Согласно ГОСТ 11677-85 начала обмоток двухобмоточного однофазного трансформатора обозначают буквами А и а, концы – Х и х. В трехфазных двухобмоточных трансформаторах начала и концы обмоток обозначают соответственно буквами А, В, С; а, в, с; X, Y, Z; x, y, z. Прописные буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а строчные – к обмоткам низшего напряжения. Понятия начала и конца обмоток условны. В трехфазных трансформаторах возможны следующие схемы соединений: Y/Y, Δ/Δ, Δ/Z, Y/Δ, Δ/Y, Y/Z (Y-соединение звездой, Δ – треугольник, Z – зигзаг, (в числителе указаны соединения обмотки высшего напряжения, в знаменателе – низшего). Эти схемы образуют 12 различных групп соединений.
Говоря о работе трансформатора, следует иметь в виду возможность их параллельной работы. Поэтому одного указания на схему соединения трансформаторов недостаточно. Необходимо еще знать угол сдвига фаз между первичными и вторичными векторами линейных напряжений трансформаторов. Величина этого угла определяет группу соединения трансформатора и зависит от направления, в котором намотана обмотка, от способа соединения обмоток трехфазного трансформатора. Для наглядности и лучшего понимания принятого обозначения пользуются циферблатом часов. Вектор напряжения обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и всегда устанавливают на цифре 12.
Рис. 1 — Группы соединения трансформаторов
Вектор напряжения обмотки низшего напряжения соответствует часовой стрелке и его положение зависит от сдвига фаз напряжений обеих обмоток. Вектора могут быть сдвинуты на углы, кратные 30 градусам.
В судовых силовых трансформаторах применяются следующие группы соединений: Y/Y -0, Y/Δ — 11, Δ/Δ — 0. Для примера на рис. 1 представлены группы соединений Y/Y -0, Y/Δ — 11.
На судах используются однофазные трансформаторы типов ОСКО, ОСВ, ОСЗ, ОВ, ОО, ОЗ и трехфазные – ТСВ, ТСЗ, ТВ, ТЗ. Название типа трансфор матора состоит из букв и цифр, которые обозначают: первая буква – число фаз (О – однофазный, Т – трехфазный); буквы С и К – сухой и комплектуемый; последняя буква перед цифрами указывает на исполнение корпуса (О – открытый, З – брызгозащитный, В – водозащищенный); цифры, стоящие после буквенного обозначения, указывают мощность кВА; буква Т в конце – тропическое исполнение. Выводы первичной обмотки трансформатора маркируются буквой Л, с добавлением к ней цифр 1 для начала и 2 для конца. Выводы вторичной обмотки маркируются как И1 и И2.
- Главная
- Обозначения выводов и группы соединения трансформаторов
Способы соединения обмоток на трансформаторе, как можно их соединять и как нельзя, + теория и советы
Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов
Маркировка начал и концов обмоток трансформаторов выполняется следующим образом. В однофазном трансформаторе обмотка ВН обозначается прописными латинскими буквами: А — начало, X — конец. Обмотка НН — строчными латинскими буквами: а — начало, х — конец. При наличии третьей обмотки с промежуточным (средним) напряжением начало и конец ее обозначают соответственно Ат и Хт.
В трехфазном трансформаторе обмотка ВЫ обозначается прописными латинскими буквами: А, В, С — начала, X, Y, Z — концы. Обмотка НН — строчными латинскими буквами: я, Ь, с — начала, х, у> z — концы. Чередование фаз А, В, С принято считать слева направо, если смотреть на трансформатор со стороны отводов обмотки ВН.
В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в «звезду» (Y), либо в «треугольник» (А) и реже в «зигзаг» (Z). Первые две схемы соединения трехфазных обмоток обозначаются прописными русскими буквами, соответственно У, Д.
