Трехфазные трансформаторы схемы и группы соединения обмоток: Группы соединений обмоток трансформаторов

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов / Публикации / Energoboard.ru

Разместить публикацию Мои публикации Написать
7 января 2012 в 10:00

Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки — высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, или фазы. Таким образом, трехфазный трансформатор имеет шесть независимых фазных обмоток и 12 выводов с соответствующими зажимами, причем начальные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают буквами A, B, С, конечные выводы — X, Y, Z, а для аналогичных выводов фаз обмотки низшего напряжения применяют такие обозначения: a,b,c,x,y,z

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду -Y, либо в треугольник — Δ (рис. 1).

Выбор схемы соединений зависит от условий работы трансформатора. Например, в сетях с напряжением 35 кВ и более выгодно соединять обмотки в звезду и заземлять нулевую точку, так как при этом напряжение проводов линии передачи будет в √3 раз меньше линейного, что приводит к снижению стоимости изоляции.

 

Рис.1

Осветительные сети выгодно строить на высокое напряжение, но лампы накаливания с большим номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Поэтому их целесообразно питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также выгодно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.

С другой стороны, с точки зрения условий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целесообразно включать в треугольник (Δ ).

Фазный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора находят, как соотношение фазных напряжений при холостом ходе:

nф = Uфвнх / Uфннх,

а линейный коэффициент трансформации, зависящий от фазного коэффициента трансформации и типа соединения фазных обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора, по формуле:

nл = Uлвнх / Uлннх.

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам «звезда-звезда» (Y/Y) или «треугольник-треугольник» (Δ/Δ), то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. nф = nл.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме «звезда — треугольник» (Y/Δ) — nл = nф√3, а по схеме «треугольник-звезда» (Δ / Y) — nл = nф /√3

Группы соединений обмоток трансформатора

Группа соединений обмоток трансформатора характеризует взаимную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Изменение взаимной ориентации этих напряжений осуществляется соответствующей перемаркировкой начал и концов обмоток.

Стандартные обозначения начал и концов обмоток высокого и низкого напряжения показаны на рис.1.

Рассмотрим вначале влияние маркировки на фазу вторичного напряжения по отношению к первичному на примере однофазного трансформатора (рис. 2 а).

 

Рис.2

Обе обмотки расположены на одном стержне и имеют одинаковое направление намотки. Будем считать верхние клеммы началами, а нижние — концами обмоток. Тогда ЭДС Ё1 и E2 будут совпадать по фазе и соответственно будут совпадать напряжение сети U1 и напряжение на нагрузке U2 (рис. 2 б). Если теперь во вторичной обмотке принять обратную маркировку зажимов (рис. 2 в), то по отношению к нагрузке ЭДС Е2 меняет фазу на 180°. Следовательно, и фаза напряжения U2 меняется на 180°.

Таким образом, в однофазных трансформаторах возможны две группы соединений, соответствующих углам сдвига 0 и 180°. На практике для удобства обозначения групп используют циферблат часов. Напряжение первичной обмотки U1 изображают минутной стрелкой, установленной постоянно на цифре 12, а часовая стрелка занимает различные положения в зависимости от угла сдвига между U1 и U2. Сдвиг 0° соответствует группе 0, а сдвиг 180° — группе 6 (рис. 3).

 

Рис.3

В трехфазных трансформаторах можно получить 12 различных групп соединений обмоток. Рассмотрим несколько примеров.

Пусть обмотки трансформатора соединены по схеме Y/Y (рис. 4). Обмотки, расположенные на одном стержне, будем располагать одну под другой.

Зажимы А и а соединим для совмещения потенциальных диаграмм. Зададим положение векторов напряжений первичной обмотки треугольником АВС. Положение векторов напряжений вторичной обмотки будет зависеть от маркировки зажимов. Для маркировки на рис. 4а, ЭДС соответствующих фаз первичной и вторичной обмоток совпадают, поэтому будут совпадать линейные и фазные напряжения первичной и вторичной обмоток (рис. 4, б). Схема имеет группу Y/Y — О.

 

Рис. 4

Изменим маркировку зажимов вторичной обмотки на противоположную (рис. 5. а). При перемаркировке концов и начал вторичной обмотки фаза ЭДС меняется на 180°. Следовательно, номер группы меняется на 6. Данная схема имеет группу Y/Y — б.

 

Рис. 5

На рис. 6 представлена схема, в которой по сравнению со схемой рис 4 выполнена круговая перемаркировка зажимов вторичной обмотки (а→b , b→c, с→a). При этом фазы соответствующих ЭДС вторичной обмотки сдвигаются на 120° и, следовательно, номер группы меняется на 4.

 

 

Рис. 6

 

 

Рис. 7

Схемы соединений Y/Y позволяют получить четные номера групп, при соединении обмоток по схеме Y/Δ номера групп получаются нечетными. В качестве примера рассмотрим схему, представленную на рис. 7. В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, поэтому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но так как угол между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.

