Στο σύστημα ισχύος, το εναλλασσόμενο ρεύμα τριών φάσεων είναι σχεδόν η προεπιλεγμένη μορφή για όλη την παραγωγή, τη μετάδοση και την υψηλή- κατανάλωση ενέργειας. Η τριφασική παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος 10,5 kV ή 20 kV από το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, μετά από ενίσχυση, μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις και μείωση τάσης, οδηγεί τελικά μεγάλους κινητήρες σε εργοστάσια, κεντρικό κλιματισμό σε εμπορικά κέντρα και τρένα του μετρό στις πόλεις. Σε αυτήν την πλήρη ενεργειακή αλυσίδα, τρεις-μετασχηματιστές φάσεων αναλαμβάνουν τις βασικές εργασίες της μετατροπής τάσης και της διανομής ενέργειας. Λοιπόν, σε ποια δομή και αρχή λειτουργίας βασίζονται{10}}οι μετασχηματιστές τριών φάσεων για να τους καταστήσουν αναντικατάστατο απόλυτο στήριγμα σε βιομηχανικά συστήματα και συστήματα ηλεκτρικού δικτύου; Ποια είναι τα ασύγκριτα πλεονεκτήματά του σε σύγκριση με τους μονοφασικούς{11}}μετασχηματιστές; Ποιοι βασικοί παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την πραγματική επιλογή και το εξαγωγικό εμπόριο;
Η ουσία του ατρι-μετασχηματιστήείναι η εγκατάσταση τριών μονοφασικών-περιελίξεων με την ίδια συχνότητα και διαφορά φάσης 120 μοιρών στον ίδιο πυρήνα τριών στηλών ή πέντε στηλών, σχηματίζοντας ένα πλήρες μαγνητικό κύκλωμα. Δομικά, οι πυρήνες σιδήρου τριών φάσεων συνήθως υιοθετούν τρεις στήλες: κάθε στήλη είναι εφοδιασμένη με ένα αντίστοιχο τύλιγμα μιας φάσης υψηλής τάσης και περιέλιξη χαμηλής τάσης και το άνω και το κάτω άκρο των τριών στηλών συνδέονται με σιδερένια ζυγά για να σχηματίσουν ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα. Η περιέλιξη υψηλής τάσης και η περιέλιξη χαμηλής τάσης μπορούν να συνδεθούν χρησιμοποιώντας συνδέσεις αστέρα (Y) ή τριγώνου (D), συνδυάζοντας έτσι διαφορετικές ομάδες σύνδεσης όπως Yyn0 και Dyn11 για προσαρμογή σε διαφορετικές μεθόδους ουδέτερης γείωσης, απαιτήσεις καταστολής αρμονικών και παράλληλες συνθήκες λειτουργίας. Σε σύγκριση με μια τρι-ομάδα που αποτελείται από τρεις μονοφασικούς-μετασχηματιστές, ένας μετασχηματιστής τριών-3 φάσεων εξαλείφει το υλικό σιδήρου τριών ανεξάρτητων πυρήνων σιδήρου, έχει βραχύτερο μαγνητικό κύκλωμα, μειώνει το συνολικό βάρος των πυρήνων σιδήρου κατά περίπου 20% έως 30% και έχει μικρότερες απώλειες και μικρότερο αποτύπωμα. Αυτός είναι ο θεμελιώδης λόγος για τον οποίο οι τρεις-μετασχηματιστές φάσεων αντικαθιστούν τις συστοιχίες μονοφασικών-μετασχηματιστών στη συντριπτική πλειονότητα των βιομηχανικών εφαρμογών και των εφαρμογών του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας.
Από την άποψη των ηλεκτρομαγνητικών αρχών, ο λόγος για τον οποίο οι μετασχηματιστές τριών φάσεων μπορούν να επιτύχουν πιο αποτελεσματική μετατροπή ισχύος οφείλεται στη συμμετρία και την αμοιβαία βοήθεια των μαγνητικών κυκλωμάτων τους. Υπό τη διέγερση της τριφασικής ημιτονοειδής εναλλασσόμενης τάσης, οι κύριες μαγνητικές ροές στις τρεις στήλες σιδήρου πυρήνα διαφέρουν κατά 120 μοίρες χρονικά και μοιράζονται τον ίδιο κλειστό σιδερένιο πυρήνα στο χώρο, έτσι ώστε το άθροισμα των τριών-μαγνητικών ροών να είναι μηδέν ανά πάσα στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι στον σιδερένιο ζυγό ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων, μόνο το άθροισμα των φάσεων της μαγνητικής ροής τριών φάσεων χρειάζεται να ρέει και η διατομή του-μπορεί να είναι μικρότερη από αυτή της στήλης του πυρήνα σιδήρου, εξοικονομώντας έτσι περαιτέρω υλικά σιδήρου. Ταυτόχρονα, όταν ένας μετασχηματιστής τριών φάσεων{10}}λειτουργεί με συμμετρικό φορτίο, το άθροισμα των τριών ρευμάτων είναι μηδέν και δεν υπάρχει ρεύμα στην ουδέτερη γραμμή. Επομένως, η ουδέτερη γραμμή μπορεί να παραλειφθεί ή το ουδέτερο σημείο μπορεί να οδηγηθεί προς τα έξω για προστασία γείωσης. Αυτή η συμμετρική αντιστοίχιση μαγνητικών και ηλεκτρικών κυκλωμάτων έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση, πιο σταθερή λειτουργία και χαμηλότερο κόστος κατασκευής για μετασχηματιστές τριών-μετασχηματιστών σε σύγκριση με έναν συνδυασμό τριών{{14}μονοφασικών μετασχηματιστών.