Клеммы нулевой точки при соединении трехфазной обмотки в «звезду» или «зигзаг» обозначаются в обмотке ВН прописной буквой О, а в обмотке НН строчной буквой о. При этом к буквенным обозначениям схем соединения обмоток добавляют индекс «н» (Y|(, Z().
Для включения трансформатора на параллельную работу с другими трансформаторами особое значение имеет сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток. Для характеристики этого сдвига используется понятие о группе соединения обмоток.
Изобразим фрагмент стержневого магнитопровода однофазного двухобмоточного трансформатора (рис. 1.16). Обе обмотки намотаны по левой винтовой линии, имеют одинаковое направление намотки. У обеих обмоток начала А и а находятся сверху, а концы X и х — снизу, т. е. одинаково промаркированы.
Будем считать ЭДС наводимую в обмотке положительной, если она действует от конца обмотки к ее началу. В обеих обмотках ЭДС наводит один и тот же основной магнитный поток. А одинаковые направления намотки и одинаковая маркировка позволяют утверждать, что названные ЭДС этих обмоток в каждый момент времени действуют в одинаковом направлении, т. с. одновременно положительны или отрицательны.
ЭДС EA и Ea совпадают по фазе. Угол между векторами ЭДС первичной и вторичной обмоток равен нулю. Условное обозначение //1-0 (нулевая группа).
Если в одной из обмоток сменить маркировку на обратную (рис. 1.17) или изменить направление намотки, то в каждый момент времени в обмотках будут действовать ЭДС, противоположные по знаку. Угол между векторами ЭДС первичной и вторичной обмоток равен 180°. Для определения группы соединения обмоток этот угол необходимо разделить на 30. Условное обозначение / / / — 6 (шестая группа).
Таким образом, в однофазных трансформаторах можно получить только две группы соединения обмоток: нулевую и шестую.
Рассмотрим теперь трехфазный двухобмоточный трансформатор с соединением обмоток ВН и НН в «звезду» при выполнении следующих условий:
- 1. Обмотки имеют одинаковое направление намотки.
- 2. Обмотки одинаково промаркированы.
- 3. Одноименные фазы обмоток находятся на общих стержнях.
Сначала строится векторная диаграмма для обмотки ВН, произвольно выбрав направление первой из фазных ЭДС, соблюдая для остальных фазных ЭДС чередование фаз. При построении векторной диаграммы для обмотки НН направление каждого из векторов зависит от векторной диаграммы обмотки ВН.
Тогда все вектора фазных ЭДС попарно Ел и Еа, Ев и Ес и Ес, а также все вектора линейных ЭДС попарно ЕАВ и ЕаЬ> Евс и Е^, ECA и Eca в каждый момент времени совпадают по фазе, т. е. угол между ними равен нулю (рис. 1.18).
В трехфазных трансформаторах группа соединения обмоток определяется по углу между одноименными линейными ЭДС. В рассматриваемом случае условное обозначение Y?Y-0 (нулевая группа).
К каким изменениям приведет, например, смена маркировки обмотки НН вкруговую на один шаг? Векторную диаграмму ЭДС для обмотки ВН оставляем изображенной без изменения. Векторная диаграмма ЭДС обмотки НН будет иной. Фаза а-х обмотки НН расположена теперь на общем стержне с фазой В-У обмотки ВЫ и, вследствие того что фазы имеют одинаковое направление намотки и одинаково промаркированы, магнитный поток стержня наводит в этих фазах одинаковые по направлению ЭДС. Вектор Еа обмотки НН необходимо изобразить совпадающим по фазе с вектором Ев обмотки ВН.
Рис. 1.18
Рис. 1.19
Подобными будут рассуждения при обосновании направлений векторов Еь и Ес. В итоге векторная диаграмма ЭДС обмотки НН повернулась по часовой стрелке на 120° по сравнению с предыдущей векторной диаграммой. Угол между одноименными линейными ЭДС определяется по часовой стрелке от вектора ЭДС обмотки ВН до вектора ЭДС обмотки НН. Угол равен 120°, группа четвертая. Условное обозначение У / У -4.