Из двенадцати возможных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: Y/Y — 0 и Y/Δ-11. Они, как правило, и применяются на практике.

 

 

1 апреля в 19:56 58

1 апреля в 17:45 54

31 марта в 17:35 82

31 марта в 16:51 79

31 марта в 16:48 68

31 марта в 16:09 67

31 марта в 09:45 56

30 марта в 18:59

63

30 марта в 11:53 69

29 марта в 21:52 139

4 июня 2012 в 11:00 225850

12 июля 2011 в 08:56 48118

28 ноября 2011 в 10:00 38197

16 августа 2012 в 16:00 23145

21 июля 2011 в 10:00 21106

29 февраля 2012 в 10:00 19506

24 мая 2017 в 10:00 17392

14 ноября 2012 в 10:00 14436

25 декабря 2012 в 10:00 12539

31 января 2012 в 10:00 12143

Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов

Стандартами установлены условное графическое изображение обмоток, схем их соединения между собой и буквенные обозначения (рис. 1, а, б, в).
Начала фазных обмоток ВН трехфазных трансформаторов обозначают прописными латинскими буквами А, В, С, концы — буквами X, Y, Z. Чередование фаз А, В, С принято считать слева направо, если смотреть на трансформатор со стороны отводов ВН. Начала обмоток НН обозначают строчными латинскими буквами. a, b, с, концы — буквами, х, у, z.
Для трехобмоточных трансформаторов начала обмоток среднего напряжения СН обозначают буквами Ат, Вт, Ст, концы — буквами Хт,
Начала и концы обмоток однофазных трансформаторов обозначают так же, как обмотки первых фаз трехфазных трансформаторов: А—X, Ат—Хт, а—х.
Обмотки, размещенные на стержнях двухстержневой магнитной системы однофазного трансформатора, могут быть соединены параллельно или последовательно. Однако при этом учитывают направление намотки витков обмоток и магнитного поля, которое в стержнях возбужденной магнитной системы направлено противоположно. Если, например, первичной обмоткой является обмотка ВН и подведенным к ней напряжением возбуждена магнитная система, то для получения удвоенной эдс (напряжения) на зажимах а—х последовательно соединенных обмоток направление намотки витков в каждой обмотке должно быть одинаковым и они должны быть соединены по схеме, изображенной на рис. 1, а, а при обмотках с разным направлением намотки витков — по схеме рис. 1,6. При параллельном соединении обмоток с разнонаправленными витками для получения на зажимах а—х эдс (напряжения), индуцированной в одной обмотке, соединение должно быть выполнено по схеме рис. 1, в, а с одинаковым направлением намотки — по схеме рис. 2, г.


Рис. 1. Графическое изображение и буквенное обозначение начал и концов фазных обмоток трехфазного трансформатора: а — обмоток ВН, б — обмоток СН, в — обмоток НН

Если при указанных направлениях намотки витков обмоток схемы с последовательным или параллельным соединением (ошибочно) поменять местами, то результирующее напряжение (эдс) на зажимах а—х будет равно нулю. Такой же результат получится, если схемы соединения оставить без изменения, а на одном из стержней в обмотке изменить направление намотки витков на противоположное. Отсюда следует, что при сборке схемы трансформатора следует внимательно проверять правильность намотки витков обмоток и соответствие их стержням.

Рис. 2. Возможные схемы соединения обмоток    Рис. 3. Обмотки левой (а) одного из напряжений однофазного трансформатора  и правой (б) намоток (а, б, в, г)

Для исключения ошибок обмотки трансформаторов подразделяют по направлению на левые и правые.
Левыми называют обмотки, у которых обход витков от начала обмотки идет против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху, правыми — по часовой стрелке (рис. 3).
При сборке схем обмоток трансформатора большое значение придается не только получению результирующего напряжения
на его зажимах, но и направлению векторов напряжений первичной и вторичной обмоток, определяющих группу соединения трансформатора, которая является одним из условий возможности включения трансформатора на параллельную работу с другим трансформатором.
Стандартом предусмотрены группы соединений обмоток трансформаторов: нулевая (0) и 11-я.

Таблица  1 Схема и группа соединения обмоток однофазного двухобмоточного трансформатора