Τα πλεονεκτήματα των μετασχηματιστών τριών- φάσεων καθορίζουν άμεσα το ευρύ φάσμα των σεναρίων εφαρμογής τους. Από την πλευρά της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σχεδόν όλοι οι μετασχηματιστές ανόδου-στην έξοδο της γεννήτριας είναι μετασχηματιστές τριών- φάσεων, οι οποίοι ανεβάζουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια μέσης τάσης στα 110 kV, 220 kV ή ακόμη υψηλότερα επίπεδα τάσης για μετάδοση χαμηλών απωλειών σε μεγάλες αποστάσεις. Στους υποσταθμούς πλήμνης κατά τη μετάδοση ισχύος, οι αυτομετασχηματιστές τριών φάσεων και οι μετασχηματιστές περιελίξεως τριών φάσεων είναι υπεύθυνοι για τη διασύνδεση δικτύων ισχύος διαφορετικών επιπέδων τάσης. Από την πλευρά της διανομής, εγκαθίστανται μετασχηματιστές διανομής τριών φάσεων, βυθισμένου ή ξηρού τύπου, σε αστικά δωμάτια διανομής και σε υποσταθμούς βιομηχανικών πάρκων για μείωση των 10kV σε 400V, παρέχοντας τρι-τετραφασική τροφοδοσία ρεύματος για εξοπλισμό παραγωγής, φωτισμό και χρήση γραφείου. Σε βιομηχανικά φορτία μεγάλης-κλίμακας, ο βασικός εξοπλισμός, όπως οι τριφασικοί-ασύγχρονοι κινητήρες, οι μετατροπείς συχνότητας και οι ηλεκτρικοί κλίβανοι απαιτούν τροφοδοσία τριών φάσεων. Ο μετασχηματιστής τριών φάσεων όχι μόνο ολοκληρώνει τη μετατροπή τάσης, αλλά επίσης καταστέλλει αποτελεσματικά τις τρίτες αρμονικές και αντέχει σε μη ισορροπημένα φορτία μέσω της σύνδεσης Dyn11. Ακόμη και στον τομέα της νέας ενέργειας, η εξαγωγή φωτοβολταϊκών μετατροπέων είναι ως επί το πλείστον τρι-και ο μετέπειτα τρι-μετασχηματιστής ενίσχυσης τριφασικών φάσεων ενισχύει την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής-τρίας- φάσης από τον μετατροπέα στα 10 kV ή τα 35 kV το ενσωματώνει και το ενσωματώνει στο δίκτυο. Δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι χωρίς τριφασικούς μετασχηματιστές, δεν θα υπήρχε πλαίσιο για σύγχρονα βιομηχανικά συστήματα και αστικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, οι μετασχηματιστές τριών- φάσεων δεν είναι κατάλληλοι για όλες τις περιπτώσεις. Σε σενάρια όπου κυριαρχούν τα μονοφασικά φορτία και η χωρητικότητα είναι μικρή, όπως η μονοφασική παροχή ρεύματος σε κατοικημένες περιοχές, ο οδικός φωτισμός, η τροφοδοσία σιδηροδρομικού σήματος κ.λπ., η απευθείας χρήση μονοφασικών-μετασχηματιστών είναι πιο οικονομική και ευέλικτη. Επιπλέον, σε υποσταθμούς υπερ-υψηλής τάσης και μεγάλης χωρητικότητας, λόγω περιορισμών στο μέγεθος μεταφοράς και στο βάρος, μερικές φορές είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν τρεις μονοφασικοί-μετασχηματιστές για να σχηματιστεί μια τριφασική-ομάδα, καθένας από τους οποίους μπορεί να μεταφερθεί χωριστά στην τοποθεσία και στη συνέχεια να συνδεθεί. Αλλά αυτή η προσέγγιση είναι μια ειδική περίπτωση, καθώς η χωρητικότητα και το επίπεδο τάσης των συμβατικών μετασχηματιστών τριών φάσεων επαρκούν για να καλύψουν τη συντριπτική πλειονότητα των αναγκών της βιομηχανίας και του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Το προσωπικό εξωτερικού εμπορίου πρέπει να ενημερώνει με σαφήνεια τους πελάτες ότι οι μετασχηματιστές τριών φάσεων θα πρέπει να έχουν προτεραιότητα για βιομηχανική παραγωγή υψηλής Για σποραδικά μονοφασικά φορτία-ή ειδικές απαιτήσεις απομόνωσης, μπορούν να εξεταστούν μονοφασικές-λύσεις με βάση την πραγματική κατάσταση.