Таким образом, при смене маркировки одной из обмоток вкруговую на один шаг группа соединения обмоток изменяется на четыре, т. к. вектора линейных ЭДС поворачиваются на 120° по часовой стрелке.
Подобные результаты будут получены, если обмотки ВН и НН имеют другую, но также одинаковую схему соединения обмоток — «треугольник».
Итак, если схемы соединения обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора одинаковые, то, изменяя маркировку одной из обмоток, можно получить шесть четных групп: 0, 4, 8, 6, 10, 2.
Рассмотрим теперь трехфазный двухобмоточный трансформатор при разных схемах соединения обмоток (рис. 1.20) с соблюдением тех же трех условий, как и при рассмотрении исходной ситуации в случае одинаковых схем соединения обмоток. Обмотка НН соединена по схеме «треугольник». Векторная диаграмма ЭДС обмотки ВН строится, как и в предыдущих случаях.
Рис. 1.20
Векторная диаграмма ЭДС обмотки НН представляет собой треугольник, каждая из сторон которого по величине и фазе равна одновременно фазной и линейной ЭДС. Угол между одноименными линейными ЭДС равен 330° группа одиннадцатая. Условное обозначение У / А -11.
Изменение маркировки обмотки НН вкруговую на один шаг изменит группу соединения обмоток на четыре, будет получена третья группа. Если вновь сменить маркировку обмотки НН вкруговую на один шаг, то группа соединения обмоток вновь изменится на четыре, будет получена седьмая группа.
Нетрудно предположить и подтвердить, что у трехфазного трансформатора при различных схемах соединения обмоток изменение маркировки одной из обмоток позволяет получить шесть нечетных групп:
ГОСТом предусматривается изготовление трансформаторов со следующими схемами и группами соединения обмоток: 1) У / Ун -0;
2) А/Ун-И; 3) У/Д-11; 4) Ун/Д-11; 5) ?/ги~ п-
При схеме соединения «зигзаг» каждая фаза обмотки разделяется на две части, которые располагаются на разных стержнях (одна на основном, а вторая на стержне соседней, в порядке чередования, фазы). При этом вторая половина каждой фазы подключается по отношению к первой половине встречно. Это позволяет получить ЭДС фазы в 7з раз больше, чем при согласном включении.
Однако при встречном включении половин фаз ЭДС каждой фазы будет все же меньше в 1,15 раза, чем при расположении половин фаз на одном стержне. Поэтому расход обмоточного провода при соединении по схеме «зигзаг» увеличивается на 15 %. Это соединение используется только в случае, когда возможна несимметричная нагрузка фаз с наличием токов нулевой последовательности.
Как обозначаются начала первичной обмотки трехфазного трансформатора
Все начала первичных обмоток трехфазного трансформатора обозначают большими буквами: А, В, С; начала вторичных обмоток — малыми буквами: а, Ь, с. Концы обмоток обозначаются соответственно: X, У, Z и х, у, z. Зажим выведенной нулевой точки при соединении звездой обозначают буквой О.
А, В, С – обозначают начало обмоток высшего напряжения, а буквы X, Y и Z означают конец этих обмоток.
Трансформаторы с «нулевой точкой» имеют выведенный конце под клемму обозначенный большой буквой О.
Аналогично обозначают концы обмоток низшего напряжения, но используют для этого строчные буквы х, у, z – это конец фазных обмоток, а, в, с их начало.
Соединение 3 — фазного трансформатора «звезда» и «треугольник»
Звезда и треугольник – это основные способы соединения обмоток 3 -х фазного трансформатора.
Соединяя свободные выводы трех обмоток между собой их начала, или концы образуют нейтральную точку. Остальные свободные зажимы подключаются к трехфазной нагрузке или входному напряжению, идущему на трансформатор от линии электропередач.
