Schemat połączeń transformatora stanowi ważny parametr dla inżynierów, umożliwiający precyzyjne wykonanie połączeń i instalacji w różnych układach. Schematy połączeń transformatorów opierają się na fazach, napięciach fazowych oraz ich praktycznym działaniu. W niniejszym poradniku przedstawimy różne przykłady połączeń transformatorów, służące do praktycznej eksploatacji i precyzyjnej regulacji napięcia.
Schematy połączeń transformatorów w zależności od napięcia
Schemat połączeń transformatora klasy powyżej 2,4 kV
Na tym schemacie połączeń transformatora uzwojenie pierwotne jest podłączone do źródła średniego napięcia o wartości powyżej 2,4 kV (np. 4,16 kV, 12,47 kV, 13.8 kV, 24,94 kV lub 34,5 kV), w zależności od sieci energetycznej lub systemu przemysłowego. Napięcia wtórne wynoszą 480 V, 400 V, 600 V, 690 V lub 277 V w układzie trójfazowym, w zależności od obciążenia.
W zestawie z tym okablowaniem transformatora znajduje się urządzenia zabezpieczające przed wysokim napięciem jak skok napięcia odprowadzacze oraz przełączników z bezpiecznikiem przeciążeniowym oraz wyłączniki po stronie pierwotnej, które zabezpieczają przed przeciążeniami i zwarciami.
Połączenia te znajdują zastosowanie w elektrowniach wykorzystujących energię odnawialną, w przemyśle ciężkim oraz w centrach danych, gdzie wymagany jest transformator obniżający napięcie średniego napięcia.
Transformatory te oddzielają również sieć średniego napięcia od przemysłowy system niskonapięciowy. Napięcie wtórne zapewnia bezpieczną pracę i jest wykorzystywane w silnikach oraz rozdzielnicach oświetleniowych.
W celu zapobiegania awariom obwodów należy zapewnić prawidłowe uziemienie zbiornik transformatora i włączany jest bieg neutralny.
Na tym schemacie połączeń transformatora uzwojenie pierwotne jest podłączone do źródła średniego napięcia o wartości powyżej 2,4 kV (np. 4,16 kV, 12,47 kV, 13.8 kV, 24,94 kV lub 34,5 kV), w zależności od sieci energetycznej lub systemu przemysłowego. Napięcia wtórne wynoszą 480 V, 400 V, 600 V, 690 V lub 277 V w układzie trójfazowym, w zależności od obciążenia.
W zestawie z tym okablowaniem transformatora znajduje się urządzenia zabezpieczające przed wysokim napięciem jak skok napięcia odprowadzacze oraz przełączników z bezpiecznikiem przeciążeniowym oraz wyłączniki po stronie pierwotnej, które zabezpieczają przed przeciążeniami i zwarciami.
Połączenia te znajdują zastosowanie w elektrowniach wykorzystujących energię odnawialną, w przemyśle ciężkim oraz w centrach danych, gdzie wymagany jest transformator obniżający napięcie średniego napięcia.
Transformatory te oddzielają również sieć średniego napięcia od przemysłowy system niskonapięciowy. Napięcie wtórne zapewnia bezpieczną pracę i jest wykorzystywane w silnikach oraz rozdzielnicach oświetleniowych.
W celu zapobiegania awariom obwodów należy zapewnić prawidłowe uziemienie zbiornik transformatora i włączany jest bieg neutralny.
Transformator obniżający napięcie średnie do 480 V / 400 V / 600 V
W tej konfiguracji okablowania transformatora strona pierwotna Strona ta posiada wejście średniego napięcia o wartości powyżej 2,4 kV i jest wyposażona w wyłącznik zabezpieczający.
Jego wyjścia po stronie wtórnej to:
- 480 V trójfazowe
- 400 V trójfazowe
- 600 V trójfazowe
- 690 V trójfazowe
- lub inne wymagane poziomy napięcia przemysłowego
Transformatory te stanowią część silników przemysłowych, układów pompowych, agregatów chłodniczych HVAC, a także budynków komercyjnych zasilanych napięciem trójfazowym. W przypadku tych połączeń elektrycznych konieczne jest dokładne określenie grupy wektorowej i identyfikacja faz, co pozwala na prawidłowe wsparcie systemu i bezpieczne działanie.
Zapoznaj się z naszym przewodnikiem: Zalety grupy wektorowej Yyn0 transformatora
Transformator ten obniża napięcie średnie do standardowego poziomu niskiego napięcia na potrzeby przemysłu, a ponadto sprawdza się w dystrybucji energii na dużą skalę.
