Zatiaľ sa stále predpokladá, že transformátor má len dve vinutia na fázu, a to nízkonapäťové vinutie a vysokonapäťové vinutie. V skutočnosti, hoci je to len najbežnejšie používaná metóda usporiadania, neexistuje dôvod, prečo transformátory používajú iba dve vinutia. Najčastejším dôvodom na pridanie tretieho vinutia k troj-fázovému transformátoru je vytvorenie trojuholníkového pripojeného tretieho vinutia. Ďalšie dôvody na pridanie tretieho vinutia sú nasledovné: po prvé, obmedziť poruchovú úroveň nízkonapäťového systému pomocou odbočného napájania, to znamená vytvoriť duálny sekundárny transformátor; Druhým je pripojenie niekoľkých napájacích systémov pod rôznymi napájacími napätiami; Tretím je nastavenie systémového napätia a jalového výkonu prostredníctvom synchrónneho kondenzátora pripojeného k svorke vinutia.
Troj{0}}fázový transformátor by mal mať v ideálnom prípade súpravu troch{1}}fázových vinutí zapojených do trojuholníkovej konfigurácie, ktorá môže poskytnúť transformátoru cestu s nízkou impedanciou pre prúd tretej harmonickej. Vinutie spojené trojuholníkom môže tiež cirkulovať prúd v trojuholníku, keď sú protiľahlé záťaže nevyvážené, čím sa táto nerovnováha zníži a výrazne sa zabráni tomu, aby sa privádzala späť do systému. Hoci návrhári systémov nie sú ochotní použiť transformátory zapojené do hviezdy/hviezdy, v niektorých prípadoch je fázový posun generovaný transformátormi hviezda/trojuholník alebo trojuholník/hviezda neprijateľný. Napríklad situácia, ktorá sa často vyskytuje v pomocných systémoch rozvodní. V tomto ohľade bola všeobecnou praxou v priebehu rokov inštalácia tretieho vinutia s trojuholníkovým pripojením do transformátora.
V dôsledku nelinearity B/H krivky magnetických materiálov so železným jadrom bude mať aplikácia sínusového napätia za následok sínusový magnetický tok (sekundárne napätie je tiež sínusové). Magnetizačný prúd nie je sínusový. Preto magnetizačný prúd transformátora vystaveného sínusovému napätiu bude obsahovať základné zložky a rôzne harmonické. Amplitúda a zloženie týchto harmonických závisí od magnetizačných charakteristík materiálu železného jadra a maximálnej hustoty magnetického toku. Všeobecne možno povedať, že dominantnú úlohu hrá tretia harmonická a okrem tretej harmonickej sú tu aj vyššie tretie harmonické.
Vzhľadom na to, že tretia harmonická zložka je v každej fáze trojfázovej sústavy v rovnakej fáze. Medzi vedeniami teda nie je trojité harmonické napätie. Tretia harmonická zložka magnetizačného prúdu musí prechádzať cez nulový bod vinutia zapojeného do hviezdy alebo cez vinutie zapojené do trojuholníka (výkonový neutrálny bod aj vinutie pripojené do hviezdy sú uzemnené). Ak v transformátore zapojenom do hviezdy/hviezdy nie je žiadne vinutie do trojuholníka alebo neutrálny bod transformátora a napájací zdroj nie sú súčasne uzemnené, potom kapacitný prúd medzi linkou a zemou na linke systému napájania bude nevyhnutne obsahovať harmonické zložky. Ak tieto harmonické neprechádzajú týmito cestami, výstupné napätie bude mať harmonické skreslenie.
Aj keď sú neutrálny bod a vinutie napájacieho zdroja pripojené do hviezdy uzemnené, ako je uvedené vyššie, hoci výstupný tvar vlny transformátora nepodlieha skresleniu, trojitý harmonický prúd tečúci v neutrálnom bode môže stále spôsobiť rušenie bezdrôtových komunikačných obvodov a iných elektronických zariadení, ako aj prehriatie neutrálneho uzemneného odporu kvapaliny. To je ďalší dôvod pre použitie vinutia zapojených do trojuholníka.
Ak neutrálny bod vinutia pripojeného do hviezdy nie je uzemnený, bez použitia trojuholníkového tretieho vinutia. Neutrálny bod bude oscilovať pri napätí vyššom alebo nižšom ako potenciál zeme, s amplitúdou napätia rovnajúcou sa trojnásobku amplitúdy harmonickej zložky. Vďaka použitiu trojuholníkového tretieho vinutia je možné tomuto javu zabrániť. Niekedy sa tretie vinutie označuje ako stabilizačné vinutie.
Počet závitov a menovité napätie tretieho vinutia je možné zvoliť na ľubovoľnú vhodnú hodnotu. Preto môžu byť svorky tretieho vinutia vyvedené, aby napájali pomocné záťaže rozvodne, čím sa eliminuje potreba samostatného pomocného transformátora. Pri veľkých autotransformátoroch používaných pri prenose energie sa musia použiť spojenia hviezda/hviezda a tretie vinutie sa zvyčajne používa ako kompenzačné zariadenie pre spojovací systém.
