三相變壓器原理總結(jié)

本文講授三相變壓器的基本原理和配置，包括它們由三個(gè)初級(jí)繞組和三個(gè)次級(jí)繞組構(gòu)成。它還強(qiáng)調(diào)了匹配額定電壓以正確集成到三相系統(tǒng)中的必要性。

三相變壓器由三個(gè)初級(jí)繞組和三個(gè)次級(jí)繞組組成，可以改變?nèi)嚯妷?，類似于單相變壓器的單相電壓?/p>

本文研究了三角形和星形配置中變壓器連接的復(fù)雜性，并解釋了匝數(shù)比和電壓比之間的關(guān)系。它強(qiáng)調(diào)了匹配額定電壓在三相系統(tǒng)內(nèi)建立適當(dāng)?shù)?a href="http://ttokpm.com/outside?redirect=https://eepower.com/technical-articles/power-transformer-basics-transformer-construction-types-and-winding-connections/" target="_blank">變壓器連接中的關(guān)鍵作用。此外，本文還談到了功率計(jì)算，強(qiáng)調(diào)了功率輸入必須等于變壓器功率輸出的基本原理。

三相變壓器

三相變壓器改變?nèi)嚯妷旱闹?，就像單相變壓器改變單相電壓的值一樣。正如三相交流發(fā)電機(jī)需要三個(gè)線圈來(lái)產(chǎn)生三相電力一樣，三相變壓器只有三個(gè)初級(jí)繞組和三個(gè)次級(jí)繞組。該符號(hào)如圖 1 和圖 2 所示。

* 圖 1. 單線圖的三相變壓器符號(hào)。圖片由Ahmed Sheikh提供*

* 圖2. 三相變壓器的符號(hào)。圖片由Ahmed Sheikh提供*

公用事業(yè)公司通常使用三臺(tái)單相變壓器來(lái)創(chuàng)建一個(gè)三相變壓器組。據(jù)說(shuō)單相變壓器被列起來(lái)形成一個(gè)三相變壓器組。其他類型的三相變壓器是作為一個(gè)單元制造的，在單個(gè)外殼中有三個(gè)初級(jí)繞組和三個(gè)次級(jí)繞組，纏繞在一個(gè)公共鐵芯上。我們將首先研究三個(gè)單相變壓器如何連接形成一個(gè)三相變壓器組。所有規(guī)則也將適用于三相變壓器的三個(gè)初級(jí)和次級(jí)繞組，該繞組是作為一個(gè)單元制造的。

每個(gè)變壓器的初級(jí)繞組充當(dāng)由三相線電壓提供的三相負(fù)載的一相。每個(gè)變壓器次級(jí)繞組是三相電源電壓的一相，該電壓為三相負(fù)載提供三相電源，通常與初級(jí)線路電壓不同。三個(gè)單相變壓器繞組可以以三角形或星形連接，與交流發(fā)電機(jī)或任何三相負(fù)載的相線圈相同。

然而，變壓器有兩個(gè)繞組（H 和 X），并且每個(gè)繞組可能以星形或三角形連接，如圖 3 所示，這增加了復(fù)雜性。因此，變壓器匝數(shù)比等于變壓器電壓比的規(guī)則不適用于三相變壓器。下圖演示了這一事實(shí)。