Transformator wyjściowy jednofazowy 120/240 V lub 240/480 V
Te transformatory jednofazowe do różnych zastosowań oferują jednofazowe wyjście niskonapięciowe, takie jak 120/240 V lub 240/480 V, z uzwojeniem wtórnym z odczepem środkowym. Strona pierwotna ma napięcie średnie powyżej 2,4 kV, skonfigurowane jako H1-H2-H3 (trójfazowe układy pierwotne).
Jego odczep środkowy działa jak pozycja neutralna, która zapewnia
- 120 V między fazą a zerem
- 240 V międzyfazowe
- lub w konfiguracjach 240/480 V
Te kategorie transformatorów znajdują zastosowanie w zastosowaniach komercyjnych oraz w sieciach dystrybucyjnych przedsiębiorstw energetycznych, gdzie wykorzystuje się zasilanie jednofazowe z sieci średniego napięcia.
Od średniego napięcia do przemysłowego niskiego napięcia (277 V – 690 V)
Strony pierwotne tych transformatorów są wyposażone w wejście średniego napięcia o wartości powyżej 2,4 kV oraz wyłącznik zabezpieczający, a w niektórych zastosowaniach stosuje się rozdzielnicę.
Jego wyjście po stronie wtórnej jest wyposażone w
- 480 V trójfazowe
- 400 V trójfazowe
- 600 V trójfazowe
- 690 V trójfazowe
Transformatory te są wykorzystywane w liniach produkcyjnych, systemach pompowych, agregatach chłodniczych do systemów HVAC oraz silniki przemysłowe które wymagają napięcia trójfazowego.
W przypadku tych połączeń elektrycznych kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpiecznego działania ma dokładna identyfikacja grup wektorowych i faz.
Transformator obniżająco-podwyższający średniego napięcia / transformator regulacji napięcia
- Transformatory typu buck-boost zapewniają niewielką korekcję napięcia przy standardowych poziomach przemysłowych, takich jak 480 V, 600 V lub 400 V w sieci dystrybucyjnej średniego napięcia w porównaniu z niewielkimi napięciami sterującymi.
- Transformatory te są podłączane szeregowo do obciążenia w celu ustawienia napięcia w wymaganych granicach tolerancji. Znajdują zastosowanie w gałęziach przemysłu, w których długie kable powodują straty napięcia. Wykorzystywano je również w urządzeniach, w których konieczna była regulacja napięcia.
Schemat połączeń transformatora 600 V
Strona pierwotna podłączona jest do wejścia o napięciu 600 V, którego zaciski są oznaczone symbolami H1, H2 i H3 odpowiadającymi fazom. Strona wtórna zapewnia niższe napięcie lub wyjście trójfazowe.
W zestawie znajdują się również uziemienie, urządzenia zabezpieczające oraz różne przyłącza umożliwiające elastyczną eksploatację.
Transformatory te stanowią część przemysłowej sieci wysokiego napięcia przeznaczonej do dystrybucji energii na dużą skalę.
transformator wysokiego napięcia wyprodukowany zgodnie z poniższymi przepisami elektrycznymi lub normami bezpieczeństwa.
Konieczne jest zastosowanie urządzeń zabezpieczających dla transformatora i podłączonych do niego urządzeń.
Schematy połączeń transformatorów według faz
Okablowanie transformatora jednofazowego
Transformatory jednofazowe są stosowane w oświetleniu mieszkaniowym, biurowym oraz komercyjnym w budynkach komercyjnych. Zakres napięcia zasilania wynosi 120 V lub 240 V.
Układ jednofazowy składa się z przewodu fazowego, przewodu neutralnego lub przewodu uziemiającego. W przypadku systemu 120 V przewód fazowy jest podłączony do H1, przewód neutralny do H2, a przewód uziemiający do rdzenia/obudowy transformatora. W systemie 240 V przewód L1 jest podłączony do H1, a przewód L2 do H2.
Strona wtórna zapewnia napięcie 120 V między fazą a zerem lub 240 V między fazami, w zależności od konstrukcji.
W zastosowaniach domowych obwód wtórny z odczepem środkowym zapewnia napięcie 120 V na każdej fazie względem przewodu neutralnego oraz 240 V na obu fazach.
Podłączenie transformatora trójfazowego
Transformatory trójfazowe stanowią element wyposażenia zakładów przemysłowych, większych budynków komercyjnych oraz systemów ciężkich maszyn. Zapewniają one stabilne zasilanie przy wysokiej sprawności. Występują w dwóch konfiguracjach
Konfiguracja Delta (Δ)
W tej konfiguracji uzwojenia są ułożone szeregowo, tworząc zamkniętą pętlę w kształcie trójkąta. Nie posiada przewodu neutralnego.