За единицу группы принят угол смещения вектора линейного напряжения обмотки НН относительно соответствующего вектора линейного напряжения обмотки ВН, равный 30°. Смещение отсчитывают от вектора линейного напряжения ВН по часовой стрелке. Группа 0 обозначает совпадение векторов линейных напряжений обмоток НН и ВН, а группа 11 —смещение их на 330° (11X30°). В однофазных трансформаторах группу определяет смещение векторов фазных напряжений.
Получение той или иной группы зависит от направления намотки и схемы соединения обмоток, последовательности соединения фазных обмоток и чередования фаз при сборке схем. При этом большое значение придается направлению намотки обмоток, так как от этого зависит направление эдс, индуцированной в обмотке.
В табл. 1 показано обозначение схемы стандартной — нулевой группы соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов.
Ранее применяемую группу 6 в трансформаторах пересоединяют в нулевую; для этого достаточно обмотки одного из напряжений одного направления заменить на обмотки другого направления, например правые на левые, или перемаркировать их — начало обмотки считать концом, конец — началом.
Фазные обмотки трехфазных трансформаторов (рис. 8) могут быть соединены в звезду — Y , треугольник — А, или зигзаг — эти схемы в тексте обозначают соответственно буквами Y, Д и Z.
Схема соединения в звезду получается, если концы фазных обмоток, например ВН, X, Y, Z трехфазной системы токов, соединить гальванически между собой (рис. 3).
Фазные напряжения Uao, Ubo и UCo обмоток возбужденной магнитной системы (диаграмма справа) определяются разностью
потенциалов между их началами и концами. На векторной диаграмме рисунка они изображены тремя отрезками ЛО, 50 и СО под углом 120° друг к другу, основываясь на том, что в трехфазной симметричной системе токов переменные эдс, токи и напряжения сдвинуты по фазе (времени) на угол 120°. Потенциал точки гальванического соединения концов фазных обмоток равен нулю; ее принято называть нейтралью и обозначать буквой н или 0. Исходящие из нейтрали векторы фазных напряжений (эдс) как бы образуют трехлучевую звезду, отсюда и название схемы — «звезда». Если от нейтрали сделано ответвление проводником, имеющим наружный зажим, то на векторных диаграммах ее обозначают кружком, а на схемах — буквой О (см. рис. 4).


Рис.  3,   Соединение   фазных обмоток в звезду и векторная диаграмма их напряжений

Рис. 4. Соединение фазных обмоток в треугольник и векторная диаграмма их напряжений: а — а—у, b—2, с—х; b — a—z, b—x, с—у
Линейные (междуфазные) напряжения UA, UB и Uc обмоток (рис. 3) определяются разностью потенциалов между началами соответствующих фазных обмоток или, что то же самое, геометрической разностью векторов фазных напряжений; они в ѵ3 раза больше фазных — это легко доказывается математически и геометрическим построением.
Схему соединения в треугольник можно получить двумя способами: соединением фазных обмоток, например НН, в последовательности а—у, b—z, с—х (рис. 4, а) или а—г9. b—х, с—у (рис. 4,6). Как видно на диаграммах, разница в соединениях приводит к изменению направлений векторов линейных напряжений (в треугольнике они же и фазные) на 180°. Это обстоятельство имеет существенное значение для получения требуемой группы в трехфазных трансформаторах.
Получение нулевой группы при соединении первичных и вторичных обмоток трансформатора в звезду, показано на рис. 4, а, при этом имеется в виду, что обмотки ВН и НН одного направления.
На векторных диаграммах стрелками обозначены векторы фазных и линейных напряжений, обмоток ВН и НН, на третьей диаграмме (рисунок справа)—векторы линейных напряжений, для примера, фаз В и b при условном совмещении точек А и а диаграмм «звезд». Совпадение их направлений указывает на нулевую группу.

Рис. 5. Схемы и группы соединений обмоток трехфазного двухобмоточного трансформатора: а — соединение звезда — звезда в нулевую   группу;   б — соединение   звезда — треугольник в одиннадцатую группу

Получение группы 11 при соединении обмоток ВН в звезду, а НН в треугольник показано на рис. 5, б. На диаграммах видно, что векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН сдвинуты друг относительно друга по фазе на 330°, это указывает на то, что трансформатор имеет группу 11. В условном обозначении схемы (рис. 5, а) индекс «Н» указывает на то, что от нейтрали сделано ответвление (отвод проводником) на внешний зажим. Построением векторных диаграмм по аналогии можно показать получение групп и схем при соединении фазных обмоток в зигзаг (табл. 2).
Исходя из приведенных пояснений и рисунков следует, что при одних и тех же схемах соединения обмоток можно получать разные группы: при схеме звезда — звезда с нулевой группой легко образуется группа 6; для этого достаточно у обмоток ВН или НН сделать перемаркировку начал и концов, или скажем для примера, обмотки левого направления поменять на правые; при схеме звезда — треугольник с группой 11 получается группа
5, если соединение фазных обмоток треугольника в последовательности а—у; b—z\ с—х заменить соединением а—z\ b—х; с—у, а концы х, yf z перемаркировать в «начала» — а, b, с.

Аналогичным пересоединением обмоток можно перейти с группы 5 на 11. Заметим, что группы 6 и 5 устарели, однако часть трансформаторов с этими группами еще имеется в эксплуатации, и при ремонтах их следует пересоединять в стандартные группы.

Таблица 2. Схемы соединения обмоток, векторные диаграммы напряжений и условные обозначения трехфазных двухобмоточных силовых трансформаторов общего назначения (ГОСТ 11677-85)


Комбинирование направления намотки обмоток, чередования фаз, последовательности соединения начала и концов обмоток при сборке схем позволяет получить двенадцать групп соединения. Чтобы исключить ошибки, соединению обмоток для получения требуемых схем и групп уделяют особое внимание.
Группы соединения обмоток параллельно работающих трансформаторов должны быть одинаковыми. Включение на параллельную работу трансформаторов с разными группами недопустимо, так как это приводит к большим уравнительным токам.
Приведенные выкладки в равной степени относятся к трехобмоточным трансформаторам, автотрансформаторам и трансформаторам специального назначения.

