Трансформатор трифазний і його три основних типи

Трансформатор – найпростіший прилад для перетворення напруги або струму. Він настільки поширений в промисловій та побутовій техніці, що, здавалося б, пояснювати, як він влаштований і працює, ні до чого, все і так знають. Однак і настільки простий пристрій у багатьох випадках викликає питання. Наприклад, чим трансформатор трифазний відрізняється від однофазного? Навіщо він потрібен? Яким він взагалі може бути?

Види трансформаторів

Ці пристрої бувають різними, від величезних на підстанціях до буквально мікроскопічних в складних електронних приладах і радіотехніці. Розрізняються вони по частоті напруги живлення, коефіцієнту трансформації і загальним призначенням. Найбільші служать для передачі електроенергії на великі відстані. З їх допомогою напруга спочатку підвищується (на вході лінії), а потім знижується (в пункті підключення споживчих мереж). Загалом, основних типів всього три: - силові; - вимірювальні; - спеціальні. Трансформатор трифазний може відноситися до будь-якого з цих типів, якщо він призначений для роботи в трифазній мережі, винайденої великим російським електротехніком Доліво-Добровольським, що довели її доцільність. Його відмінність від однофазного побратима полягає в тому, що він являє собою його потрійне повторення. Він має як мінімум три вхідні і три вихідні обмотки. Конструктивно кожна пара може бути змонтована на власному магнітопроводі або мати загальний, це принципового значення не має. Кожна обмотка трифазного трансформатора розраховується на певний струм навантаження, в залежності від нього вибирається переріз проводу і розміри магнітопровода, виготовленого з феромагнітного матеріалу. Всі три види заслуговують окремого, нехай і не дуже докладного розгляду.

Силові

Найпоширеніший тип служить для підвищення або пониження напруги. Всередині кожної підстанції - районної, домовик, міської, сільської чи селищної, знаходиться трансформатор трифазний, забезпечує електроживленням якусь частину населення, що живе іноді на кількох вулицях, або підприємство. Складається він з шести обмоток, трьох первинних (з великою кількістю витків) і трьох вторинних (з меншим). На первинні обмотки подається висока напруга, що вимірюється в киловольтах, а з вторинних знімається споживче (промислове 380 В, зване також лінійним або межфазним, або фазне 220 В між нейтраллю і фазою). Підключення трифазного трансформатора може здійснюватися двома способами ("трикутником" або "зіркою").




Встановлюються підстанції з економічних міркувань, для зниження втрат при транспортуванні енергії. Справа в тому, що чим менше струм, тим менше нагрівання проводів ліній електропередач, причому квадратична залежність. Збільшивши напругу в п'ять разів, наприклад при однаковій переданої потужності, можна зменшити струм в таку ж кількість разів, а втрати при цьому знизяться в 25 разів.

Вимірювальні

Вимірювання параметрів електричного ланцюга – найважливіше завдання енергетики. Якщо необхідно визначати струми відносно невеликих величин, то особливих складностей немає, винайдено багато прості і надійні прилади - як магнитоэлектрические, так і цифрові. Інша справа, якщо струм досягає десятків ампер, або навіть сотень. Тут вже потрібно трифазний трансформатор струму, на вторинних обмотках якого можна отримати кратно зменшені величини, вимірювані звичайними стандартними амперметрами. Теоретично, звичайно, можна виготовити прилад, який витримує величезний струм і володіє надмалим опором, але в цьому випадку рамка і весь механізм будуть циклопічних розмірів. Та й вартість такого амперметра виявиться порівнянною з ціною всього іншого обладнання підстанції, разом взятого.

Спеціальні

По своєму принциповому пристрою вони нічим не відрізняються від силових, більш того, за призначенням теж, вони потрібні для забезпечення електроживлення. Інша справа, що характер навантаження у них специфічний. Зазвичай необхідна потужність дуже велика і до того ж нерівномірно розподілена у часі. Наприклад, зварювальний трансформатор трифазний призначений для тривалої роботи в режимі майже короткого замикання, при дуже низькому опорі, підключених до вихідних обмотках. При цьому навантаження носить імпульсний і несиметричний характер. Приблизно в такому ж, мало прийнятному для звичайного трансформатора режимі, працює пристрій, виготовлений для живлення низькоомних і дуже потужних електропечей або індукторів гарту струмами високої частоти.