Η επιλογή μετασχηματιστών τριών- φάσεων περιλαμβάνει πολλαπλές τεχνικές παραμέτρους. Η ονομαστική χωρητικότητα θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση τη συνολική ισχύ φορτίου, τον ταυτόχρονο συντελεστή και το περιθώριο ανάπτυξης, με κοινές χωρητικότητες που κυμαίνονται από 30 kVA έως δεκάδες MVA. Η ονομαστική τάση θα πρέπει να ταιριάζει με τα επίπεδα τάσης της πλευράς του τροφοδοτικού και της πλευράς του φορτίου, και να λαμβάνει υπόψη το εύρος κτυπήματος. Η ομάδα σύνδεσης είναι μια εξαιρετικά σημαντική παράμετρος - Η Κίνα και η Ευρώπη χρησιμοποιούν συνήθως Dyn11 (υψηλής-πλευρικό τρίγωνο υψηλής τάσης, χαμηλής-πλευρικής αστερίας τάσης με ουδέτερο σημείο, σύνδεση 11 σημείων), η οποία μπορεί να αντέξει μεγάλα{{10}αστάθμητα φορτία τριών φάσεων και να παρέχει ένα ουδέτερο σημείο 220 V για μονοφασικό φως{1}; Σε ορισμένες περιπτώσεις στη Βόρεια Αμερική, χρησιμοποιείται το Yyn0. Τα πρότυπα δικτύου και οι μέθοδοι γείωσης της χώρας ή της περιοχής όπου βρίσκεται ο πελάτης θα καθορίσουν την επιλογή της ομάδας σύνδεσης. Η σύνθετη αντίσταση βραχυκυκλώματος-επηρεάζει το επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώματος και το ρυθμό ρύθμισης τάσης του συστήματος και οι τυπικές τιμές σύνθετης αντίστασης είναι συνήθως 4%, 6% ή 8%. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί η μέθοδος ψύξης (αυτοψυκτικό ONAN βυθισμένο σε λάδι, AN ξηρής αυτοψύξης ή AF με εξαναγκασμένη ψύξη αέρα), το επίπεδο προστασίας (IP00, IP20, IP23 κ.λπ.), το επίπεδο μόνωσης (επίπεδο F, επίπεδο H κ.λπ.) και τις περιβαλλοντικές συνθήκες (υψόμετρο, θερμοκρασία περιβάλλοντος, επίπεδο ρύπανσης). Για τα εξαγόμενα προϊόντα, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη συχνότητα (50Hz ή 60Hz) και στο επίπεδο τάσης της χώρας-στόχου (όπως 480V/277V για χαμηλή τάση στις Ηνωμένες Πολιτείες και 400V/230V στην Ευρώπη).
Όσον αφορά τη διεθνή πιστοποίηση, η εξαγωγή μετασχηματιστών τριών φάσεων σε διαφορετικές αγορές απαιτεί την τήρηση διαφορετικών τυπικών συστημάτων. Η σειρά IEC 60076 είναι ένα παγκοσμίως αναγνωρισμένο βασικό πρότυπο που καλύπτει στοιχεία δοκιμής τύπου, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας, το επίπεδο μόνωσης και η αντοχή σε βραχυκύκλωμα-. Με το σύστημα CB, οι κατασκευαστές μπορούν να υποβάλουν αίτηση για πιστοποίηση από πολλές χώρες μέλη με μία μόνο αναφορά δοκιμής CB. Για την Ευρωπαϊκή Ένωση, τρεις-μετασχηματιστές φάσης πρέπει να συμμορφώνονται με την Οδηγία Χαμηλής Τάσης (LVD) και την Οδηγία Ηλεκτρομαγνητικής Συμβατότητας (EMC) και να φέρουν το σήμα CE. Ταυτόχρονα, η Οδηγία ErP (ΕΚ αριθ. 548/2014) ορίζει απαιτήσεις επιπέδου ενεργειακής απόδοσης (χωρίς{10}}όρια απώλειας φορτίου και φορτίου) για μικρού και μεσαίους-μετασχηματιστές τριών{12}} φάσεων και τα προϊόντα που δεν πληρούν τα ελάχιστα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης δεν επιτρέπεται να εισέλθουν στην αγορά της ΕΕ. Η αγορά της Βόρειας Αμερικής απαιτεί τρεις{14}}μετασχηματιστές φάσης για να πληρούν τα πρότυπα της σειράς ANSI/IEEE C57.12 και να είναι πιστοποιημένοι από εργαστήρια NRTL όπως το UL και το CSA. Επιπλέον, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) έχει θεσπίσει υποχρεωτικά πρότυπα ενεργειακής απόδοσης για μετασχηματιστές διανομής τριών φάσεων (10 CFR 431), με μεθόδους δοκιμών που βασίζονται στο IEEE C57.12.00. Η βαθμολογία ενεργειακής απόδοσης είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης για τους βορειοαμερικανούς αγοραστές και η ενεργειακή απόδοση πρώτου ή δεύτερου επιπέδου γίνεται συχνά κατώφλι προσφοράς. Για μετασχηματιστές τριών- φάσεων που εξάγονται στη Σαουδική Αραβία, είναι απαραίτητο να υποβάλετε αίτηση για πιστοποιητικά συμμόρφωσης PCoC και SCoC μέσω της πλατφόρμας SABER και να πληρούνται οι απαιτήσεις του σαουδαραβικού προτύπου SASO IEC 60076. Η εξαγωγή στη Ρωσία και την Ευρασιατική Οικονομική Ένωση απαιτεί πιστοποίηση EAC, που περιλαμβάνει ασφάλεια TR CU 004/20 020/2011 (ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα) και οι μεγάλοι μετασχηματιστές απαιτούν επίσης εργοστασιακό έλεγχο. Η εξαγωγή στην Ινδία απαιτεί πιστοποίηση BIS (σύμφωνα με το IS 2026 ή το IS 11171). Δεδομένης της πολυπλοκότητας της πιστοποίησης, το προσωπικό του εξωτερικού εμπορίου θα πρέπει να ρωτήσει προληπτικά τους τύπους πιστοποίησης που απαιτούνται από την αγορά-στόχο και τους πελάτες κατά το στάδιο της προσφοράς και να επιβεβαιώσει με το τεχνικό τμήμα εάν ο σχεδιασμός του προϊόντος πληροί τις αντίστοιχες τυπικές διαφορές, προκειμένου να αποφευχθεί η διόρθωση ή η επιστροφή λόγω μη{32}}συμμόρφωσης με τα πρότυπα σε μεταγενέστερο στάδιο.
Σε τεχνικές και οικονομικές συγκρίσεις, τρεις-μετασχηματιστές φάσης έχουν ένα άλλο πλεονέκτημα που συχνά παραβλέπεται: η πλεονάζουσα εφεδρική οικονομία. Για έναν τριφασικό μετασχηματιστή, εάν είναι κατεστραμμένος, συνήθως απαιτείται πλήρης αντικατάσταση ή επισκευή, με αποτέλεσμα παρατεταμένη διακοπή ρεύματος. Εάν χρησιμοποιούνται τρία σετ μετασχηματιστών μονοφασικών-, εάν ένα από αυτά αποτύχει, μπορεί να συνδεθεί προσωρινά στο V-V και να συνεχίσει να παρέχει ρεύμα με τα δύο-τρίτα της χωρητικότητας για να διασφαλιστούν σημαντικά φορτία. Αλλά αυτό το πλεονέκτημα συνήθως αξίζει το πρόσθετο κόστος μόνο σε καταστάσεις με εξαιρετικά-υψηλή τάση και μεγάλη χωρητικότητα ή εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για συνεχή λειτουργία. Για τη συντριπτική πλειοψηφία των χρηστών, η συνολική οικονομία των μετασχηματιστών τριών φάσεων είναι καλύτερη.
Από τη σκοπιά του προσωπικού εξωτερικού εμπορίου στις επιχειρήσεις κατασκευής μετασχηματιστών, κατά τη διάδοση της γνώσης των μετασχηματιστών τριών φάσεων στους πελάτες, θα πρέπει να βοηθήσουν τους πελάτες να διευκρινίσουν αρκετά βασικά ερωτήματα: Ποια είναι η απαιτούμενη χωρητικότητα τριών- φάσεων για το έργο; Ποια είναι τα επίπεδα τάσης τροφοδοσίας και τάσης φορτίου; Υπάρχει διαθέσιμη τριφασική-τροφοδοσία ρεύματος επί τόπου; Υπάρχει μεγάλος αριθμός μονοφασικών-συσκευών στο φορτίο και οι μετασχηματιστές τριών-φασικών πρέπει να παρέχουν ένα ουδέτερο σημείο; Ποιες δεσμευτικές ομάδες και σήματα πιστοποίησης είναι υποχρεωτικά για την αγορά-στόχο; Όταν οι πελάτες μπορούν να απαντήσουν με σαφήνεια σε αυτές τις ερωτήσεις, θα δημιουργηθεί φυσικά το πλαίσιο επιλογής για μετασχηματιστές τριών- φάσεων. Ως ακρογωνιαίος λίθος των σύγχρονων συστημάτων ισχύος, οι μετασχηματιστές τριών φάσεων θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο στα παγκόσμια δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις λόγω της υψηλής απόδοσης, της οικονομίας και της συμπαγούς τους. Και όταν οι πελάτες σας επιλέγουν μετασχηματιστές για ένα νέο εργοστάσιο, κατοικημένη περιοχή ή φωτοβολταϊκό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, οι μετασχηματιστές τριών- φάσεων είναι σχεδόν πάντα η απάντηση που αξίζει να εξετάσετε πρώτα.