Группы соединений обмоток трансформатора | Конструктивные схемы и назначение основных элементов трансформатора

Деталі
Категорія: Теорія

Сторінка 6 із 11

Группы соединений обмоток трансформаторов определяются и характеризуются взаимным угловым смещением линейных векторов ЭДС в обмотках ВН, СН и НН. Смещение этих векторов определяется схемой соединения обмоток в звезду или треугольник и направлением их намотки. Соединяя обмотки ВН, СН и НН по этим схемам и изменяя направления их намотки, получают различные группы соединения обмоток трансформаторов. При различных соединениях обмоток в звезду и треугольник можно получить 12 различных углов сдвига фаз линейных ЭДС от 0 до 330° через каждые 30°, т.е. получить 12 различных групп.
Для определения угла сдвига фаз удобно пользоваться часовым обозначением — стандартным. Часовое обозначение векторов ЭДС заключается в следующем: вектор линейной ЭДС обмотки ВН изображается на часовом циферблате минутной стрелкой и всегда устанавливается на 0 (12) ч, а вектор линейной ЭДС обмотки СН (трехобмоточного трансформатора) или НН изображается часовой стрелкой и указывает группу в часовом обозначении.
В условном обозначении группы соединения обмоток трансформаторов первая буква указывает соединение обмотки ВН, а буквы через косую определяют соединение обмотки НН для дву-хобмоточного (например, Г„/Д) или соединение обмоток СН и НН для трехобмоточного трансформатора (например, YJYJjy, где YH — звезда с нейтралью), цифры указанные через тире характеризуют угол сдвига фаз линейных ЭДС в часовом обозначении (для двухобмоточного трансформатора пишут одну цифру, а для трехобмоточного — две: первая — группа соединения между обмотками ВН и СН, вторая — между обмотками ВН и НН).
Группа обозначается на заводском щитке трансформатора. Но если к одному из двух параллельных трансформаторов с одинаковыми группами соединений подключить фазы сети не в соответствии с обозначением фаз на вводах трансформатора, то вторичное напряжение будет иметь различный сдвиг фаз. Циклическим перемещением фаз на вводах можно получить для одного и того же трансформатора три различные группы соединений.
Стандартные схемы и группы соединения обмоток ВН, СН и НН трансформаторов приведены на рис. 2.19… 2.27.

 

Схемы соединения обмоток

Диаграммы векторов напряжений холостого хода

Условное обозначение группы соединения обмоток

ВН

НН

ВН

НН

 

 

 

 

 


Рис. 2.19. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Группы, отличные от стандартных, можно получить соединением однофазных трансформаторов в трехфазные группы при изменении начал и концов обмоток.

понятие, схемы и таблицы, чем определяется

Автор Andrey Ku На чтение 8 мин Опубликовано

Любой трансформатор, за исключением автотрансформатора, имеет минимум две обмотки: высокого и низкого напряжений. Также у трехфазных устройств каждая из обмоток состоит из трех частей (по числу фаз). Большое количество частей дает возможность множества вариантов включения. Чтобы избежать путаницы, все группы соединения обмоток трансформатора для трехфазных устройств стандартизированы и приведены к единой системе для безошибочного подключения устройств и возможности параллельной работы.

Понятие группы соединение обмоток трехфазного трансформатора

В трехфазных сетях используется два вида соединений: звезда и треугольник. При изготовлении  конструкций может показаться, что существует всего четыре вида расположения обмоток:

  1. Звезда-звезда.
  2. Звезда-треугольник.
  3. Треугольник-звезда.
  4. Треугольник-треугольник.

На деле все обстоит сложнее, поскольку в каждом виде соединений (звезде или треугольники) части обмоток могут быть соединены по-разному. В качестве примера можно привести обычных двухобмоточный трансформатор. Если у такого устройства совпадают начала и концы обмоток, то сдвиг фаз будет равен 0. Разворот одной из обмоток даст сдвиг фаз 1800.

Также встречаются z-образные соединения обмоток (зигзаг). В таких конструкциях каждая из обмоток состоит из двух частей, расположенных на различных стержнях магнитопровода трансформатора.

Трехфазная сеть характеризуется сдвигом фаз одна относительно другой на 1200. Поэтому всего насчитывается 12 групп соединения. Каждая группа характеризуется определенным сдвигом одноименных фаз на входе и выходе трансформатора.

Условные обозначения и расшифровка

Группы маркируются числами от 0 до 11. Для удобства и стандартизации принято следующее:

  • однотипные соединения (∆/∆, Y/Y) имеют четные номера;
  • разнотипные соединения (∆/Y, Y/∆) – нечетные.

Трехфазные трансформаторы выполняются на стержневых магнитопроводах. Каждая из фаз располагается на отдельном стержне. Это во многом упрощает дальнейшую работу и согласование устройств между собой.

