Схеми і групи з`єднань обмоток трансформаторів

Схеми з`єднань обмоток трифазних трансформаторів

Трифазний трансформатор має дві трифазні обмотки - вищого (ВН) та нижчої (НН) напруги, в кожну з яких входять по три фазні обмотки, або фази. Таким чином, трифазний трансформатор має 6 незалежних фазних обмоток і 12 висновків з належними зажимами, при цьому вихідні висновки фаз обмотки вищої напруги позначають знаками A, B, С, кінцеві висновки - X, Y, Z, а для подібних висновків фаз обмотки нижчої напруги використовують такі позначення: a, b, c, x, y, z.

У більшості випадків обмотки трифазних трансформаторів з`єднують або в зірку -Y, або в трикутник - Δ (рис. 1).

Вибір схеми з`єднань залежить від умов роботи трансформатора. Наприклад, в мережах з напругою 35 кВ і більше прибутково з`єднувати обмотки в зірку і заземлювати нульову точку, тому що при цьому напруга проводів лінії передачі буде в √3 разів менше лінійного, що призводить до зниження ціни ізоляції.

рис.1

Освітлювальні мережі прибутково будувати на найвище напруження, але лампи розжарювання з величезним номінальною напругою мають малу світлову віддачу. Тому їх доцільно живити від зниженої напруги. У цих випадках обмотки трансформатора також прибутково з`єднувати в зірку (Y), включаючи лампи на фазну напругу.

З іншого боку, з точки зору умов роботи самого трансформатора, одну з його обмоток доцільно включати в трикутник (Δ).

Фазний коефіцієнт трансформації трифазного трансформатора знаходять, як співвідношення фазних напруг при холостому ході:

nф = Uфвнх / Uфннх,

а лінійний коефіцієнт трансформації, що залежить від фазного коефіцієнта трансформації і типу з`єднання фазних обмоток вищої і нижчої напруги трансформатора, за формулою:

nл = Uлвнх / Uлннх.

Якщо з`єднань фазних обмоток виконано за схемами «зірка-зірка» (Y / Y) або «трикутник-трикутник» (Δ / Δ), то обидва коефіцієнта трансформації схожі, тобто nф = nл.

При з`єднанні фаз обмоток трансформатора за схемою «зірка - трикутник» (Y / Δ) - nл = nф√3, а за схемою «трикутник-зірка» (Δ / Y) - nл = nф / √3

Групи з`єднань обмоток трансформатора

Група з`єднань обмоток трансформатора характеризує обопільну орієнтацію напруг первинної і вторинної обмоток. Зміна обопільною орієнтації цих напруг здійснюється відповідної перемаркировкой початків і кінців обмоток.

Стандартні позначення початків і кінців обмоток високої і низької напруги показані на рис.1.

Розглянемо спочатку вплив маркування на фазу вторинного напруги по відношенню до первинного на прикладі однофазового трансформатора (рис. 2 а).

рис.2

Обидві обмотки розміщені на одному стрижні і мають однакове напрямок намотування. Будемо вважати верхні клеми началами, а нижні - кінцями обмоток. Тоді ЕРС YO1 і E2 будуть збігатися по фазі і відповідно будуть збігатися напруга мережі U1 і напруга на навантаженні U2 (рис. 2 б). Якщо зараз у вторинній обмотці прийняти оборотну маркування затискачів (рис. 2 в), то по відношенню до навантаження ЕРС Е2 змінює фазу на 180 °. Отже, і фаза напруги U2 змінюється на 180 °.

Таким чином, в однофазних трансформаторах вірогідні дві групи з`єднань, відповідних кутах зсуву 0 і 180 °. На практиці для зручності позначення груп вживають циферблат годинника. Напруга первинної обмотки U1 зображують хвилинною стрілкою, встановленої постійно на цифрі 12, а годинна стрілка займає різні положення залежно від кута зсуву між U1 і U2. Зрушення 0 ° відповідає групі 0, а зрушення 180 ° - групі 6 (рис. 3).

рис.3

У трифазних трансформаторах можна отримати 12 різних груп з`єднань обмоток. Розглянемо кілька прикладів.

Нехай обмотки трансформатора з`єднані за схемою Y / Y (рис. 4). Обмотки, розташовані на одному стрижні, будемо мати у своєму розпорядженні одну під інший.

Затискачі А і а з`єднаємо для поєднання можливих діаграм. Задамо положення векторів напруг первинної обмотки трикутником АВС. Положення векторів напруг вторинної обмотки буде залежати від маркування затискачів. Для маркування на рис. 4а, ЕРС відповідних фаз первинної і вторинної обмоток збігаються, тому будуть збігатися лінійні і фазні напруги первинної і вторинної обмоток (рис. 4, б). Схема має групу Y / Y - О.

Мал. 4

Змінимо маркування затискачів вторинної обмотки на зворотну (рис. 5. а). При перемаркировке решт і почав вторинної обмотки фаза ЕРС змінюється на 180 °. Отже, номер групи змінюється на 6. Дана схема має групу Y / Y - б.

Мал. 5

На рис. 6 представлена ​​схема, в якій в порівнянні зі схемою рис 4 виконана радіальна перемаркування затискачів вторинної обмотки (а → b, b → c, з → a). При цьому фази відповідних ЕРС вторинної обмотки зсуваються на 120 ° і, як слід, номер групи змінюється на 4.

Мал. 6

Мал. 7

Схеми з`єднань Y / Y дозволяють отримати парні номери груп, при з`єднанні обмоток по схемі Y / Δ номера груп виходять непарними. Як приклад розглянемо схему, представлену на рис. 7. У цій схемі фазні ЕРС вторинної обмотки збігаються з лінійними, тому трикутник аbс повертається на 30 ° проти годинникової стрілки по відношенню до трикутника АВС. Але тому що кут між лінійними напругами первинної і вторинної обмоток відраховується за годинниковою стрілкою, то група буде мати номер 11.

З 12-ти можливих груп з`єднань обмоток трифазних трансформаторів стандартизовані дві: Y / Y - 0 і Y / Δ-11. Вони, зазвичай, і використовуються на практиці.

Школа для електрика