Charakteryzuje się napięciem sieciowym równym napięciu fazowemu; stosuje się go do obciążeń silnikowych i pozwala na obsługę obciążeń niesymetrycznych w porównaniu z połączeniem gwiazdą
Jego głównymi cechami są: silnik rozruchowy o dużej wytrzymałości oraz możliwość ciągłej pracy w układzie trójkąta otwartym, nawet gdy jeden z transformatorów nie działa
Znajduje zastosowanie w pompach, sprężarkach i urządzeniach przemysłowych
Konfiguracja typu Wye (gwiaździsta)
W tej konstrukcji jedno z uzwojeń jest podłączone do punktu neutralnego lub wspólnego. Punkt neutralny jest uziemiony.
Jego główną cechą jest napięcie sieciowe równe √3 × napięcie fazowe. Zapewnia napięcia między fazą a zerem oraz między fazami. Zapewnia zrównoważony rozkład obciążenia.
Schematy elektryczne według funkcji
Podłączenie transformatora obniżającego napięcie
- A transformatora obniżającego napięcie służy do obniżenia wysokiego napięcia wejściowego do poziomu, który można wykorzystać. Typowe przykłady to przekształcanie napięcia 480 V na 120 V, 240 V na 24 V oraz 277 V na 120 V. Jest to transformator powszechnie stosowany w sieciach elektroenergetycznych.
- Konfiguracja okablowania tego transformatora obejmuje stronę pierwotną o wysokim napięciu, podłączone źródło zasilania wyposażone w wyłącznik automatyczny, a także wyłącznik odłączający oraz obudowę z uziemieniem.
- Strona wtórna charakteryzuje się niższym napięciem dostarczanym do obciążenia oraz posiada odczep środkowy dla przewodu neutralnego. Przewód neutralny jest połączony z uziemieniem.
Okablowanie transformatora typu buck-boost
Do korekcji napięcia stosuje się transformator typu buck-boost. Służy on do podwyższania napięcia oraz do jego obniżania.
Możliwe zakresy regulacji napięcia to: od 208 V do 230 V, od 240 V do 208 V oraz od 220 V do 230 V. Urządzenie nie służy do transformacji napięcia o większym zakresie.
W tej konfiguracji okablowania transformatora uzwojenie wtórne jest połączone szeregowo z źródłem zasilania. Napięcie jest dodawane lub odejmowane od napięcia sieciowego.
Posiada również biegunowość, co daje x1 i x2. W okablowaniu przewidziano zworki między obwodem pierwotnym a wtórnym. Połączone szeregowo z obciążeniem
Jeśli połączenia przewodów nie są prawidłowe, powoduje to znoszenie napięcia zamiast jego wzmocnienia, nadmierne wzmocnienie oraz uszkodzenie urządzeń, co prowadzi do ich przegrzania.
Transformatory typu buck-boost służą do kompensacji strat napięcia w dłuższych liniach kablowych. Umożliwiają one kompensację napięcia w urządzeniach przemysłowych.
Transformator izolujący Okablowanie
Transformatory izolacyjne zapewniają izolację galwaniczną między obwodami wejściowymi i wyjściowymi. Nie ma między nimi ciągłości elektrycznej. Przekazywanie energii odbywa się w tym przypadku na zasadzie indukcji magnetycznej.
Izolacja chroni przed wstrząsami, tłumi hałas oraz zmniejsza obciążenie bufora zabezpieczającego przed przepięciami pętli uziemienia.
Okablowanie transformatora izolacyjnego składa się z oddzielnych uzwojeń pierwotnych i wtórnych, które nie są połączone elektrycznie między obwodami. Posiada ono również niezależne ścieżki uziemienia.
Strona wtórna transformatora izolacyjnego jest izolowana, nie jest podłączona do uziemienia i służy do zapewnienia wysokiego stopnia izolacji.
Uzwojenia te mogą być uziemione, mają jeden koniec podłączony do uziemienia i są stosowane tam, gdzie układ wymaga stabilnego napięcia odniesienia.
Transformatory izolacyjne zapewniają izolację galwaniczną między obwodami wejściowymi i wyjściowymi. Nie ma między nimi ciągłości elektrycznej. Przekazywanie energii odbywa się w tym przypadku na zasadzie indukcji magnetycznej.