Если у трансформатора одинаковые фазы намотаны на одних стержнях, то группы соединений при этом называются основными (0, 6, 11, 5). Остальные группы – производные.

Так как минимальный сдвиг фаз может составлять 300, то количество вариантов равно 12, что соответствует положениям стрелок часов. 0-е и 12-е положения совпадают.  На основании этого говорят, что номер группы совпадает с положением часовой и минутной стрелок. Сдвиг фаз вычисляется просто:

Номер группы*300.

Приняты следующие обозначения на электросхемах и устройствах:

  • Y, У – звезда;
  • Yн, Ун – звезда на стороне низкого напряжения;
  • Yо, Уо – звезда с нулевой точкой;
  • ∆, Д, D – треугольник;
  • ∆н, Дн, Dн – треугольник на стороне низкого напряжения.

Пример маркировки двухобмоточного трансформатора:

  • ∆/Yн – 11. Первичная обмотка треугольник, вторичная (понижающая) звезда. Сдвиг фаз 3300;
  • Y/Yо -0. Обе обмотки соединены звездой, вторичная с выведенной нулевой точкой. Сдвиг фаз отсутствует.

Также на электрических схемах обмотки высокого напряжения (ВН) обозначают символами:

  • A,B, C – начало обмотки;
  • X, Y, Z – конец обмотки.

Аналогично для стороны низкого напряжения:

Подобным образом маркируются многообмоточные устройства, например:

Yо/Y/∆ – 0 – 11.

Вместо нулевой группы может указываться двенадцатая, что совершенно равнозначно.

Как строятся векторные диаграммы

При построении векторных диаграмм надо запомнить правило, что сдвиг фаз меду фазами равняется 1200, то есть, при равенстве напряжений, концы векторов всегда будут образовывать равносторонний треугольник.

Наиболее просто составляется диаграмм для соединения звезда. В центре диаграммы ставится точка, которая соответствует объединенным концам обмоток. Из центра под углами 1200 проводятся векторы фаз. Вертикально проводят вектор средней фазы.

Для треугольника начерно проводят линию, параллельную соответствующей фазы звезды, а от ее концов, соответственно, подсоединенные к ней оставшиеся две фазы. Должно соблюдаться условие – все стороны треугольника должны быть параллельны соответствующим фазам звезды. Искомыми векторами будут проведенные линии из центра треугольника к его вершинам.

Векторные диаграммы рисуются для высокой и низкой сторон, а затем совмещаются с единым центром. Угол между одинаковыми фазами будет показывать номер группы соединения, выраженный в часах.

Отсчет нужно брать от вектора высокого напряжения к низкому.

Таблица групп соединений

В таблице ниже представлены обозначения групп соединения и чередование фаз низкой и высокой сторон.

Группа соединения Обозначение Чередование фаз

 

0 Y/Y-0 C, B, A
c, b, a
∆/∆-0 C, B, A
c, b, a
1 Y/∆-1 C, B, A
c, b, a
∆/Y-1 C, B, A
c, b, a
2 Y/Y-2 C, B, A
c, b, a
∆/∆-2 C, B, A
а, c, b
3 Y/∆-3 C, B, A
 b, a, с
∆/Y-3 C, B, A
 b, a, с
4 Y/Y-4 C, B, A
 b, a, с
∆/∆-4 C, B, A
b, a, с
5 Y/∆-5 C, B, A
c, b, a
∆/Y-5 C, B, A
c, b, a
6 Y/Y-6 C, B, A
c, b, a
∆/∆-6 C, B, A
c, b, a
7 Y/∆-7 C, B, A
c, b, a
∆/Y-7 C, B, A
c, b, a
8 Y/Y-8 C, B, A
а, c, b
∆/∆-8 C, B, A
c, b, a
9 Y/∆-9 C, B, A
b, a, с
∆/Y-9 C, B, A
b, a, с
10 Y/Y-10 C, B, A
c, b, a
∆/∆-10 C, B, A
b, a, с
11 Y/∆-11 C, B, A
c, b, a
∆/Y-11 C, B, A
c, b, a

Определение методом гальванометра

Существует несколько способов определить правильность подсоединения обмоток. Самый простой способ – использование вольтметра магнитоэлектрической системы. Его еще называют методом постоянного тока.

Для этого к концам проверяемой обмотки подключают измерительный прибор, а на другую обмотку подают постоянное напряжение. Отклонение стрелки в момент  замыкания ключа покажет полярность подключения обмотки. Такие действия производятся для каждой обмотки.

Также можно воспользоваться простым вольтметром при подключении переменного напряжения. Для этого на одну из обмоток подают пониженное переменное напряжение, а остальные две обмотки соединяют последовательно и  подключают к вольтметру. Отсутствие или слишком малые показания говорят о том, что обмотки включены встречно.

