Дельта трансформатор принцип работы

Системы On-Line и с дельта-преобразованием: преимущества и недостатки

ИБП с двойным (например Powerware ) и дельта-преобразованием (например APC Silcon ): преимущества и недостатки

Согласно общепринятой классификации структур источников бесперебойного питания выпускаемые в настоящее время ИБП относят к трем основным категориям: резервные (Off-Line), линейно-интерактивные (Line-Interactive) и ИБП с двойным преобразованием напряжения (On-Line). Последние характеризуются наивысшим уровнем защиты нагрузки от неполадок в сети, и подавляющее большинство современных моделей средней и большой мощности выполняются именно по этой схеме. Между тем отдельные устройства (например, Silcon DP300), в которых использован принцип дельта-преобразования, имеют заметные отличия от классических схем построения ИБП и нередко представляются поставщиками как дальнейшее развитие технологии On-Line.

Западные аналитики, следуя стандартам EN50091-3 и IEEE100, относят агрегаты с дельта-преобразованием к категории усовершенствованных линейно-интерактивных. Основанием для этого служит схожесть реализованного в них принципа действия.

И в тех, и в других ИБП в отличие от систем типа On-Line в нормальном режиме нагрузка связана с электрической сетью через входной трансформатор. В устройствах с дельта-преобразованием он имеет дополнительную обмотку, на которую с дельта-инвертора подается корректирующее напряжение, пропорциональное отклонению входного напряжения от номинального значения, но противоположное по фазе. Таким образом за счет обратной связи восстанавливается уровень и форма напряжения на нагрузке и устраняется фазовый сдвиг между напряжением и током. Процесс носит плавный, а не ступенчатый, как в линейно-интерактивных устройствах, характер и, следовательно, обеспечивает более стабильное питание нагрузки. Тем не менее прямая связь между сетью и нагрузкой (отсутствующая в ИБП с двойным преобразованием напряжения) не позволяет без дополнительных средств эффективно защитить нагрузку от сетевых помех и высоковольтных импульсов, а также избежать загрязнения электросети высокочастотными помехами, присутствующими в цепях питания компьютеров и компьютерных сетей. Кроме того, такой ИБП в нормальном режиме не способен компенсировать отклонения частоты сетевого напряжения.

Главное достоинство ИБП с дельта-преобразованием — высокий КПД. Однако достигается он при вполне определенных условиях — когда параметры напряжения сети соответствуют номинальным значениям, входной импеданс нагрузки имеет только активную составляющую, а сам ИБП нагружен на полную мощность. При невыполнении этих условий повышается нагрузка на основной (ОИ) и дельта-инвертор (ДИ) или снижается эффективность использования входного трансформатора, что так или иначе ухудшает КПД. К тому же эффекту приводит расширение диапазона входных напряжений для нормального режима работы. В итоге, имея преимущество по КПД (2-3%) в идеальных условиях, ИБП с дельта-преобразованием проигрывают системам типа On-Line в условиях реальных.

По той же самой причине не всегда удается получить обещаемый поставщиками подобных агрегатов выигрыш при выборе генераторной установки. Рекомендуемый коэффициент запаса мощности ДГУ 1.3 … 1.5 можно взять за основу лишь в том случае, если нагрузка является чисто линейной. На практике это бывает крайне редко и поэтому правильнее закладывать в расчеты коэффициент 1.5 … 1.8 — точно такой же как при использовании ИБП с двойным преобразованием, снабженных относительно экономичным корректирующим THD-фильтром.

Следует также отметить, что ИБП с дельта-преобразованием отличаются более высокой сложностью по сравнению с системами типа On-Line, так как для обеспечения двунаправленной работы основного инвертора в них применяются устройства четырехквадрантного типа. Это сказывается на стоимости и надежности агрегата. Кроме того, в нормальном режиме основной и дельта-инвертор должны работать синхронно с сетью. Поэтому переход ИБП из автономного режима в нормальный происходит лишь после восстановления синхронизации двух инверторов с сетевым напряжением. Сбой любого элемента системы в этом случае может стать причиной повреждения целой группы блоков. Процесс синхронизации особенно усложняется при параллельной работе нескольких ИБП.

Подводя итог, можно констатировать, что ИБП с дельта-преобразованием более пригодны для использования в странах с относительно хорошим качеством электросети.
В условиях, характерных для большинства регионов России и стран СНГ, они проигрывают системам с двойным преобразованием напряжения по эффективности.

Достоинства и недостатки двух технологий

1. Полная защита нагрузки от любых колебаний входного напряжения, отклонений частоты, высоковольтных импульсов и электрических помех внешней электросети.

2. Нулевое время переключения в аварийный режим без переходных процессов на выходе.

1. Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения).

2. Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров).

3. Невысокие требования по запасу мощности используемых совместно генераторных установок (при линейной нагрузке).

1. Повышенная сложность по сравнению с системами типа Off-Line и Line-Interactive и, соответственно, более высокая стоимость.

2. Повышенные энергозатраты в нормальном режиме работы, вызванные двойным преобразованием напряжения.

3. Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр).

1. Повышенная сложность по сравнению с системами типа On-Line из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность.

2. Меньшая по сравнению с системами типа On-Line степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи.

3. Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения.

4. Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом.

По мнению иностранных аналитиков, а также российский специалистов, самой надежной защитой нагрузки, критичной к качеству сетевого электропитания, являются ИБП, построенные по схеме On-Line с двойным преобразованием напряжения (например ИБП Powerware ). Данный факт нашел отражение в соответствующих нормативных документах (стандартах, классификациях и др.).

Источник

источник бесперебойного питания с дельта преобразованием

ИБП с двойным преобразованием	ИБП с Delta-преобразованием
Достоинства

ИБП с дельта преобразованием —
EN	delta conversion UPS Hybrid type UPS offered by APC corporation. It uses an AC/DC converter between the AC input and the DC battery buss. The converter is able to add or subtract energy from the mains in order to stabilize output voltage and correct input power factor. An output converter is connected between UPS output and battery. It acts as an ac/dc rectifier to charge the batteries and as a dc/ac inverter upon mains outage. [http://www.upsonnet.com/UPS-Glossary/]
FR

Принцип дельта-преобразования (delta conversion) основан на применении в схеме ИБП так называемого дельта-трансформатора. Дельта-трансформа­тор представляет собой дроссель с обмоткой подмагничивания, которая позволяет управлять током в основной обмотке (аналогично принципу магнитного усилите­ля). В ИБП применяются два постоянно работающих инвертора. Один служит для управления дельта-трансформатором и, соответственно, регулировки входного тока и компенсации некоторых помех. Его мощность составляет 20% от мощности вто­рого инвертора, работающего на нагрузку. Второй инвертор, мощность которого определяет мощность ИБП, формирует выходную синусоиду, обеспечивая коррек­цию отклонений формы входного напряжения, а также питает нагрузки от батарей при работе ИБП в автономном режиме. Благодаря такой схеме обеспечивается воз­можность плавной загрузки входной сети при переходе из автономного режима ра­боты от батарей к работе от сети (режим on-line), а также высокая перегрузочная способность — до 200 % в течение 1 мин.

ИБП с дельта преобразованием

При загрузке ИБП данного типа на 100 % номинальной мощности коэффици­ент полезного действия составляет 96,5 %. Однако высокие показатели ИБП данного типа обеспечивает при следующих условиях:

• отсутствие отклонений и иска­жений напряжения в питающей сети,
• нагрузка ИБП, близкая к номинальной и яв­ляющаяся линейной.

Источник

Обзор подключения трансформатора Delta-Star

Видео: Подключение двигателя по схеме Звезда Треугольник(star/delta) 2021, Декабрь

Видео: Подключение двигателя по схеме Звезда Треугольник(star/delta) 2021, Декабрь

Табличная табличка дельта-звезды GE Transformer

Соединение трансформатора Delta-Star

В этом типе подключения первичный подключен по дельта- моменту, а вторичный ток подключен в звезду .

Соединение трансформатора Delta-Star

Основное использование этого соединения заключается в повышении напряжения, то есть в начале системы передачи высокого напряжения. Можно отметить, что фазовый сдвиг 30 ° между напряжением первичной сети и напряжением вторичной линии в качестве ведущего.

Фазовый сдвиг 30 ° между напряжением первичной сети и напряжением вторичной линии

Ключевые моменты

1. Поскольку первичный в дельта подключен:
2. Линейное напряжение на первичной стороне = Напряжение фазы на первичной стороне.
3. Теперь преобразование Ration (K) = напряжение вторичной фазы / первичное фазное напряжение
4. Вторичное фазное напряжение = первичное фазное напряжение KX.
5. Как подключен вторичный объект в Star
6. Напряжение сети на вторичной стороне = √3 X Напряжение фазы на вторичной стороне. Так,
7. Линейное напряжение на вторичной стороне = √3 Напряжение основной фазы XKX.
8. Линейное напряжение на вторичной стороне = √3 Напряжение основной линии XKX.
9. Существует сдвиг фазы +30 градусов или -30 градусов между вторичным фазным напряжением и напряжением первичной фазы

Преимущества подключения Delta-Star

Площадь поперечного сечения обмотки меньше на первичной стороне:
На первичной стороне из-за дельта-соединения требуется поперечное сечение обмотки меньше.

Используется в трехфазной четырехпроводной системе:
На вторичной стороне имеется нейтраль, благодаря которой ее можно использовать для трехфазной 4-проводной системы питания.

Никакое искажение вторичного напряжения:
Отсутствие искажений из-за компонентов третьей гармоники.

Обработка большого несбалансированного груза:
Большие неуравновешенные нагрузки можно обрабатывать без каких-либо затруднений.

Изоляция заземления между первичной и вторичной:
Предполагая, что нейтраль вторичной цепи с Y-соединением заземлена, связанная с нагрузкой фаза-нейтраль или замыкание на землю приводит к двум одинаковым и противоположным токам в двух фазах в первичной цепи без какого-либо нейтрального тока заземления в первичный контур.