Στο σύστημα ισχύος, το εναλλασσόμενο ρεύμα τριών φάσεων είναι σχεδόν η προεπιλεγμένη μορφή για όλη την παραγωγή, τη μετάδοση και την υψηλή- κατανάλωση ενέργειας. Η τριφασική παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος 10,5 kV ή 20 kV από το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, μετά από ενίσχυση, μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις και μείωση τάσης, οδηγεί τελικά μεγάλους κινητήρες σε εργοστάσια, κεντρικό κλιματισμό σε εμπορικά κέντρα και τρένα του μετρό στις πόλεις. Σε αυτήν την πλήρη ενεργειακή αλυσίδα, τρεις-μετασχηματιστές φάσεων αναλαμβάνουν τις βασικές εργασίες της μετατροπής τάσης και της διανομής ενέργειας. Λοιπόν, σε ποια δομή και αρχή λειτουργίας βασίζονται{10}}οι μετασχηματιστές τριών φάσεων για να τους καταστήσουν αναντικατάστατο απόλυτο στήριγμα σε βιομηχανικά συστήματα και συστήματα ηλεκτρικού δικτύου; Ποια είναι τα ασύγκριτα πλεονεκτήματά του σε σύγκριση με τους μονοφασικούς{11}}μετασχηματιστές; Ποιοι βασικοί παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την πραγματική επιλογή και το εξαγωγικό εμπόριο;
Η ουσία ενός -μετασχηματιστή τριών φάσεων είναι η εγκατάσταση τριών μονοφασικών-περιελίξεων με την ίδια συχνότητα και διαφορά φάσης 120 μοιρών στον ίδιο πυρήνα τριών στηλών ή πέντε στηλών, σχηματίζοντας ένα πλήρες μαγνητικό κύκλωμα. Δομικά, οι πυρήνες σιδήρου τριών φάσεων συνήθως υιοθετούν τρεις στήλες: κάθε στήλη είναι εφοδιασμένη με ένα αντίστοιχο τύλιγμα μιας φάσης υψηλής τάσης και τύλιγμα χαμηλής τάσης και το άνω και το κάτω άκρο των τριών στηλών συνδέονται με σιδερένια ζυγά για να σχηματίσουν ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα. Η περιέλιξη υψηλής τάσης και η περιέλιξη χαμηλής τάσης μπορούν να συνδεθούν χρησιμοποιώντας συνδέσεις αστέρα (Y) ή τριγώνου (D), συνδυάζοντας έτσι διαφορετικές ομάδες σύνδεσης όπως Yyn0 και Dyn11 για προσαρμογή σε διαφορετικές μεθόδους ουδέτερης γείωσης, απαιτήσεις καταστολής αρμονικών και παράλληλες συνθήκες λειτουργίας. Σε σύγκριση με μια τρι-ομάδα που αποτελείται από τρεις μονοφασικούς-μετασχηματιστές, ένας μετασχηματιστής τριών-φάσεων εξαλείφει το υλικό σιδήρου τριών ανεξάρτητων πυρήνων σιδήρου, έχει μικρότερο μαγνητικό κύκλωμα, μειώνει το συνολικό βάρος των πυρήνων σιδήρου κατά περίπου 20% έως 30% και έχει μικρότερες απώλειες και μικρότερες απώλειες. Αυτός είναι ο θεμελιώδης λόγος για τον οποίο οι μετασχηματιστές τριών φάσεων αντικαθιστούν τις συστοιχίες μονοφασικών-μετασχηματιστών στη συντριπτική πλειοψηφία των βιομηχανικών εφαρμογών και των εφαρμογών του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας.
Από την άποψη των ηλεκτρομαγνητικών αρχών, ο λόγος για τον οποίο οι μετασχηματιστές τριών φάσεων μπορούν να επιτύχουν πιο αποτελεσματική μετατροπή ισχύος οφείλεται στη συμμετρία και την αμοιβαία βοήθεια των μαγνητικών κυκλωμάτων τους. Υπό τη διέγερση της τριφασικής ημιτονοειδής εναλλασσόμενης τάσης, οι κύριες μαγνητικές ροές στις τρεις στήλες σιδήρου πυρήνα διαφέρουν κατά 120 μοίρες χρονικά και μοιράζονται τον ίδιο κλειστό σιδερένιο πυρήνα στο χώρο, έτσι ώστε το άθροισμα των τριών-μαγνητικών ροών να είναι μηδέν ανά πάσα στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι στον σιδερένιο ζυγό ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων, μόνο το άθροισμα των φάσεων της μαγνητικής ροής τριών φάσεων χρειάζεται να ρέει και η διατομή του-μπορεί να είναι μικρότερη από αυτή της στήλης του πυρήνα σιδήρου, εξοικονομώντας έτσι περαιτέρω υλικά σιδήρου. Ταυτόχρονα, όταν ένας μετασχηματιστής τριών φάσεων{10}}λειτουργεί με συμμετρικό φορτίο, το άθροισμα των τριών ρευμάτων είναι μηδέν και δεν υπάρχει ρεύμα στην ουδέτερη γραμμή. Επομένως, η ουδέτερη γραμμή μπορεί να παραλειφθεί ή το ουδέτερο σημείο μπορεί να οδηγηθεί προς τα έξω για προστασία γείωσης. Αυτή η συμμετρική αντιστοίχιση μαγνητικών και ηλεκτρικών κυκλωμάτων έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση, πιο σταθερή λειτουργία και χαμηλότερο κόστος κατασκευής για μετασχηματιστές τριών-μετασχηματιστών σε σύγκριση με έναν συνδυασμό τριών{{14}μονοφασικών μετασχηματιστών.
