Трёхфазные силовые трансформаторы являются базовым элементом современных электроэнергетических систем и применяются для преобразования уровней напряжения в трёхфазных сетях переменного тока. Их использование обеспечивает наиболее рациональную передачу и распределение мощности при минимальных потерях и оптимальном использовании активных материалов.

Трёхфазные трансформаторы применяются на всех уровнях энергосистемы — от распределительных сетей до магистральных и генераторных подстанций. Они используются для понижения и повышения напряжения, межсистемных связей, питания промышленных нагрузок и интеграции источников генерации. По сравнению с однофазными решениями трёхфазный трансформатор обеспечивает более компактную и экономичную реализацию при той же суммарной мощности.

Номинальная мощность трёхфазных силовых трансформаторов варьируется от десятков кВА до сотен МВА. Номинальные напряжения обмоток выбираются в соответствии с классом сети и схемой электроснабжения и задаются линейными значениями. Номинальные токи определяются полной мощностью трансформатора и тепловыми возможностями обмоток. Частота работы, как правило, составляет 50 или 60 Гц.

Трёхфазные трансформаторы выполняются преимущественно в стержневой конструкции с трёх- или пятистержневым магнитопроводом. Такая схема обеспечивает равномерное распределение магнитного потока между фазами и высокую механическую прочность. Магнитопроводы изготавливаются из холоднокатаной электротехнической стали с ориентированной структурой, что позволяет снизить потери холостого хода. Обмотки каждой фазы располагаются концентрически и электрически изолированы между собой и от магнитопровода.

Для трёхфазных трансформаторов применяются различные схемы соединения обмоток — «звезда», «треугольник» и «зигзаг», а также их комбинации. Выбор схемы определяет условия заземления нейтрали, устойчивость к несимметрии нагрузки и уровень гармонических искажений. Группа соединения обмоток задаёт фазовый сдвиг между первичной и вторичной сторонами и является критическим параметром при параллельной работе трансформаторов.

Трёхфазные трансформаторы обладают высокими значениями КПД, особенно при номинальной и близкой к номинальной нагрузке. Потери холостого хода распределяются на три фазы и оптимизируются за счёт конструкции магнитопровода, а потери короткого замыкания определяются сопротивлением обмоток и рассеянным магнитным полем. Напряжение короткого замыкания подбирается с учётом допустимых токов КЗ и требований к релейной защите.

В эксплуатации трёхфазные трансформаторы отличаются устойчивостью к длительной нагрузке и высокой надёжностью. Однако они более чувствительны к несимметрии фазных токов, которая может приводить к дополнительному нагреву отдельных обмоток. Поэтому важным условием является равномерное распределение нагрузки и корректная работа защитных устройств. Для трансформаторов средней и высокой мощности широко применяются системы регулирования напряжения под нагрузкой и средства непрерывного мониторинга состояния.

Основными преимуществами трёхфазных силовых трансформаторов являются компактность, экономичность, снижение удельных потерь и упрощение схемы электроснабжения по сравнению с группами однофазных трансформаторов. Ограничением является более сложный ремонт активной части и необходимость вывода всего трансформатора из работы при серьёзных повреждениях.

Трёхфазные силовые трансформаторы являются фундаментом электроэнергетики, обеспечивая эффективную передачу мощности, устойчивость режимов и надёжную работу электрических сетей в широком диапазоне напряжений