Zatím se stále předpokládá, že transformátor má pouze dvě vinutí na fázi, a to vinutí nízkého napětí a vinutí vysokého napětí. Ve skutečnosti, i když se jedná pouze o nejběžněji používanou metodu uspořádání, není důvod, proč transformátory používají pouze dvě vinutí. Nejčastějším důvodem pro přidání třetího vinutí k třífázovému transformátoru je vytvoření trojúhelníkového připojeného třetího vinutí. Další důvody pro přidání třetího vinutí jsou následující: za prvé, omezit poruchovou úroveň nízkonapěťového systému prostřednictvím odbočného napájení, tj. vytvořit duální sekundární transformátor; Druhým je připojení několika napájecích systémů pod různými napájecími napětími; Třetím je nastavení napětí systému a jalového výkonu prostřednictvím synchronního kondenzátoru připojeného ke svorce vinutí.
Tří{0}}fázový transformátor by měl mít v ideálním případě sadu tří{1}}fázových vinutí zapojených v trojúhelníkové konfiguraci, která může poskytnout transformátoru cestu s nízkou impedancí pro proud třetí harmonické. Vinutí propojené trojúhelníkem může také cirkulovat proud v trojúhelníku, když jsou protilehlé zátěže nevyvážené, čímž se tato nerovnováha snižuje a výrazně se zabrání tomu, aby byla přiváděna zpět do systému. Přestože návrháři systému nejsou ochotni používat transformátory zapojené do hvězdy/hvězdy, v některých případech je fázový posun generovaný transformátory hvězda/trojúhelník nebo trojúhelník/hvězda nepřijatelný. Například situace, která se často vyskytuje v pomocných systémech rozvoden. V tomto ohledu byla obecná praxe v průběhu let instalovat do transformátoru třetí vinutí s trojúhelníkovým připojením.
Vzhledem k nelinearitě B/H křivky magnetických materiálů se železným jádrem bude aplikace sinusového napětí mít za následek sinusový magnetický tok (sekundární napětí je také sinusové). Magnetizační proud není sinusový. Proto magnetizační proud transformátoru vystaveného sinusovému napětí bude obsahovat základní složky a různé harmonické. Amplituda a složení těchto harmonických závisí na magnetizačních charakteristikách materiálu železného jádra a maximální hustotě magnetického toku. Obecně lze říci, že dominantní roli hraje třetí harmonická a kromě třetí harmonické existují i vyšší třetí harmonické.
Vzhledem k tomu, že třetí harmonická složka je ve stejné fázi v každé fázi tří{0}}fázového systému. Mezi vedeními tedy není žádné trojité harmonické napětí. Třetí harmonická složka magnetizačního proudu musí procházet neutrálním bodem vinutí zapojeného do hvězdy nebo vinutím zapojeným do trojúhelníku (jak výkonový neutrální bod, tak vinutí zapojené do hvězdy jsou uzemněny). Pokud v transformátoru připojeném do hvězdy/hvězdy není vinutí do trojúhelníku nebo nulový bod transformátoru a napájecí zdroj nejsou současně uzemněny, pak kapacitní proud mezi linkou a zemí na lince napájecího systému bude nevyhnutelně obsahovat harmonické složky. Pokud tyto harmonické neprocházejí těmito cestami, výstupní napětí bude mít harmonické zkreslení.
I když jsou neutrální bod a vinutí připojené do hvězdy napájecího zdroje uzemněny, jak bylo zmíněno dříve, ačkoli výstupní tvar vlny transformátoru nepodléhá zkreslení, trojitý harmonický proud tekoucí v neutrálním bodě může stále způsobovat rušení bezdrátových komunikačních obvodů a dalších elektronických zařízení, stejně jako přehřátí neutrálního uzemněného odporu kapaliny. To je další důvod pro použití vinutí zapojených do trojúhelníku.
Pokud neutrální bod vinutí připojeného do hvězdy není uzemněn, bez použití trojúhelníkového třetího vinutí. Neutrální bod bude kmitat při napětí vyšším nebo nižším než je zemní potenciál, s amplitudou napětí rovnou trojnásobku amplitudy harmonické složky. Díky použití trojúhelníkového třetího vinutí lze tomuto jevu zabránit. Někdy se třetí vinutí označuje jako stabilizační vinutí.
Počet závitů a jmenovité napětí třetího vinutí lze zvolit v libovolné vhodné hodnotě. Proto mohou být svorky třetího vinutí vyvedeny pro napájení pomocných zátěží rozvodny, čímž se eliminuje potřeba samostatného pomocného transformátoru. U velkých autotransformátorů používaných při přenosu energie se musí použít spojení hvězda/hvězda a třetí vinutí se obvykle používá jako kompenzační zařízení pro spojovací systém.