Izolacja chroni przed wstrząsami, tłumi hałas oraz zmniejsza obciążenie bufora zabezpieczającego przed przepięciami pętli uziemienia.
Okablowanie transformatora izolacyjnego składa się z oddzielnych uzwojeń pierwotnych i wtórnych, które nie są połączone elektrycznie między obwodami. Posiada ono również niezależne ścieżki uziemienia.
Strona wtórna transformatora izolacyjnego jest izolowana, nie jest podłączona do uziemienia i służy do zapewnienia wysokiego stopnia izolacji.
Uzwojenia te mogą być uziemione, mają jeden koniec podłączony do uziemienia i są stosowane tam, gdzie układ wymaga stabilnego napięcia odniesienia.
Symbole okablowania transformatorów i schematy elektryczne
Znajomość symboli elektrycznych jest ważna przy przekształcaniu schematów ideowych w schematy praktyczne
Typowe symbole transformatorów
Cewki (uzwojenia)
Cewki lub uzwojenia mają kształt zakrzywionych pętli. Dwa zestawy przeznaczone są dla uzwojeń pierwotnego i wtórnego. Pomiędzy zwojami widoczne są równoległe pionowe linie, przedstawiające rdzeń magnetyczny.
Odczep środkowy
Przedstawiono punkt przyłączeniowy dla środka uzwojenia. Służy on do utworzenia punktu neutralnego oraz uzyskania podwójnego napięcia 120/240 V.
Symbol na ziemi
Składa się z trzech poziomych linii biegnących w dół. Buty chronią ziemię, zapewniają uziemienie sprzętu oraz stanowią neutralny punkt połączenia.
Symbol bezpiecznika
Małe prostokąty lub zygzaki w układach szeregowych, wyposażone w zabezpieczenie przed przetężeniem i stosowane w uzwojeniach pierwotnych.
Wyłącznik
Jest to symbol przełącznika z oznaczeniem przerwy w obwodzie, zapewniający resetowalne zabezpieczenie nadprądowe.
Połączenia dotykowe
Są to uzwojenia rozgałęźne służące do regulacji napięcia wyjściowego oraz kompensacji wahań napięcia zasilania.
Zapoznaj się z naszym przewodnikiem: Jak podłączyć transformator | Przewodnik krok po kroku
Wnioski
Schematy połączeń transformatorów stanowią ważne materiały referencyjne wykorzystywane przez techników i inżynierów w celu zapewnienia bezpiecznego i prawidłowego montażu. Dokładne zrozumienie i wyjaśnienie schematów połączeń jest pomocne przy weryfikacji poziomu napięcia, podłączeniach faz, uziemieniu, biegunowości oraz urządzeniach zabezpieczających, które odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu awarii i utrzymaniu prawidłowego działania transformatora.
Precyzyjne techniki okablowania zapewniające stabilną regulację napięcia, ochronę przed przeciążeniem oraz zgodność z przepisami instalacyjnymi i normami elektrycznymi.
Dla inżynierów i osób zajmujących się planowaniem projektów, Transformator Daelim oferuje różne transformatory pomiarowe spełniające wymagane normy międzynarodowe, takie jak IEEE, UL, oraz. IEC. Oferują również indywidualnie dostosowane projekty transformatorów oraz wsparcie techniczne w celu spełnienia różnych wymagań systemowych.
Najczęściej zadawane pytania
Jak odczytywać schemat połączeń transformatora?
Często spotykanym symbolem są dwie faliste linie ułożone w kształt spirali, które oznaczają uzwojenia transformatora. Oprócz tego małe kółka lub litery wskazują różne zaciski, np. litera „P” oznacza uzwojenia pierwotne, a litera „S” – uzwojenia wtórne.
Jak sprawdzić obwód pierwotny i wtórny transformatora?
Najprostszym sposobem jest sprawdzenie tabliczki znamionowej połączonej z uzwojeniem. Producenci połączyli tabliczkę znamionową uzwojenia wejściowego lub pierwotnego oraz uzwojenia wtórnego z uzwojeniami wtórnymi transformatora.
Czym jest okablowanie typu L1, L2 i L3?
W przypadku instalacji elektrycznej oznaczenia L1, L2 oraz L2, L3 wskazują trzy oddzielne przewody fazowe w trójfazowym systemie zasilania, w którym fazy są przesunięte względem siebie o 120 stopni, co zapewnia stały dopływ mocy do większych silników i urządzeń przemysłowych. Skrót „L” oznacza linię, a oznaczenia L1, L2 i L3 wskazują różne fazy.
English
Polish
German