предприятия с этим напряжением.

В цехах предприятия, в свою очередь, с помощью цеховых трансформаторов напряжение понижается до 220, 380, 500, 660 В, при котором работают большинство потребителей.

С целью сокращения длины проводов низковольтных сетей, (а они имеют значительное сечение), и бесперебойного снабжения электроэнергией приемников целесообразно устанавливать не один трансформатор на один цех или промышленное предприятие, а несколько и включать их параллельно. При аварийном выходе из строя или профилактическом ремонте одного из них остальные обеспечат приёмники электроэнергией. С той же целью бесперебойного снабжения промышленных предприятий на электрических станциях устанавливаются несколько трансформаторов, включенных параллельно.