Поэтому, в отличие от соединения YY, фазовые замыкания или дисбаланс тока во вторичном контуре не влияют на релейную защиту заземления, применяемую к первичной цепи. Эта функция обеспечивает надлежащую координацию защитных устройств и является очень важным аспектом дизайна.

Нейтральность заземленного Y иногда упоминается как банк заземления, поскольку он обеспечивает локальный источник тока заземления на вторичной обмотке, который изолирован от первичного контура.

Гармоническое подавление:
Намагничивающий ток должен содержать нечетные гармоники для индуцированных напряжений, которые являются синусоидальными, а третья гармоника является доминирующей гармонической составляющей. В трехфазной системе три гармонические токи всех трех фаз находятся в фазе друг с другом, поскольку они представляют собой токи с нулевой последовательностью. В соединении трансформатора YY единственный путь для тока третьей гармоники — через нейтраль.

Однако в соединении Δ -Y токи третьей гармоники, равные по амплитуде и по фазе друг другу, могут циркулировать вокруг пути, образованного Δ-соединенной обмоткой. То же самое верно для других гармоник нулевой последовательности.

Банк заземления:
Он обеспечивает локальный источник тока заземления на вторичной обмотке, который изолирован от первичного контура. Предположим, что незаземленный генератор снабжает простую радиальную систему через трансформатор Δ-Y с заземленным нейтральным вторичным, как показано на рисунке. Генератор может подавать однофазную нагрузку через нейтральный трансформатор Y.

Обратимся к стороне низковольтного генератора трансформатора как вторичной и высоковольтной стороне нагрузки трансформатора в качестве первичной. Обратите внимание, что каждая первичная обмотка магнитно связана со вторичной обмоткой.

Магнитно связанные обмотки проходят параллельно друг другу:

Магнитно связанные обмотки

Через второй закон трансформатора ток нагрузки от фазы к земле в первичной цепи отражается как ток вторичной обмотки переменного тока. Никакие другие токи не должны протекать в обмотках переменного или постоянного тока на стороне генератора трансформатора, чтобы сбалансировать токи.

Простое реле защиты заземления:
Защитная ретрансляция МНОГО легче на трансформаторе треугольника, поскольку замыкания на землю на вторичной стороне изолированы от первичной, что значительно облегчает координацию. Если на трансформаторе с треугольником имеется восходящая ретрансляция, любой ток нулевой последовательности может считаться от первичного замыкания на землю, что обеспечивает очень чувствительную защиту от замыканий на землю.

Поверхностное замыкание на землю вызывает замыкание на землю с замыканием на землю, что приводит к возникновению первичного замыкания на землю, что затрудняет координацию. На самом деле защита от замыканий на землю является одним из основных преимуществ дельта-белых блоков.

Недостатки подключения Delta-Star

В этом типе подключения вторичное напряжение не находится в фазе с первичным. Следовательно, это соединение не может работать параллельно с трансформатором с звездообразной или дельта-треугольником.

Одна из проблем, связанных с этим соединением, заключается в том, что вторичное напряжение смещается на 30 0 относительно первичного напряжения. Это может вызвать проблемы при параллельном подключении трехфазных трансформаторов, поскольку вторичные напряжения трансформаторов должны быть синфазными, которые должны быть параллельны. Поэтому мы должны обратить внимание на эти сдвиги.

Если вторичный из этого трансформатора должен быть параллелен второму другому трансформатору без фазового сдвига, возникла бы проблема.

Приложения

Обычно используется в повышающем трансформаторе

Например, в начале линии передачи HT. В этом случае нейтральная точка стабильна и не будет плавать в случае несбалансированной нагрузки. Не существует искажения потока, поскольку существование Δ-соединения допускает путь для компонентов третьей гармоники.

Коэффициент линейного напряжения составляет √3 раза от коэффициента поворота трансформатора, а вторичное напряжение — первичное на 30 °. В последние годы эта схема стала очень популярной для системы распределения, поскольку она обеспечивает 3- Ø, 4-проводную систему.

Обычно используется в коммерческих, промышленных и высокоплотных жилых помещениях

Поставка трехфазных систем распределения.

Примером может служить распределительный трансформатор с дельта-первичным двигателем, работающий на трех фазах 11 кВ без нейтрали или земли, а вторичная звезда (или змеечная), обеспечивающая трехфазное питание при 400 В, с внутренним напряжением 230, доступным между каждой фазе и заземленной нейтральной точке.

Используется в качестве генераторного трансформатора

Соединение трансформатора Δ-Y используется повсеместно для подключения генераторов к системам передачи по двум очень важным причинам.

Прежде всего, генераторы обычно оснащены чувствительной защитой от замыкания на землю. Трансформатор Δ-Y является источником токов заземления для нагрузок и сбоев в системе передачи, однако защита от замыкания на землю генератора полностью изолирована от токов заземления на первичной стороне трансформатора.

Во-вторых, вращающиеся машины могут буквально быть.

Источник