Τα πλεονεκτήματα των μετασχηματιστών τριών- φάσεων καθορίζουν άμεσα το ευρύ φάσμα των σεναρίων εφαρμογής τους. Από την πλευρά της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σχεδόν όλοι οι μετασχηματιστές ανόδου-στην έξοδο της γεννήτριας είναι μετασχηματιστές τριών- φάσεων, οι οποίοι ανεβάζουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια μέσης τάσης στα 110 kV, 220 kV ή ακόμη υψηλότερα επίπεδα τάσης για μετάδοση χαμηλών απωλειών σε μεγάλες αποστάσεις. Στους υποσταθμούς πλήμνης κατά τη μετάδοση ισχύος, οι αυτομετασχηματιστές τριών φάσεων και οι μετασχηματιστές περιελίξεως τριών φάσεων είναι υπεύθυνοι για τη διασύνδεση δικτύων ισχύος διαφορετικών επιπέδων τάσης. Από την πλευρά της διανομής, εγκαθίστανται μετασχηματιστές διανομής τριών φάσεων, βυθισμένου ή ξηρού τύπου, σε αστικά δωμάτια διανομής και σε υποσταθμούς βιομηχανικών πάρκων για μείωση των 10kV σε 400V, παρέχοντας τρι-τετραφασική τροφοδοσία ρεύματος για εξοπλισμό παραγωγής, φωτισμό και χρήση γραφείου. Σε βιομηχανικά φορτία μεγάλης-κλίμακας, ο βασικός εξοπλισμός, όπως οι τριφασικοί-ασύγχρονοι κινητήρες, οι μετατροπείς συχνότητας και οι ηλεκτρικοί κλίβανοι απαιτούν τροφοδοσία τριών φάσεων. Ο μετασχηματιστής τριών φάσεων όχι μόνο ολοκληρώνει τη μετατροπή τάσης, αλλά επίσης καταστέλλει αποτελεσματικά τις τρίτες αρμονικές και αντέχει σε μη ισορροπημένα φορτία μέσω της σύνδεσης Dyn11. Ακόμη και στον τομέα της νέας ενέργειας, η εξαγωγή φωτοβολταϊκών μετατροπέων είναι ως επί το πλείστον τρι-και ο μετέπειτα τρι-μετασχηματιστής ενίσχυσης τριφασικών φάσεων ενισχύει την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής-τρίας- φάσης από τον μετατροπέα στα 10 kV ή τα 35 kV το ενσωματώνει και το ενσωματώνει στο δίκτυο. Δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι χωρίς τριφασικούς μετασχηματιστές, δεν θα υπήρχε πλαίσιο για σύγχρονα βιομηχανικά συστήματα και αστικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, οι μετασχηματιστές τριών- φάσεων δεν είναι κατάλληλοι για όλες τις περιπτώσεις. Σε σενάρια όπου κυριαρχούν τα μονοφασικά φορτία και η χωρητικότητα είναι μικρή, όπως η μονοφασική παροχή ρεύματος σε κατοικημένες περιοχές, ο οδικός φωτισμός, η τροφοδοσία σιδηροδρομικού σήματος κ.λπ., η απευθείας χρήση μονοφασικών-μετασχηματιστών είναι πιο οικονομική και ευέλικτη. Επιπλέον, σε υποσταθμούς υπερ-υψηλής τάσης και μεγάλης χωρητικότητας, λόγω περιορισμών στο μέγεθος μεταφοράς και στο βάρος, μερικές φορές είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν τρεις μονοφασικοί-μετασχηματιστές για να σχηματιστεί μια τριφασική-ομάδα, καθένας από τους οποίους μπορεί να μεταφερθεί χωριστά στην τοποθεσία και στη συνέχεια να συνδεθεί. Αλλά αυτή η προσέγγιση είναι μια ειδική περίπτωση, καθώς η χωρητικότητα και το επίπεδο τάσης των συμβατικών μετασχηματιστών τριών φάσεων επαρκούν για να καλύψουν τη συντριπτική πλειονότητα των αναγκών της βιομηχανίας και του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Το προσωπικό εξωτερικού εμπορίου πρέπει να ενημερώνει με σαφήνεια τους πελάτες ότι οι μετασχηματιστές τριών φάσεων θα πρέπει να έχουν προτεραιότητα για βιομηχανική παραγωγή υψηλής Για σποραδικά μονοφασικά φορτία-ή ειδικές απαιτήσεις απομόνωσης, μπορούν να εξεταστούν μονοφασικές-λύσεις με βάση την πραγματική κατάσταση.