Соединение обмоток в треугольник происходит по принципу последовательного подключения, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой, а конец второй обмотки соединяется с началом третей обмотки.
Точки соединения обмоток подключаются внешние устройства. Обозначение выводов трехфазного трансформатора и их схемы подключения.
∆ — соединение обмоток трансформатора треугольником.
Y – соединение обмоток трансформатора звездой.
Соединение обмоток под чертой указывает на обмотки низшего напряжения, а над чертой высшего напряжения.
Цифра – указывает на угол между векторами ЭДС с 30° градусами угловых единиц.
Расшифровка обозначение указывает, что обмотки высшего в первом случае соединены звездой, низшего напряжения так же звездой. При этом обмотки низшего напряжения имеют подключенную «0» точку.
Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников.
Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье.
Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная. На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю. В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).
Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)
При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх — проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)
Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное. Но что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток равен линейному, т.к. что линейный, что фазный токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет. Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.
Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)
В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой
последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.
Подведем итоги. Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.
Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:
- Схемы питания трансформатора
- Мощности трансформатора
- Уровня напряжения
- Асимметрии нагрузки
- Экономических соображений
Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.
На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.
Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.
Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.
Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.
Эксплуатация электрических машин и аппаратуры — Трехфазные трансформаторы
Рис. 63. Трехфазные трансформаторы:
а — трехфазная трансформаторная группа; б — трехфазный трансформатор со связанной магнитной системой.
Магнитные системы трехфазных трансформаторов бывают двух видов: несвязанные и связанные. При несвязанной системе магнитный поток каждой фазы замыкается по собственному, отдельному магнитопроводу. Такая система получается из трех однофазных трансформаторов, первичные и вторичные обмотки которых соединены по трехфазным схемам.
Такое устройство называют трехфазной трансформаторной группой (рис. 63, а). Трансформаторные группы применяют в установках очень большой мощности, чтобы уменьшить вес и габариты оборудования. Это важно при его транспортировке и монтаже. Трансформаторные группы сравнительно громоздки, они большого веса.
Наиболее широко распространены трехфазные трансформаторы со связанной магнитной системой (рис. 63, б). Магнитопровод такого трансформатора собран из трех стержней, замыкаемых верхним и нижним ярмами. На каждом стержне две обмотки: ближе к стержню обмотка низшего напряжения, а ее охватывает обмотка высшего напряжения.
Крайние стержни трехстержневого трансформатора оказывают большее сопротивление потоком, чем средний стержень, поэтому токи холостого хода в фазах на крайних стержнях больше, чем в средней фазе. Фазные напряжения также не равны. Для расчетов используют среднеарифметические их значения:
Схемы и группы соединений трехфазных трансформаторов
Обмотки трехфазных трансформаторов соединяют звездой или треугольником. Схемы соединения обозначают в виде дроби, числитель ее указывает на схему соединения обмоток ВН, а знаменатель на схему соединения обмоток НН. При выведенной кулевой точке к соответствующему символу приписывают еще нуль. В трехфазных трансформаторах предусмотрены следующие схемы соединения:
звезда — звезда с выведенной пулевой точкой (Y/Y0);
звезда — треугольник ΓΥ/Δ);
звезда с выведенной нулевой точкой — треугольник (Υ0/Δ).
Отношение линейных напряжении первичной и вторичной сторон трехфазного трансформатора называют линейным коэффициентом трансформации. Этот коэффициент через число витков фазных обмоток выражают следующим образом: 
Трехфазные трансформаторы, кроме схем, характеризуются еще группами соединения обмоток, знание которых очень важно для включения трансформаторов на параллельную работу. Группа соединения характеризует сдвиг фаз между линейными э. д. с. первичной и вторичной обмотками трансформатора и обозначают цифрами, например 11 или 12.
