Кіріспе
Электрлік трансформатордың түрі
Зигзагтық трансформатор орауы – зигзагтық немесе «бірімен-бірі байланысқан жұлдыз» қосылымы бар, арнайы мақсаттағы трансформатор орауы. Оның әрбір шығысы екі (2) фазаның 120°-қа ығысқан векторлық қосындысы болып табылады. Ол жерге қосылатын трансформатор ретінде қолданылады, жерге қосылмаған 3 фазалық жүйеден нейтраль қосылымын жасауға мүмкіндік береді, соның арқасында нейтральді жерге қосуға болады; гармоникалық токтарды басу үшін (3-ші, 9-шы, 15-ші, 21-ші және т.б. ретті гармоникалық токтарды жоюға болады); автотрансформатор ретінде 3 фазалық қуатты беруге (оқшауланған тізбексіз негізгі және екіншілік ретінде қызмет етуге); және стандартты емес, фазалық ығысқан 3 фазалық қуатты беруге қолданылады. Үш «тіреуіштің» әрқайсысы екі бөлікке бөлінген. Әр тіреуіштің екі жартысы тең санмен орамдарға ие және қарама-қарсы бағытта оралған. Нейтраль жерге қосылғанда, фазадан жерге қысқа тұйықталу кезінде ток ағынының үштен бірі ақау тогына қайта оралады, ал қалғаны дельта көзінен жерге қосу нүктесін алу үшін қолданылғанда үш фазаның екеуі арқылы өтуі керек. Егер бір немесе бірнеше фазалар жерге тұйықталып кетсе, трансформатордың әрбір фазасына түсетін кернеу теңгерімсіз болады; орамдардағы магниттік ағындар енді бір-бірін қарамастандырмайды. (Симметриялық компоненттерді пайдаланып, бұл Ia0 = Ib0 = Ic0 болады.) Жерге тұйықталу (жер ақаулықтары) тогы трансформатордың нейтралі мен ақаулы фаза арасында пайда болады. Бұл қолданбадағы зигзагтық трансформатордың мақсаты – дельталық қосылған жүйелердегі жерге тұйықталулар үшін кері оралу жолын қамтамасыз ету. Қалыпты жағдайда нейтральдағы ток көбінесе шамалы болғандықтан, үнемі ақау жүктемесін көтере алмайтын, кішілендірілген трансформаторды тек қысқа мерзімді талаптар болғанда ғана пайдалануға болады, егер ақаулы жүктеме ақау жағдайында автоматты түрде ажыратылса. Трансформатордың кедергісі қажетті ең жоғары ақау тогы үшін тым төмен болмауы керек. Ең жоғары ақау тоқтарын шектеу үшін екінші орамдар қосылғаннан кейін кедергі қосылуы мүмкін (3Io жолы). Векторлық фазалық ығыстыруға қол жеткізу үшін Y (жұлдыз) , дельта және зигзаг орамдарының комбинациясын пайдалануға болады. Мысалы, электр желісі 110 кВ/33 кВ жұлдыз/жұлдыз трансформаторларынан және жоғары кернеуді тарату желісі үшін 33 кВ/11 кВ дельта/жұлдыз трансформаторларынан тұруы мүмкін. Егер 110 кВ/11 кВ желісі арасында тікелей трансформация қажет болса, 110 кВ/11 кВ жұлдыз/дельта трансформаторын пайдалануға болады. Бірақ мәселе мынада, 11 кВ дельтада жерге қосылу нүктесі жоқ. 110 кВ/11 кВ трансформаторының екінші жағына зигзагтық трансформаторды орнату қажетті жерге қосылу нүктесін қамтамасыз етеді.
A zigzag transformer winding is a special purpose transformer winding with a zigzag or "interconnected star" connection, such that each output is the vector sum of two (2) phases offset by 120°. It is used as a grounding transformer, creating a missing neutral connection from an ungrounded 3 phase system to permit the grounding of that neutral to an earth reference point; to perform harmonic mitigation, as they can suppress triplet (3rd, 9th, 15th, 21st, etc.) harmonic currents; to supply 3 phase power as an autotransformer (serving as the primary and secondary with no isolated circuits); and to supply non standard, phase shifted, 3 phase power. Each of the three "limbs" are split into two sections. The two halves of each limb have an equal number of turns and are wound in opposite directions. With the neutral grounded, during a phase to ground short fault, a third of the current returns to the fault current, and the remainder must go through two of the three phases when used to derive a grounding point from a delta source. If one or more phases fault to earth, the voltage applied to each phase of the transformer is no longer in balance; fluxes in the windings no longer oppose. (Using symmetrical components, this is Ia0 = Ib0 = Ic0.) Zero sequence (earth fault) current exists between the transformer’s neutral to the faulting phase. The purpose of a zigzag transformer in this application is to provide a return path for earth faults on delta connected systems. With negligible current in the neutral under normal conditions, an undersized (unable to carry a continuous fault load) transformer may be used only as short time rating is required, provided the defective load will be automatically disconnected in a fault condition. The transformer's impedance should not be too low for desired maximum fault current. Impedance can be added after the secondaries are summed to limit maximum fault currents (the 3Io path). A combination of Y (wye or star), delta, and zigzag windings may be used to achieve a vector phase shift. For example, an electrical network may have a transmission network of 110 kV/33 kV star/star transformers, with 33 kV/11 kV delta/star for the high voltage distribution network. If a transformation is required directly between the 110 kV/11 kV network an option is to use a 110 kV/11 kV star/delta transformer. The problem is that the 11 kV delta no longer has an earth reference point. Installing a zigzag transformer near the secondary side of the 110 kV/11 kV transformer provides the required earth reference point.
Қолданбалар
Зигзаг трансформаторлары электр желісіне үш фазалы инверторларды (көбінесе жаңартылатын энергия көздері үшін) қосу кезінде тұрақты бейтарап кернеуді қамтамасыз ету және фаза-жер кернеуінің артық деңгейге жетуін болдырмау үшін пайдаланылады. Бұл инверторлардың ішіндегі, әдетте оқшауланған қақпалы биполярлы транзисторлар (IGBT) болатын коммутациялық құрылғыларды қорғайды.