Transformadors de dos sales i tres sales
Un transformador de dos vents consta de dos enrotllaments, el que significa que té dos nivells de tensió, com ara 110/10kV. La distribució d’energia entre els dos enrotllaments és normalment al 100%/100%. Un transformador de tres ventiladors té tres enrotllaments, és a dir, té tres nivells de tensió, com ara 110/35/10kV. En aquest cas, la distribució d’energia dels bobnats secundaris no necessàriament ha de ser al 100% per a cadascun. Per exemple, podria ser del 100%/100%/50%(amb el bobinatge de 10kV amb una capacitat màxima del 50%de la capacitat total del transformador), o 100%/100%/100%. A part d'aquesta diferència, els dos tipus de transformadors són generalment els mateixos.
1. Estructura i aplicacions
Un transformador de tres sales té tres enrotllaments per fase. Quan un bobinatge està connectat a una font d'alimentació de CA, els altres dos enrotllaments indueixen tensions diferents. Aquest tipus de transformador s'utilitza quan una càrrega requereix dos nivells de tensió diferents.
Les centrals i les subestacions elèctriques sovint han de funcionar amb tres nivells de tensió diferents, de manera que els transformadors de tres ventiladors s’utilitzen àmpliament en els sistemes d’energia. Els enrotllaments d’alta, mitjana i baixa de la fase de cada fase es munten al mateix pilar. Per garantir un aïllament adequat, el bobinatge d’alta tensió es col·loca normalment a la capa més externa, mentre que els enrotllaments de mitjana i baixa tensió es col·loquen a les capes interiors.
La capacitat nominal fa referència a la capacitat del bobinatge més gran. Els percentatges de capacitat són habitualment en els formularis següents: 100/100/50, 100/50/100 o 100/100/100.
2. Característiques
Les tres relacions d’un transformador de tres sales són les següents:
k12 = N1/N2 ≈ U1/U2
k13 = N1/N3 ≈ U1/U3
k23 = N2/N3 ≈ U2/U3
Quan el transformador està sota càrrega, ignorant el corrent de càrrega (i 0), l'equació de l'equilibri magnètic és:
I1N1 + I2N2 + I3N3 = 0
I1 + I2/k12 + I3/k13 = 0
I1 + I2' + I3' = 0
Al circuit equivalent simplificat:
Z 1=r 1 + jx1és la impedància lateral principal.
Z2 '= r2' + jx2 'és la impedància lateral secundària, referida al costat primari.
Z3 '= r3' + jx3 'és la tercera impedància del costat, referida al costat primari.
Aquests sis paràmetres es poden determinar mitjançant proves de curtcircuit:
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 ')
Els valors deR1, X1, R2', X2', R3', X3'es pot calcular com:
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)
Un cop coneguts aquests paràmetres, es poden calcular les característiques del transformador en funció del circuit equivalent.
Tant els sistemes monofàsics com en trifàsic es poden convertir en transformadors de dos vents o tres. Tot i això, els transformadors trifàsics s’utilitzen amb més freqüència en els sistemes d’energia. Els dos tipus de transformadors tenen aplicacions àmplies.
3. Autotransformer
El que heu esmentat com a "transformador intel·ligent únic" es refereix a un autotransformador. En un autotransformador, els enrotllaments primaris i secundaris no només estan acoblats magnèticament, sinó que també es connecten elèctricament. Això significa que el bobinatge de baixa tensió és en realitat una part del bobinat d’alta tensió, fent que sembli que l’autotransformador té un únic enrotllament unificat. El terme "autotransformer" implica que la porció comuna i la part de la sèrie d'aquest bobinatge únic s'acoblen magnèticament per transmetre energia elèctrica.
En el disseny i la fabricació reals, els reguladors de tensió de petita capacitat es fabriquen normalment amb una sola bobina. Per a capacitats més grans, fins i tot en autotransformadors, els enrotllaments no es fan com a bobinatge únic. Tot i que, en teoria, és un sinuós, a la pràctica, encara es converteixen en dos enrotllaments separats. Això garanteix un millor equilibri de girs i redueix el risc de danys si el transformador experimenta un curtcircuit durant el funcionament.