Tvåvindande och trefindande transformatorer
En tvåvindande transformator består av två lindningar, vilket innebär att den har två spänningsnivåer, till exempel 110/10kV. Kraftfördelningen mellan de två lindningarna är vanligtvis 100%/100%. En trehindande transformator har tre lindningar, vilket innebär att den har tre spänningsnivåer, till exempel 110/35/10kV. I detta fall behöver inte kraftfördelningen för de sekundära lindningarna vara 100% för varje. Till exempel kan det vara 100%/100%/50%(med 10kV -lindningen med en maximal kapacitet på 50%av transformatorns totala kapacitet), eller 100%/100%/100%. Förutom denna skillnad är de två typerna av transformatorer i allmänhet desamma.
1. Struktur och applikationer
En trehindande transformator har tre lindningar per fas. När en lindning är ansluten till en nätströmförsörjning inducerar de andra två lindningarna olika spänningar. Denna typ av transformator används när en last kräver två olika spänningsnivåer.
Kraftverk och transformatorstationer behöver ofta arbeta med tre olika spänningsnivåer, så tre-vindande transformatorer används ofta i kraftsystem. Varje fass höga, medelstora och låga spänningslindningar är monterade på samma kärnpelare. För att säkerställa korrekt isolering placeras vanligtvis högspänningslindningen i det yttersta skiktet, medan medium och lågspänningslindningar placeras i de inre skikten.
Den nominella kapaciteten avser kapaciteten hos den största lindningen. Kapacitetsprocenten finns vanligtvis i följande former: 100/100/50, 100/50/100 eller 100/100/100.
2. Egenskaper
De tre förhållandena för en trehindande transformator är följande:
k12 = N1/N2 ≈ U1/U2
k13 = N1/N3 ≈ U1/U3
k23 = N2/N3 ≈ U2/U3
När transformatorn är under last, ignorerar no-load-ström (i 0) är magnetbalansekvationen:
I1N1 + I2N2 + I3N3 = 0
I1 + I2/k12 + I3/k13 = 0
I1 + I2' + I3' = 0
I den förenklade motsvarande kretsen:
Z 1=r 1 + jx1är den primära sidan impedans.
Z2 '= r2' + jx2 'är den sekundära sidanimpedansen, hänvisad till den primära sidan.
Z3 '= r3' + jx3 'är den tredje sidan impedansen, hänvisad till den primära sidan.
Dessa sex parametrar kan bestämmas genom kortslutningstester:
ZK 12=rk 12 + jxk 12=(r 1 + r2 ') + j (x 1 + x2')
ZK 13=rk 13 + jxk 13=(r 1 + r3 ') + j (x 1 + x3')
ZK23 '= rk23' + jxk23 '= (r2' + r3 ') + j (x2' + x3 ')
Värdena förR1, X1, R2', X2', R3', X3'kan beräknas som:
R 1=1/2 (rk 12 + rk 13 - rk23 ')
X 1=1/2 (xk 12 + xk 13 - xk23 ')
R2 '= 1/2 (rk 12 + rk23' - rk13)
X2 '= 1/2 (xk 12 + xk23' - xk13)
R3 '= 1/2 (rk 13 + rk23' - rk12)
X3 '= 1/2 (xk 13 + xk23' - xk12)
När dessa parametrar är kända kan transformatorns egenskaper beräknas baserat på motsvarande krets.
Både enfas- och trefas-system kan göras till tvåslindande eller trefindande transformatorer. Trefastransformatorer används emellertid oftare i kraftsystem. Båda typerna av transformatorer har breda tillämpningar.
3. Autotransformer
Det du nämnde som en "enkelvindande smart transformator" hänvisar troligen till en autotransformer. I en autotransformer är de primära och sekundära lindningarna inte bara magnetiskt kopplade utan också elektriskt anslutna. Detta innebär att lågspänningslindningen faktiskt är en del av högspänningslindningen, vilket gör att det verkar som om autotransformeren har en enda enhetlig lindning. Termen "autotransformer" innebär att den gemensamma delen och seriens del av denna enda lindning är magnetiskt kopplade för att överföra elektrisk energi.
Vid faktisk design och tillverkning tillverkas vanligtvis små kapacitetsspänningsregulatorer med en enda spole. För större kapacitet, även hos autotransformer, görs inte lindningarna som en enda lindning. Även om det i teorin är en lindning, i praktiken görs de fortfarande till två separata lindningar. Detta säkerställer bättre balans mellan varv och minskar risken för skador om transformatorn upplever en kortslutning under drift.