Проверка

Если известен коэффициент трансформации, то при помощи вольтметра можно определить номер основной группы соединения. Для этой цели подают напряжение на концы А и а или x и y и измеряют напряжения на выводах В-в и С-с при соединении звездой или B-y и C-z при соединении треугольником. Для проверки используют следующие соотношения:

UBb = UCc = UAa(k-1)                                              Группа  Y/Y-0

UBy = UCz = Uxy(k+1)                                                       Y/Y-6

UBb = UCc = UAa(√(1-√3k+k2))                                     Y/∆-11

UBy = UCz = Uxy(√(1+√3k+k2))                                     Y/∆-5

Для исключения повреждения оборудования,  возникновения аварийных ситуаций и травмирования, все измерения следует производить при низком напряжении, не включая оборудование в основную сеть предприятия.

Примеры групповых соединений обмоток

Государственным стандартом предусмотрены только две группы соединения обмоток:

  1. Y/Y-0 или ∆/∆-0
  2. Y/∆-11 и ∆/Y-11

Жесткая стандартизация позволяет исключить аварии и повреждения в результате неправильных подключений. К тому же, для трансформаторов одинаковой мощности и коэффициента трансформации становится возможным параллельное включение устройств.

Остальное количество соединений используется крайне редко в отдельных случаях при невозможности использования стандартного варианта.

Тип подключения должен быть оговорен в сопроводительной документации и продублирован на шильдике устройства.

Ошибочные обозначения

Ошибочные включения возникают при несоблюдении правил подключения концов. Это происходит в результате неправильной намотки или неправильном обозначении. В результате при включении устройства в трехфазную сеть, обмотки, включенные встречно, компенсируют магнитные потоки друг у друга, поэтому через них начинает протекать ток, ограниченный лишь активным сопротивлением обмоточного провода, что равносильно короткому замыканию.

Чтобы исключить случаи неправильного включения, рекомендуется после ремонта оборудования или перед включением неизвестных устройств тщательно проверить фазировку каждой обмотки несколькими методами для исключения возможных ошибок.

Уменьшить вероятность ошибки поможет предварительный расчет напряжений для измерений по методу вольтметра. Полученные данные служат ориентировочными значениями, на которые нужно обращать внимание при проведении последующих измерений.

Группы соединений обмоток трансформаторов

Между первичной и вторичной э. д. с. трансформатора, включенного под напряжение, может быть угол сдвига, который в общем случае зависит от схемы соединения и направления намотки обмоток, а также от обозначения (маркировки) зажимов.
Число сочетаний схем соединений У и Д может быть не более четырех: У/У, У/Д, Д/Д и Д/У, но, принимая во внимание возможность намотки обмоток на магнитопроводе в разных направлениях, случайное и преднамеренное изменение маркировки зажимов, а также соединение фазных обмоток в треугольник в ином чередовании, число схем включений трансформатора значительно возрастает. Приведем примеры. У каждой обмотки есть начало и конец. И хотя эти понятия условны, они имеют прямое отношение к действующей в обмотке э. д. с. Если у одной из обмоток поменять обозначения начала и конца (рис. 1), то, принимая ориентацию э. д. с. по отношению к новому началу прежней (от х к а), необходимо считать вектор э. д. с. повернутым на 180°. К такому же результату приводит и изменение направления намотки обмоток. В обмотках с односторонней намоткой (витки обеих обмоток идут от начал в правую или левую сторону) э. д. с. совпадают по направлению, при разносторонней намотке — сдвинуты на 180°.


Рис. 1. Изменение на 180° фазы наведенной э. д. с. при перемене обозначений зажимов. а — фазы э.д.с. ЕА и Еа совпадают; б — э.д.с, ЕА и Еа находятся в противофазе.

На рис. 2, а показано соединение фазных обмоток треугольником в стандартном порядке: а — у; b — z: с — х. Если обмотки соединить в порядке а — z: с — у; Ь — х (рис. 2,6), то векторы линейных э. д. с. НН смещаются по отношению друг к другу на 60° (рис. 2, в).
Чтобы упорядочить все многообразие схем соединений обмоток трансформаторов, введено понятие о группе соединений, характеризующее угловое смещение векторов линейных э. д. с. вторичных обмоток относительно одноименных векторов линейных э. д. с. обмотки ВН, независимо от того, является ли трансформатор понижающим или повышающим. Группа соединений обозначается числом, которое при умножении на 30° дает угол отставания вектора э. д. с. вторичной обмотки. Если, например, схема и группа соединений трансформатора обозначена У/Д-11, то смещение векторов линейных э.д.с. равно 330°.


Рис. 2. Два варианта схем соединения фазных обмоток НН треугольником.