Η επιλογή μετασχηματιστών τριών- φάσεων περιλαμβάνει πολλαπλές τεχνικές παραμέτρους. Η ονομαστική χωρητικότητα θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση τη συνολική ισχύ φορτίου, τον ταυτόχρονο συντελεστή και το περιθώριο ανάπτυξης, με κοινές χωρητικότητες που κυμαίνονται από 30 kVA έως δεκάδες MVA. Η ονομαστική τάση θα πρέπει να ταιριάζει με τα επίπεδα τάσης της πλευράς του τροφοδοτικού και της πλευράς του φορτίου, και να λαμβάνει υπόψη το εύρος κτυπήματος. Η ομάδα σύνδεσης είναι μια εξαιρετικά σημαντική παράμετρος - Η Κίνα και η Ευρώπη χρησιμοποιούν συνήθως Dyn11 (υψηλής-πλευρικό τρίγωνο υψηλής τάσης, χαμηλής-πλευρικής αστερίας τάσης με ουδέτερο σημείο, σύνδεση 11 σημείων), η οποία μπορεί να αντέξει μεγάλα{{10}αστάθμητα φορτία τριών φάσεων και να παρέχει ένα ουδέτερο σημείο 220 V για μονοφασικό φως{1}; Σε ορισμένες περιπτώσεις στη Βόρεια Αμερική, χρησιμοποιείται το Yyn0. Τα πρότυπα δικτύου και οι μέθοδοι γείωσης της χώρας ή της περιοχής όπου βρίσκεται ο πελάτης θα καθορίσουν την επιλογή της ομάδας σύνδεσης. Η σύνθετη αντίσταση βραχυκυκλώματος-επηρεάζει το επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώματος και το ρυθμό ρύθμισης τάσης του συστήματος και οι τυπικές τιμές σύνθετης αντίστασης είναι συνήθως 4%, 6% ή 8%. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί η μέθοδος ψύξης (αυτοψυκτικό ONAN βυθισμένο σε λάδι, AN ξηρής αυτοψύξης ή AF με εξαναγκασμένη ψύξη αέρα), το επίπεδο προστασίας (IP00, IP20, IP23 κ.λπ.), το επίπεδο μόνωσης (επίπεδο F, επίπεδο H κ.λπ.) και τις περιβαλλοντικές συνθήκες (υψόμετρο, θερμοκρασία περιβάλλοντος, επίπεδο ρύπανσης). Για τα εξαγόμενα προϊόντα, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη συχνότητα (50Hz ή 60Hz) και στο επίπεδο τάσης της χώρας-στόχου (όπως 480V/277V για χαμηλή τάση στις Ηνωμένες Πολιτείες και 400V/230V στην Ευρώπη).
Όσον αφορά τη διεθνή πιστοποίηση, η εξαγωγή μετασχηματιστών τριών φάσεων σε διαφορετικές αγορές απαιτεί την τήρηση διαφορετικών τυπικών συστημάτων. Η σειρά IEC 60076 είναι ένα παγκοσμίως αναγνωρισμένο βασικό πρότυπο που καλύπτει στοιχεία δοκιμής τύπου, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας, το επίπεδο μόνωσης και η αντοχή σε βραχυκύκλωμα-. Με το σύστημα CB, οι κατασκευαστές μπορούν να υποβάλουν αίτηση για πιστοποίηση από πολλές χώρες μέλη με μία μόνο αναφορά δοκιμής CB. Για την Ευρωπαϊκή Ένωση, τρεις-μετασχηματιστές φάσης πρέπει να συμμορφώνονται με την Οδηγία Χαμηλής Τάσης (LVD) και την Οδηγία Ηλεκτρομαγνητικής Συμβατότητας (EMC) και να φέρουν το σήμα CE. Ταυτόχρονα, η Οδηγία ErP (ΕΚ αριθ. 548/2014) ορίζει απαιτήσεις επιπέδου ενεργειακής απόδοσης (χωρίς{10}}όρια απώλειας φορτίου και φορτίου) για μικρού και μεσαίους-μετασχηματιστές τριών{12}} φάσεων και τα προϊόντα που δεν πληρούν τα ελάχιστα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης δεν επιτρέπεται να εισέλθουν στην αγορά της ΕΕ. Η αγορά της Βόρειας Αμερικής απαιτεί τρεις{14}}μετασχηματιστές φάσης για να πληρούν τα πρότυπα της σειράς ANSI/IEEE C57.12 και να είναι πιστοποιημένοι από εργαστήρια NRTL όπως το UL και το CSA. Επιπλέον, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) έχει θεσπίσει υποχρεωτικά πρότυπα ενεργειακής απόδοσης για μετασχηματιστές διανομής τριών φάσεων (10 CFR 431), με μεθόδους δοκιμών που βασίζονται στο IEEE C57.12.00. Η βαθμολογία ενεργειακής απόδοσης είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης για τους βορειοαμερικανούς αγοραστές και η ενεργειακή απόδοση πρώτου ή δεύτερου επιπέδου γίνεται συχνά κατώφλι προσφοράς. Για μετασχηματιστές τριών- φάσεων που εξάγονται στη Σαουδική Αραβία, είναι απαραίτητο να υποβάλετε αίτηση για πιστοποιητικά συμμόρφωσης PCoC και SCoC μέσω της πλατφόρμας SABER και να πληρούνται οι απαιτήσεις του σαουδαραβικού προτύπου SASO IEC 60076. Η εξαγωγή στη Ρωσία και την Ευρασιατική Οικονομική Ένωση απαιτεί πιστοποίηση EAC, που περιλαμβάνει ασφάλεια TR CU 004/20 020/2011 (ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα) και οι μεγάλοι μετασχηματιστές απαιτούν επίσης εργοστασιακό έλεγχο. Η εξαγωγή στην Ινδία απαιτεί πιστοποίηση BIS (σύμφωνα με το IS 2026 ή το IS 11171). Δεδομένης της πολυπλοκότητας της πιστοποίησης, το προσωπικό του εξωτερικού εμπορίου θα πρέπει να ρωτήσει προληπτικά τους τύπους πιστοποίησης που απαιτούνται από την αγορά-στόχο και τους πελάτες κατά το στάδιο της προσφοράς και να επιβεβαιώσει με το τεχνικό τμήμα εάν ο σχεδιασμός του προϊόντος πληροί τις αντίστοιχες τυπικές διαφορές, προκειμένου να αποφευχθεί η διόρθωση ή η επιστροφή λόγω μη{32}}συμμόρφωσης με τα πρότυπα σε μεταγενέστερο στάδιο.
Σε τεχνικές και οικονομικές συγκρίσεις, τρεις-μετασχηματιστές φάσης έχουν ένα άλλο πλεονέκτημα που συχνά παραβλέπεται: η πλεονάζουσα εφεδρική οικονομία. Για έναν τριφασικό μετασχηματιστή, εάν είναι κατεστραμμένος, συνήθως απαιτείται πλήρης αντικατάσταση ή επισκευή, με αποτέλεσμα παρατεταμένη διακοπή ρεύματος. Εάν χρησιμοποιούνται τρία σετ μετασχηματιστών μονοφασικών-, εάν ένα από αυτά αποτύχει, μπορεί να συνδεθεί προσωρινά στο V-V και να συνεχίσει να παρέχει ρεύμα με τα δύο-τρίτα της χωρητικότητας για να διασφαλιστούν σημαντικά φορτία. Αλλά αυτό το πλεονέκτημα συνήθως αξίζει το πρόσθετο κόστος μόνο σε καταστάσεις με εξαιρετικά-υψηλή τάση και μεγάλη χωρητικότητα ή εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για συνεχή λειτουργία. Για τη συντριπτική πλειοψηφία των χρηστών, η συνολική οικονομία των μετασχηματιστών τριών φάσεων είναι καλύτερη.
Από τη σκοπιά του προσωπικού εξωτερικού εμπορίου στις επιχειρήσεις κατασκευής μετασχηματιστών, κατά τη διάδοση της γνώσης των μετασχηματιστών τριών φάσεων στους πελάτες, θα πρέπει να βοηθήσουν τους πελάτες να διευκρινίσουν αρκετά βασικά ερωτήματα: Ποια είναι η απαιτούμενη χωρητικότητα τριών- φάσεων για το έργο; Ποια είναι τα επίπεδα τάσης τροφοδοσίας και τάσης φορτίου; Υπάρχει διαθέσιμη τριφασική-τροφοδοσία ρεύματος επί τόπου; Υπάρχει μεγάλος αριθμός μονοφασικών-συσκευών στο φορτίο και οι μετασχηματιστές τριών-φασικών πρέπει να παρέχουν ένα ουδέτερο σημείο; Ποιες δεσμευτικές ομάδες και σήματα πιστοποίησης είναι υποχρεωτικά για την αγορά-στόχο; Όταν οι πελάτες μπορούν να απαντήσουν με σαφήνεια σε αυτές τις ερωτήσεις, θα δημιουργηθεί φυσικά το πλαίσιο επιλογής για μετασχηματιστές τριών- φάσεων. Ως ακρογωνιαίος λίθος των σύγχρονων συστημάτων ισχύος, οι μετασχηματιστές τριών φάσεων θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο στα παγκόσμια δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις λόγω της υψηλής απόδοσης, της οικονομίας και της συμπαγούς τους. Και όταν οι πελάτες σας επιλέγουν μετασχηματιστές για ένα νέο εργοστάσιο, κατοικημένη περιοχή ή φωτοβολταϊκό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, οι μετασχηματιστές τριών- φάσεων είναι σχεδόν πάντα η απάντηση που αξίζει να εξετάσετε πρώτα.