Aj keď je pomocné zaťaženie relatívne malé v porovnaní s menovitou kapacitou hlavného transformátora, menovitá kapacita tretieho vinutia musí byť schopná prenášať maximálny cirkulačný prúd generovaný v dôsledku vážnej nerovnováhy systému. Všeobecne povedané, táto najbežnejšia nerovnováha pochádza z krátkeho uzemnenia vodiča sekundárneho vinutia k zemi, keď je sekundárny neutrálny bod uzemnený.
Za predpokladu, že pomer závitov všetkých vinutí je 1:1, čo zodpovedá primárnemu zaťažovaciemu prúdu jednofázovej záťaže na sekundárnej strane transformátora zapojeného do hviezdy/hviezdy s tretím vinutím zapojeným do trojuholníka. To bude mať za následok, že menovité otáčky tretieho vinutia budú približne rovné jednej-tretine menovitých závitov primárneho a sekundárneho vinutia. Preto bez špecifických menovitých parametrov je poskytnutá všeobecná metóda na určenie menovitých parametrov tretieho vinutia.
Z hľadiska nepretržitého a krátkodobého{0}}zaťaženia má veľký význam impedancia medzi tretím vinutím a dvoma hlavnými vinutiami. Tretie vinutie musí byť navrhnuté tak, aby malo dostatočnú mechanickú pevnosť, požadovanú tepelnú odolnosť, dostatočnú impedanciu vo vzťahu k dvom hlavným vinutiam a schopnosť odolať medzifázovému skratu v hlavnom vinutí bez vytvárania abnormálnych poklesov napätia pri nepretržitom nevyváženom zaťažení.
Keď je potrebné navrhnúť transformátor s tretím vinutím, používateľ by mal poskytnúť dostatočné informácie podľa predstáv, aby umožnil konštruktérovi transformátora určiť maximálny vonkajší poruchový prúd, ktorý sa môže vyskytnúť za najnepriaznivejších prevádzkových podmienok. Tieto informácie, vrátane systémových charakteristík a podrobných metód uzemnenia, ako aj znalosti hodnôt impedancií medzi rôznymi vinutiami, umožňujú konštruktérom presne vyhodnotiť poruchový prúd a jeho amplitúdu tretieho vinutia. Tento prístup je oveľa lepší, než keď používatelia svojvoľne špecifikujú kapacitu. Hoci použitie metód približného odhadu na určenie kapacity je intuitívnejšie pri absencii presných informácií. Na získanie ideálnej hodnoty menovitej kapacity tretieho vinutia je možné ju odvodiť iba na základe impedancie medzi vinutiami transformátora a ďalších faktorov uvedených vyššie.
Ako bolo zdôraznené na začiatku článku, základný princíp nastavenia tretieho vinutia bol prijatý mnoho rokov a bol ďalej vyvinutý po použití za tepla -valcovaných elektrooceľových plechov na výrobu železných jadier. Železné jadro vyrobené zo za tepla-valcovaných elektrooceľových plechov dokáže generovať budiaci prúd až 5 % prúdu pri plnej záťaži. Budiaci prúd moderných za studena{5}}valcovaných elektrooceľových plechov je oveľa nižší, asi 0,5 % prúdu pri plnom zaťažení. V tomto prípade nie je vplyv harmonického skreslenia budiaceho prúdu významný. Je potrebné zvážiť, či by transformátor zapojený do hviezdy/hviezdy mal byť vybavený tretím vinutím zapojeným v konfigurácii trojuholníka.
V transformátore zapojenom do hviezdy/hviezdy, kde neutrálny bod na primárnej strane nie je uzemnený a neutrálny bod na sekundárnej strane je uzemnený, nespôsobí relatívna zemná porucha na sekundárnej strane významný poruchový prúd, ktorý by aktivoval ochranné zariadenie relé. Je to preto, že táto štruktúra vytvára vysokú impedanciu na jednofázové-prúdy. Všeobecne povedané, prítomnosť tretieho vinutia spojeného trojuholníkom môže spôsobiť cirkuláciu cirkulujúceho prúdu, čo vedie k rovnováhe ostatných dvoch fáz prúdu. Takže riešenie vyššie uvedenej otázky. V polovici 70. rokov 20. storočia. Konštrukcia záložného transformátora 132 kV/11 kV s 60 MV · hviezdicovým zapojením v elektrárni Lettlebrook "D" Central Electricity Supply Corporation (CECR) vo Veľkej Británii slúži ako príklad na ilustráciu vyššie uvedenej témy. Toto je 60MV · A pohotovostný transformátor.Takže ľudia venovali pozornosť tomuto transformátoru, to znamená, ak je tretie vinutie s trojuholníkovým pripojením nastavené podľa konvenčnej metódy. Keď pracuje paralelne s továrenským transformátorom, úroveň jednofázového zemného spojenia 11 kV systému môže byť príliš vysoká. Pretože v tom čase bolo bežné vynechávať tretie vinutie transformátora 33kV/11kV so zapojením hviezda/hviezda, bolo rozhodnuté tretie vinutie na tento transformátor neinštalovať. Následne to rozprúdilo diskusiu s výrobným závodom o tom, či v prípade poruchy uzemnenia na strane 11kV nie je problém s nedostatočným poruchovým prúdom. Výrobca môže zaručiť, že takáto situácia nenastane. Po zložení a odskúšaní je to skutočne pravda. Na analýzu takýchto problémov je najlepšie použiť koncepciu impedancie nulovej fázovej sekvencie.