* 一個(gè)。 三角形連接的 H 線圈和 X 線圈，匝數(shù)比為 2：1*

* 灣。 三角形連接的 H 線圈和星形連接的 X 線圈，匝數(shù)比為 2 比 1*

* 圖 3（A 和 B）。 三個(gè)單相變壓器連接說(shuō)明，匝數(shù)比并不總是等于三相變壓器的電壓比。圖片由Ahmed Sheikh提供*

繞組匝數(shù)比和線電壓比

假設(shè)我們有三個(gè)單相變壓器，每個(gè)變壓器的匝數(shù)比為 2 比 1，我們對(duì)一個(gè)變壓器的 H 繞組施加 100 V 的單相電壓。在這種情況下，該變壓器的 X 繞組中感應(yīng)的電壓將為 50 V。 如圖 3A 所示，以三角形配置連接三個(gè)變壓器 H 繞組意味著將每個(gè)繞組的起點(diǎn)連接到另一個(gè)繞組的末端（一個(gè)變壓器的 H1 連接到另一個(gè)變壓器的 H2）。當(dāng)連接到 100 V 的三相線電壓時(shí)，每個(gè)變壓器 H 繞組上的電壓與三相線電壓相同，因此，每個(gè) X 繞組上的電壓將為 50 V，因?yàn)樵褦?shù)比為 2 比 1。三個(gè) X 繞組可以采用三角形或星形配置連接;在任一配置中，相電壓均為 50 V。如圖3A所示，如果X繞組以三角形（X1至X2）連接，則感應(yīng)電壓將導(dǎo)致50 V的三相線電壓，因?yàn)樵谌切芜B接中，線圈相電壓與三相線電壓相同。在這種情況下，匝數(shù)比（2：1）與初級(jí)與次級(jí)線路電壓的電壓比（100 V至50 V）相同。

如圖3B所示，將X繞組與所有X2端子連接在一起，在任意兩個(gè)X1端子之間產(chǎn)生86.5 V （50 V x 1.73 = 86.5 V）;這是星形系統(tǒng)的線電壓。相繞組的匝數(shù)比（2 比 1）與初級(jí)與次級(jí)線路電壓的匝數(shù)比不同，后者為 100 V 至 86.5 V，或 1.15 比 1。

單相變壓器電壓和三相線電壓

正如施加在單相變壓器上的電壓不能超過(guò)繞組的額定值一樣，三相系統(tǒng)的相電壓也不能超過(guò)用于制造三相變壓器的單相變壓器的額定電壓。如果變壓器以星形配置連接，則 480V 三相系統(tǒng)可以連接到三個(gè)額定電壓為 277V 的單相變壓器。

然而，相同的三臺(tái)單相變壓器不能連接到以三角形配置連接的 480 V 三相系統(tǒng)，因?yàn)槿切蜗到y(tǒng)的相電壓與 480 V 的線路電壓相同。該電壓超過(guò)了單相變壓器的 277V 額定電壓。

一般規(guī)則是，如果要將單相變壓器連接到三角形系統(tǒng)中，則單相變壓器的額定電壓必須與三相線電壓相同。如果單相變壓器的額定電壓小于三相線電壓，則必須以星形配置連接。

三相變壓器電源

雖然變壓器繞組連接可能會(huì)改變變壓器匝數(shù)比的規(guī)則，但無(wú)論使用哪種類型的三相變壓器連接，進(jìn)入變壓器的功率必須等于變壓器輸出的功率的基本規(guī)則仍然成立。

如果初級(jí)線路電壓為 480 V，負(fù)載消耗 25 安培，則三相電源為：

1.73 ×480V**× 25 * ，A1000*= 20.7 ** ，kVA1.73×480×25，一個(gè)1000=20.7一個(gè)

如果次級(jí)線路電壓為 208 V，則次級(jí)線路放大器必須等于：

20.7 * ，kVA1.73*× 208 ** ， V = 57.6 **，A20.7，一個(gè)1.73×208，=57.6，一個(gè)

請(qǐng)記住，三相變壓器的額定功率是用于創(chuàng)建它的三個(gè)單相變壓器額定功率的總和。

三相變壓器原理總結(jié)

對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)、繞組配置、匝數(shù)比和額定電壓的透徹了解對(duì)于三相系統(tǒng)的高效配電和有效管理至關(guān)重要。了解如何正確連接三角形或星形配置的變壓器，確保電網(wǎng)的安全和最佳運(yùn)行。此外，準(zhǔn)確計(jì)算功率并遵守變壓器功率等效的基本原則對(duì)于保持可靠和平衡的電力供應(yīng)至關(guān)重要。最終，這種深入的理解使工程師能夠設(shè)計(jì)、實(shí)施和維護(hù)強(qiáng)大的電氣系統(tǒng)，為現(xiàn)代電網(wǎng)和工業(yè)的無(wú)縫運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。