Для уяснения сущности групп соединения обмоток рассмотрим однофазный трансформатор. Если первичная и вторичная обмотки намотаны в одном направлении и имеют одинаковую маркировку выводов (рис. 64, а), то э, д. с. в обмотках Е1 и Е2 будут одинаково направлены.
Для определения группы начала векторов совмещают с осью стрелки часов, вектор э. д. с. первичной обмотки Ε1 мысленно направляют на цифру 12 часового циферблата. Тогда вектор э. д. с. вторичной обмотки Ε2 укажет на циферблате цифру, определяющую группу соединения обмоток. На рисунке 64, а трансформатор имеет 12-ю группу.
Рис. 65. К определению групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
Рис. 64. К определению групп соединения обмоток однофазных трансформаторов.
Если вторичную обмотку намотать в другом направлении или переставить обозначения зажимов (рис. 64, б), то э. д. с.
Е1 и Е2 будут направлены в противоположные стороны, что соответствует 6-й группе.
В однофазных трансформаторах возможны лишь две группы соединения: 12-я и 6-я. Стандартная — 12-я группа.
В трехфазных трансформаторах на номер группы влияет направление намотки, порядок обозначения начала и конца и схемы соединения обмоток. Для примера возьмем схему Υ/Υ0 (рис. 65, а).
Из векторных диаграмм видно, что сдвиг фаз между одноименными линейными э. д. с. равен 0° или 360°, что соответствует 12-й группе соединения обмоток.
При соединении обмоток по схеме Υ/Δ (рис. 65, б) вектор линейной э. д. с. Е2 отстает на 330 от вектора линейной э. д. с. Е1 , что соответствует 11-й группе.
В трехфазных трансформаторах можно образовать 12 групп соединения. При одноименных схемах первичной и вторичной обмоток (Y/Y или Δ/Δ) будут четные группы, при разноименных (Υ/Δ или Δ/Υ) — нечетные.
В данной схеме трехфазного трансформатора циклической перестановкой обозначений начал первичной или вторичной обмоток можно получить еще две новые группы, например из 12-й группы таким способом получаются четвертые и восьмые группы. Если в одной из обмоток начала и конца поменять местами и применить циклическую перестановку, то можно получить еще группы 6-ю, 10-ю и 2-ю.
Из большого многообразия групп трехфазных трансформаторов стандартом предусмотрено две: 12-я и 11-я.
Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников.
Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье.
Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная. На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю. В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).
Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)
При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх — проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)
Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное. Но что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток равен линейному, т.к. что линейный, что фазный токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет. Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.
Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)
В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой
последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.
Подведем итоги. Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.
Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:
- Схемы питания трансформатора
- Мощности трансформатора
- Уровня напряжения
- Асимметрии нагрузки
- Экономических соображений
Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.
На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.
Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.
Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.
Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.
Эксплуатация электрических машин и аппаратуры — Трехфазные трансформаторы
Рис. 63. Трехфазные трансформаторы:
а — трехфазная трансформаторная группа; б — трехфазный трансформатор со связанной магнитной системой.
Магнитные системы трехфазных трансформаторов бывают двух видов: несвязанные и связанные. При несвязанной системе магнитный поток каждой фазы замыкается по собственному, отдельному магнитопроводу. Такая система получается из трех однофазных трансформаторов, первичные и вторичные обмотки которых соединены по трехфазным схемам.
Такое устройство называют трехфазной трансформаторной группой (рис. 63, а). Трансформаторные группы применяют в установках очень большой мощности, чтобы уменьшить вес и габариты оборудования. Это важно при его транспортировке и монтаже. Трансформаторные группы сравнительно громоздки, они большого веса.
Наиболее широко распространены трехфазные трансформаторы со связанной магнитной системой (рис. 63, б). Магнитопровод такого трансформатора собран из трех стержней, замыкаемых верхним и нижним ярмами. На каждом стержне две обмотки: ближе к стержню обмотка низшего напряжения, а ее охватывает обмотка высшего напряжения.