В ГОСТ предусмотрены две группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов: 0 и 11. Практически могут встретиться 12 групп и, кроме того, такие соединения, которые вообще
не могут быть отнесены к какой-либо определенной группе. Заметим, что нестандартные группы могут быть получены ошибочно при монтаже и ремонте оборудования без вскрытия трансформатора и пересоединения его обмоток. Для этого достаточно, например, перекрасить шины фаз или перемаркировать обозначения выводов. Типичными являются следующие случаи. При перемещении
обозначений выводов фаз (циклическая перемаркировка фаз), когда по кругу меняются местами надписи на выводах трех фаз на стороне ВН или НН (рис. 3), группа соединений каждый раз изменяется на 4 или 8 угловых единиц. Так, при подсоединении трансформатора зажим фазы b может ошибочно оказаться подсоединенным к сборной шине фазы а, зажим фазы с — к шине фазы b и т. д. Такое подсоединение равносильно перемаркировке фаз и влечет за собой изменение исходной группы трансформатора на 4 единицы. Действительно, построение и совмещение векторных диаграмм (рис. 4) показывает что векторы повернуты на 120°, или на 4 единицы.

Рис. 3. Циклическая перемаркировка фаз обмотки в стандартной схеме У/У-О.


Рис.4. Циклическая перемаркировка фаз при ошибочном монтаже ошиновки.
Обозначение фаз НН, соответствующее группе У/У-0 показано в скобках.

Перестановка обозначений двух фаз на стороне ВН и одновременно НН (двойная перемаркировка) у трансформатора, имеющего нечетную группу соединений, вызывает угловое смещение векторов э.д. с. вторичной обмотки относительно их первоначального положения на 60 или 300°. Величина угла зависит от того, какие две фазы на стороне ВН, а также на стороне НН перемещаются — одноименные или разноименные. На рис. 5 показано, что достаточно поменять местами соединительные шины двух фаз А и С на стороне ВН и тех же фаз на стороне НН, как группа 11 перейдет в группу 1, а при перемене мест фаз А и С и одновременно b и c группа 11 превращается в 9.


Рис. 5. Двойная перемаркировка фаз при ошибочном монтаже ошиновки на стороне ВН и НН.
а — исходная группа У/Д-11; б — перемаркировка одноименных фаз А и С; а и с; в — перемаркировка разноименных фаз А и С; b и с.

Наиболее вероятен в эксплуатационной практике случай перекрещивания шин только двух фаз на какой-нибудь одной стороне (ВН или НН), например фаз b и с. При этом изменяется порядок чередования фаз. Вместо а — 6 — с порядок чередования будет а — с — b (рис. 6), и углы сдвига фаз одноименных э.д.с. обмоток ВН и НН будут неодинаковы: jАа = 0°; jBb = 120°; jСс = 240°. Это обстоятельство не позволяет отнести трансформатор к определенной группе соединений.

Рис. 6. Ошибочное обозначение выводов двух фаз.

Одним из основных условий параллельной работы трансформаторов является тождественность групп соединений их обмоток, что устанавливается по паспортным данным или специальными измерениями. Но даже при одинаковых группах перед первым включением в работу (после монтажа или капитального ремонта со сменой обмоток, отсоединением кабелей и пр.) трансформатор фазируют с сетью, так как на зажимах включающего аппарата (выключателя, отделителя, рубильника) может появиться сдвиг фаз в результате неправильного присоединения токоведущих частей к аппаратам и выводам трансформатора, о чем было сказано выше. Здесь следует особо подчеркнуть, что цель фазировки заключается не в определении группы, к которой принадлежит включаемый трансформатор, а в проверке согласованности соединяемых фаз всех элементов трехфазной цепи как со стороны высшего, так и низшего напряжений.

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов



Обмотки трансформаторов имеют обычно схемы соединения: звезда Y, звезда с выведенной нейтралью Yn. и треугольник Δ.

Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток (E1 и Е2) принято выражать условно группой соединений.

В трехфазном трансформаторе применением разных способов соединений обмоток можно образовать двенадцать различных групп соединений, причем при схемах соединения обмоток звезда-звезда мы можем получить любую четную группу (2, 4, 6, 8, 10, 0), а при схеме звезда — треугольник или треугольник-звезда любую нечетную группу (1, 3, 5, 7, 9, 11).

Группы соединений указываются справа от знаков схем соединения обмоток. Трансформаторы по рис.1 имеют схемы и группы соединения обмоток: Y/Δ-11; Yn / Yn /Δ-0-11; Y/Δ/Δ-11-11.

Соединение в звезду обмотки ВН позволяет выполнить внутреннюю изоляцию из расчета фазной ЭДС, т.е. в √3 раз меньше линейной. Обмотки НН преимущественно соединяются в треугольник, что позволяет уменьшить сечение обмотки, рассчитав ее на фазный ток I/√3. Кроме того, при соединении обмотки трансформатора в треугольник создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратный трем, которые при этом не выходят во внешнюю сеть, вследствие чего улучшается симметрия напряжения на нагрузке.

Сверхмощные генераторы конструктивно выполняются с двумя трехфазными обмотками статора, ЭДС которых сдвинуты на 30°. Для работы в блоке с такими генераторами изготовляются мощные однофазные трансформаторы с двумя обмотками низшего напряжения и двумя обмотками высшего напряжения. В трехфазной группе для компенсации сдвига ЭДС обмоток статора генератора одна обмотка низшего напряжения соединяется по схеме Δ, а другая — по схеме Y.