Přestože je pomocná zátěž relativně malá ve srovnání se jmenovitou kapacitou hlavního transformátoru, jmenovitá kapacita třetího vinutí musí být schopna přenášet maximální cirkulační proud generovaný v důsledku vážné nerovnováhy systému. Obecně řečeno, tato nejběžnější nerovnováha pochází z krátkého uzemnění vodiče sekundárního vinutí k zemi, když je uzemněn sekundární neutrální bod.
Za předpokladu, že poměr závitů všech vinutí je 1:1, což odpovídá primárnímu zátěžovému proudu jednofázové zátěže na sekundární straně transformátoru zapojeného do hvězdy/hvězdy s třetím vinutím zapojeným do trojúhelníku. To bude mít za následek, že jmenovité závity třetího vinutí budou přibližně rovné jedné-třetině jmenovitých závitů primárního a sekundárního vinutí. Proto bez specifických jmenovitých parametrů je poskytnuta obecná metoda pro stanovení jmenovitých parametrů třetího vinutí.
Z hlediska trvalé a krátkodobé{0}}zátěže má velký význam impedance mezi třetím vinutím a dvěma hlavními vinutími. Třetí vinutí musí být navrženo tak, aby mělo dostatečnou mechanickou pevnost, požadovanou tepelnou odolnost, dostatečnou impedanci vzhledem ke dvěma hlavním vinutím a schopnost odolávat mezifázovému zkratu v hlavních vinutích bez generování abnormálních poklesů napětí při nepřetržitém nesymetrickém zatížení.
Když je třeba navrhnout transformátor s třetím vinutím, měl by uživatel poskytnout dostatečné informace podle představ, aby umožnil konstruktérovi transformátoru určit maximální externí poruchový proud, který se může vyskytnout za nejnepříznivějších provozních podmínek. Tyto informace, včetně systémových charakteristik a podrobných metod uzemnění, stejně jako znalost hodnot impedance mezi různými vinutími, umožňují konstruktérům přesně vyhodnotit poruchový proud a jeho amplitudu třetího vinutí. Tento přístup je mnohem lepší, než když uživatelé libovolně specifikují kapacitu. I když použití metod přibližného odhadu k určení kapacity je při absenci přesných informací intuitivnější. Pro získání ideální hodnoty jmenovité kapacity třetího vinutí ji lze odvodit pouze na základě impedance mezi vinutími transformátoru a dalších výše uvedených faktorů.
Jak bylo zdůrazněno na začátku článku, základní princip nastavení třetího vinutí byl převzat již mnoho let a byl dále rozvíjen po použití za tepla -válcovaných elektroocelových plechů k výrobě železných jader. Železné jádro vyrobené ze za tepla-válcovaných elektroocelových plechů může generovat budicí proud až 5 % proudu při plné zátěži. Budicí proud moderních plechů z elektrooceli válcovaných za studena-je mnohem nižší, asi 0,5 % proudu při plném zatížení. V tomto případě není vliv harmonického zkreslení budícího proudu významný. Je třeba zvážit, zda by měl být transformátor zapojený do hvězdy/hvězdy vybaven třetím vinutím zapojeným do trojúhelníkové konfigurace.
V transformátoru zapojeném do hvězdy/hvězdy, kde nulový bod na primární straně není uzemněn a nulový bod na sekundární straně je uzemněn, nezpůsobí relativní zemní porucha na sekundární straně významný poruchový proud, který by aktivoval ochranné zařízení relé. Je to proto, že tato struktura klade vysokou impedanci na jednofázové-proudy. Obecně řečeno, přítomnost třetího vinutí spojeného trojúhelníkem může způsobit cirkulaci cirkulačního proudu, což vede k rovnováze ostatních dvou fází proudu. Tím je vyřešena výše uvedená otázka. V polovině 70. let 20. století. Jako příklad pro ilustraci výše uvedeného tématu slouží návrh 132kV/11kV záložního transformátoru s 60MV · zapojení hvězda/hvězda v elektrárně Lettlebrook "D" Central Electricity Supply Corporation (CECR) ve Velké Británii. Toto je 60MV · A záložní transformátor.Lidé tedy věnovali pozornost tomuto transformátoru, to znamená, že pokud je třetí vinutí s trojúhelníkovým připojením nastaveno podle konvenční metody. Když pracuje paralelně s továrním transformátorem, úroveň jednofázového zemního spojení 11kV systému může být příliš vysoká. Protože bylo v té době běžné vynechávat třetí vinutí transformátoru 33kV/11kV se zapojením hvězda/hvězda, bylo rozhodnuto třetí vinutí na tento transformátor neinstalovat. Následně rozpoutala diskuse s výrobním závodem o tom, zda není problém s nedostatečným poruchovým proudem v případě zemního spojení na straně 11kV. Výrobce může zaručit, že tato situace nenastane. Po sestavení a vyzkoušení je to skutečně pravda. K analýze takových problémů je nejlepší použít koncept impedance sekvence nulové fáze.
