Трехобмоточный трансформатор, его расчет и схема

Если необходимо получить несколько напряжений, то вместо требующихся для этого нескольких отдельных двухобмоточных трансформаторов с различными коэффициентами трансформации может быть использован один многообмоточный трансформатор. Это позволяет упростить и удешевить трансформаторную подстанцию. Процессы, происходящие в двухобмоточных трансформаторах, можно обобщить и вывести общие уравнения, описывающие процессы, происходящие в многообмоточном трансформаторе.

Трехобмоточный трансформатор

Рассмотрим трехобмоточные трансформаторы, имеющие широкое распространение. В трехобмоточном трансформаторе имеются три электрически не связанные друг с другом обмотки, из которых одна является первичной, а две другие — вторичными.

Схема трехобмоточного трансформатора

схема трехобмоточного трансформатора

Первичная обмотка трансформатора является намагничивающей и создает в магнитопроводе магнитный поток, который пронизывает две вторичные обмотки и наводит в них ЭДС Е₂ и Е₃.

Расчет трехобмоточного трансформатора

Пренебрегая током холостого хода, можно записать уравнение токов трехобмоточного трансформатора:

I₁ = — (I₂^‘ + I₃^‘),

то есть первичный ток равен геометрической сумме приведенных вторичных токов.

В данном случае мы получим два коэффициента трансформации k12 и k13 между первой и второй и между первой и. третьей обмотками трансформатора. По общему правилу:

k₁₂=E₁/E₂=w₁/w₂

k₁₃=E₁/E₃=w₁/w₃

По известным двум коэффициентам трансформации можно определить, третий k23 между второй и третьей обмотками:

k₂₃=E₂/E₃=w₂/w₃=k₁₃/k₁₂

Номинальной мощностью трехобмоточного трансформатора называется мощность его наиболее мощной обмотки, которой всегда является обмотка ВН. Изготовление трехобмоточного трансформатора в случае, когда мощность одной из его вторичных обмоток невелика, неэкономично. Поэтому мощности обмоток ВН, СН, НН трехобмоточного трансформатора в процентах от его номинальной мощности обычно составляют:

100/100/100;
100/100/66,7;
100/66,7/100;
100/66,7/66,7.

Трехобмоточные трансформаторы обычно строят на большие мощности: 5600—31500 кВт (трехфазные) и 5000—40 000 кВт (однофазные) при напряжении обмоток ВН 110 — 121 кВ; СН 34,5 — 38,5 кВ и НН 3,15 — 15,75 кВ.

В некоторых случаях применяют трехобмоточные трансформаторы с двумя первичными и одной вторичной обмоткой. Такие трансформаторы используют на крупных электрических станциях, когда возникает необходимость в работе двух или трех генераторов на общую линию электропередачи через один мощный повышающий трансформатор. Иногда трансформаторы имеют две первичные обмотки с различными номинальными напряжениями.