Transformatorul trifazat

Transformatorul trifazat

Scop

Din moment ce sistemele trifazate sunt folosite atat de des in sistemele de distributie a energiei electrice, este necesara folosirea transformatoarelor trifazate pentru ridicarea sau coborarea tensiunilor. Este adevarat ca se pot folosi individual transformatoare monofazate, cate unul pe fiecare faza si in diverse combinatii, pentru realizarea acestei sarcini. Dar, transformatoarele trifazate sunt construite special pentru acest scop, folosind mult mai putin material, volum si greutate decat utilizarea modulara a transformatoarelor monofazate.

Structura unui transformator trifazat

Un transformator trifazat este compus din trei seturi de infasurari primare si secundare, infasurate pe acelasi miez feromagnetic si avand fiecare propria sa latura.

Configuratia infasurarilor

Aceste infasurari primare si secundare pot fi conectate intre ele in configuratii stea sau configuratii triunghi, astfel:

Primar - Secundar
Y - Y
Y -
- Y
-

Motivul alegerii configuratiei Δ sau Y pentru conexiunile infasurarilor transformatorului sunt aceleasi ca si in cazul aplicatiilor trifazate: conexiunile Y ofera posibilitatea tensiunilor multiple, iar conexiunile Δ ofera un nivel mai ridicat de fiabilitate.

Cel mai important aspect al conectarii celor trei seturi de infasurari o reprezinta secventa fazelor infasurarilor (punctele sunt folosite pentru desemnarea "polaritatii" infasurarilor).

Putem revedea relatiile dintre fazele infasurarilor Y si Δ: centrul infasurarii trebuie sa fie ori "-" ori "+", pentru toatele cele trei infasurari, iar polaritatile infasurarii Δ trebuie sa complementare, "+" si "-":

Secventa fazelor

Realizarea corecta a secventei fazelor, atunci cand infasurarile nu sunt prezentate sub forma configuratiilor stea sau triunghi, poate sa fie destul de dificila. Sa ilustram acest lucru, pornind din figura alaturata. Fiecare transformator monofazat reprezinta o infasurare primara plus cea secundara, intreg ansamblul fiind echivalent din punct de vedere functional unui transformator trifazat. Cele trei transformatoare monofazate sunt vor fi conectate impreuna pentru transformarea puterii dintr-un sistem trifazat in altul.

Configuratia Y-Y (stea-stea)

Sa consideram conexiunea Y-Y.

In cazul de fata, toate infasurarile marcate cu punct sunt conectate la fazele lor respective, A, B, C, iar infasurarile fara punct sunt conectate impreuna (la firul neutru, N) pentru a forma centrul fiecarei configuratii stea. Daca realizam ambele infasurari in configuratie Y, putem folosi conductori de nul (N₁ si N₂) in fiecare sistem trifazat.

Configuratia Y-Δ (stea-triunghi)

In acest caz, infasurarile secundare sunt conectate in lant, infasurarea punctata fiind conectata la urmatoarea infasurare ne-punctata, formand o bucla Δ.

Configuratia Δ-Y (triunghi-stea)

O asemenea configuratie permite folosirea tensiunilor multiple, linie-linie, sau linie-neutru, in sistemul de putere secundar, folosind un sistem primar fara neutru.

Configuratia Δ-Δ (triunghi-triunghi)

Atunci cand nu avem nevoie de un conductor neutru in sistemul secundar, cele mai folosite configuratii sunt cele triunghi-triunghi, datorita fiabilitatii lor crescute.

Configuratia V (triunghi deschisa)

Considerand faptul ca o configuratie triunghi poate functiona suficient de bine folosind doar doua infasurari, unele scheme de transformare trifazate utilizeaza doar doua transformatoare, reprezentand o configuratie triunghi-triunghi, dar fara una dintre infasurarile primare si secundare.

Aceasta configuratie mai este cunoscuta si sub numele de "V" sau "triunghi deschisa". Fiecare dintre cele doua transformatoare va trebui sa fie insa supradimensionat, pentru a putea face fata aceleiasi puteri precum o configuratie standard cu trei transformatoare in configuratie triunghi, dar de multe ori, avantajele de cost, marime si greutate, fac ca aceasta configuratie sa merite realizata. Totusi, in caz de avarie, sistemul nu poate functiona la fel ca un sistem triunghi-triunghi in aceeasi situatie. Daca unul din cele doua transformatoare se defecteaza, tensiunile si curentii de sarcina vor avea cu siguranta de suferit.