了解三 相变压器的基本原理和配置

　　三相变压器

　　三相变压器会改变三相电压的值，就像单相变压器改变单相电压的值一样。正如三相交流发电机需要三个线圈来产生三相电力一样，三相变压器只有三个初级绕组和三个次级绕组。该符号如图 1 和图 2 所示。

　　图 1.单线图的三相变压器符号。图片由 Ahmed Sheikh 提供

　　图 2.三相变压器的符号。图片由 Ahmed Sheikh 提供
　　公用事业公司通常使用三个单相变压器来创建一个三相变压器组。据说单相变压器被组成三相变压器组。其他类型的三相变压器是作为一个单元制造的，在单个外壳中具有三个初级绕组和三个次级绕组，缠绕在一个公共铁芯上。我们将首先研究三个单相变压器如何连接形成一个三相变压器组。所有规则也适用于三相变压器的三个初级和次级绕组，该变压器是作为一个单元制造的。
　　每个变压器的初级绕组充当由三相线路电压提供的三相负载的一相。每个变压器次级绕组是三相电源电压的一相，为三相负载提供三相电源，通常与初级线路电压的电压不同。三个单相变压器绕组可以三角形或星形连接，与交流发电机或任何三相负载的相线圈连接方式相同。
　　然而，变压器有两个绕组（H 和 X）并且每个绕组都可以独立于另一个绕组以 Y 形或 delta 连接，这增加了复杂性，如图 3 所示。因此，变压器匝数比等于变压器电压比的规则不适用于三相变压器。下图演示了这一事实。

　　一个。三角形连接的 H 线圈和匝数比为 2：1 的 X 线圈

　　湾。三角形连接的 H 线圈和 Y 形连接的 X 线圈，匝数比为 2：1

　　图 3（A 和 B）。三个单相变压器连接表明，对于三相变压器，匝数比并不总是等于电压比。图片由 Ahmed Sheikh 提供
　　绕组匝数比和线电压比
　　假设我们有三个单相变压器，每个变压器的匝数比为 2：1，我们将 100 V 的单相电压施加到一个变压器的 H 绕组。在这种情况下，该变压器的 X 绕组中的感应电压将为 50 V。如图 3A 所示，以三角形配置连接三个变压器 H 绕组意味着将每个绕组的起点连接到另一个绕组的末端（一个变压器的 H1 到另一个变压器的 H2）。当连接到 100 V 的三相线电压时，每个变压器 H 绕组两端的电压与三相线电压相同，因此，每个 X 绕组两端的电压将为 50 V，因为匝数比为 2 比 1。三个 X 绕组可以以 delta 或 wye 配置连接;在任一配置中，相电压均为 50 V。如果 X 绕组以 delta（X1 到 X2）连接，如图 3A 所示，感应电压将导致三相线电压为 50 V，因为在 delta 连接中，线圈相电压与三相线电压相同。在这种情况下，匝数比 （2 比 1） 与初级与次级线路电压的电压比 （100 V 至 50 V） 相同。
　　如图 3B 所示，将 Y 形配置的 X 绕组与所有 X2 端子连接在一起，可在任意两个 X1 端子之间产生 86.5 V （50 V x 1.73 = 86.5 V）;这是 Y 形系统的线路电压。相绕组的匝数比 （2 比 1） 与初级线与次级线电压的匝数比不同，后者为 100 V 至 86.5 V，即 1.15 比 1。
　　单相变压器电压和 3 相线路电压
　　正如施加到单相变压器上的电压不能超过绕组的额定值一样，三相系统的相电压也不能超过用于制造三相变压器的单相变压器的额定电压。如果变压器以 Y 形配置连接，则 480 V 三相系统可以连接到三个额定电压为 277 V 的单相变压器。
　　然而，相同的三个单相变压器不能连接到以 delta 配置连接的 480 V 三相系统，因为 delta 系统的相电压与 480 V 的线路电压相同。该电压超过了单相变压器的 277 V 额定值。
　　一般规则是，如果要在三角形系统中连接单相变压器，则单相变压器的额定电压必须与三相线电压相同。如果单相变压器的额定电压小于三相线路电压，则必须以 Y 形配置连接。
　　三相变压器电源
　　虽然变压器绕组连接可能会改变变压器匝数比的规则，但无论使用哪种类型的三相变压器连接，进入变压器的功率必须等于变压器的功率的基本规则仍然适用。
　　如果初级线路电压为 480 V，负载消耗 25 安培，则三相功率为：
　　\[\frac{1.73\times480V\times25\，A}{1000}=20.7\，kVA\]
　　如果次级线路电压为 208 V，则次级线路电流必须等于：
　　\[\frac{20.7\，kVA}{1.73\times208\，V}=57.6\，A\]
　　请记住，三相变压器额定功率是用于创建它的三个单相变压器额定功率之和。