Крайние стержни трехстержневого трансформатора оказывают большее сопротивление потоком, чем средний стержень, поэтому токи холостого хода в фазах на крайних стержнях больше, чем в средней фазе. Фазные напряжения также не равны. Для расчетов используют среднеарифметические их значения:
Схемы и группы соединений трехфазных трансформаторов
Обмотки трехфазных трансформаторов соединяют звездой или треугольником. Схемы соединения обозначают в виде дроби, числитель ее указывает на схему соединения обмоток ВН, а знаменатель на схему соединения обмоток НН. При выведенной кулевой точке к соответствующему символу приписывают еще нуль. В трехфазных трансформаторах предусмотрены следующие схемы соединения:
звезда — звезда с выведенной пулевой точкой (Y/Y0);
звезда — треугольник ΓΥ/Δ);
звезда с выведенной нулевой точкой — треугольник (Υ0/Δ).
Отношение линейных напряжении первичной и вторичной сторон трехфазного трансформатора называют линейным коэффициентом трансформации. Этот коэффициент через число витков фазных обмоток выражают следующим образом:
Трехфазные трансформаторы, кроме схем, характеризуются еще группами соединения обмоток, знание которых очень важно для включения трансформаторов на параллельную работу. Группа соединения характеризует сдвиг фаз между линейными э. д. с. первичной и вторичной обмотками трансформатора и обозначают цифрами, например 11 или 12.
Для уяснения сущности групп соединения обмоток рассмотрим однофазный трансформатор. Если первичная и вторичная обмотки намотаны в одном направлении и имеют одинаковую маркировку выводов (рис. 64, а), то э, д. с. в обмотках Е1 и Е2 будут одинаково направлены.
Для определения группы начала векторов совмещают с осью стрелки часов, вектор э. д. с. первичной обмотки Ε1 мысленно направляют на цифру 12 часового циферблата. Тогда вектор э. д. с. вторичной обмотки Ε2 укажет на циферблате цифру, определяющую группу соединения обмоток. На рисунке 64, а трансформатор имеет 12-ю группу.
Рис. 65. К определению групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
Рис. 64. К определению групп соединения обмоток однофазных трансформаторов.
Если вторичную обмотку намотать в другом направлении или переставить обозначения зажимов (рис. 64, б), то э. д. с.
Е1 и Е2 будут направлены в противоположные стороны, что соответствует 6-й группе.
В однофазных трансформаторах возможны лишь две группы соединения: 12-я и 6-я. Стандартная — 12-я группа.
В трехфазных трансформаторах на номер группы влияет направление намотки, порядок обозначения начала и конца и схемы соединения обмоток. Для примера возьмем схему Υ/Υ0 (рис. 65, а).
Из векторных диаграмм видно, что сдвиг фаз между одноименными линейными э. д. с. равен 0° или 360°, что соответствует 12-й группе соединения обмоток.
При соединении обмоток по схеме Υ/Δ (рис. 65, б) вектор линейной э. д. с. Е2 отстает на 330 от вектора линейной э. д. с. Е1 , что соответствует 11-й группе.
В трехфазных трансформаторах можно образовать 12 групп соединения. При одноименных схемах первичной и вторичной обмоток (Y/Y или Δ/Δ) будут четные группы, при разноименных (Υ/Δ или Δ/Υ) — нечетные.
В данной схеме трехфазного трансформатора циклической перестановкой обозначений начал первичной или вторичной обмоток можно получить еще две новые группы, например из 12-й группы таким способом получаются четвертые и восьмые группы. Если в одной из обмоток начала и конца поменять местами и применить циклическую перестановку, то можно получить еще группы 6-ю, 10-ю и 2-ю.
Из большого многообразия групп трехфазных трансформаторов стандартом предусмотрено две: 12-я и 11-я.