Рис.1. Соединение обмоток и векторные диаграммы
напряжений однофазных трансформаторов для
присоединения к шестифазному генератору

На рис.1 показано соединение обмоток группы однофазных трансформаторов ОРЦ-533000/500, предназначенных для энергоблока 1200 МВт. Каждая фаза трансформатора выполнена на двухстержневом магнитопроводе. Соединение обмоток, расположенных на первом стержне, образует схему Δ/Yn-11, а на втором Y/Yn-0 (или 12).

Соединение обмоток в звезду с выведенной нулевой точкой применяется в том случае, когда нейтраль обмотки должна быть заземлена. Эффективное заземление нейтрали обмоток ВН обязательно в трансформаторах 330 кВ и выше и во всех автотрансформаторах. Системы 110, 150 и 220 кВ также работают с эффективно-заземленной нейтралью, однако для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали части трансформаторов могут быть разземлены. Так как изоляция нулевых выводов обычно не рассчитывается на полное напряжение, то в режиме разземления нейтрали необходимо снизить возможные перенапряжения путем присоединения вентильных разрядников к нулевой точке трансформатора (рис.2). Нейтраль заземляется также на вторичных обмотках трансформаторов, питающих четырехпроводные сети 380/220 и 220/127 В. Нейтрали обмоток при напряжении 10-35 кВ не заземляются или заземляются через дугогасящую катушку для компенсации емкостных токов.

Рис.2. Способы заземления нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов
а — у трансформаторов 110-220 кВ без РПН,
б — у трансформаторов 330-750 кВ без РПН,
в — у трансформаторов 110 кВ с встроенным РПН,
г — у автотрансформаторов,
д — у трансформаторов 150-220 кВ с РПН,
е — у трансформаторов 330-500 кВ с РПН.



Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов — КиберПедия

Для электрификации сельского хозяйства применяют трехфазные трехстержневые трансформаторы. Трехфаз­ный трансформатор, образованный из трех однофазных, называется групповым. Групповые трансформаторы до­роже, занимают больше места, имеют более низкий к. п. д., но их применяют при боль­ших мощностях, так как трансформатор, собранный из трех однофазных, более удобен для перевозки, резерв стоит де­шевле (для резерва достаточно иметь одну фазу трансформатора). В групповом транс­форматоре токи холостого хода я магнит­ные потоки во всех фазах одинаковы, а в трехстержневом намагничивающие токи крайних фаз больше, чем в средней фазе, так как сопротивление участка магнитной цепи для магнитных потоков, создаваемых обмотками крайних фаз, больше, чем для средней. Эта несимметрия незначитель­ная и существенного значения не имеет, так как уже при небольшой нагрузке она сглажи­вается.

В советских трансформаторах обмотки соединяют в звезду или в треугольник. За границей, кроме того, при­меняют соединение обмоток в зигзаг, при котором ка­ждую фазу вторичной обмотки делят пополам и распо­лагают на двух различных стержнях (рис. 124). При сое­динении обмоток в зигзаг сглаживается несимметрия намагничивающих токов, но провода расходуется больше. В СССР «соединение обмоток в зигзаг не применяют, но в последнее время выпущена опытная партия трансформа­торов с соединением обмоток в зигзаг.

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформа­торов, принятые в СССР, приведены на рисунке 125. В условном обозначении над чертой показано соединение обмоток высшего напряжения, под чертой — низшего напряжения, индекс 0 обозначает выведенную нулевую точку, а цифра показывает группу соединений обмоток. При соединении обмоток в звезду, которое обозначают знаком Y, концы обмоток соединяют вместе, а начала присоединяют к выводам. При соединении обмоток в треу­гольник, которое обозначают знаком Δ, начало первой фазной обмотки соединяют с концом второй, начало второй — с концом третьей и начало третьей — с концом первой. Точки обмоток а, в, с присоединяют к выводам.

Начала фазных обмоток высшего напряжения обо­значают буквами А, В, С, а концы их — буквами X, У, Z. Начала и концы обмоток низшего напряжения обозна­чают соответственно буквами а, в, с и х, у, z.

При включении трансформаторов на параллельную работу большое значение имеет способ соединения обмоток трансформатора, который определяется группой соеди­нения. Цифрой обозначают угол между векторами линей­ных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений, отсчитанный в единицах углового смещения по часовой стрелке от вектора линейного напряжения обмотки высшего напряжения. За единицу углового смещения принят угол в 30°.

Необходимо отметить, что понятия начала и конца обмоток условны, но они необходимы для правильного соединения обмоток.

Первичная и вторичная обмотки намотаны на одном стержне и пронизываются одним и тем же магнитным потоком. Если обе обмотки намотаны в одну и ту же сто­рону и верхние зажимы обмоток принять за их начала, а нижние — за концы, то э. д. с, индуктируемые в обмотках, будут одинаково направлены, допустим, в данный момент от конца к началу (рис. 126, а), т. е э. д. с. направ­лены согласно и совпадают по фазе.

Если обмотки намотать в разные стороны, сохранив то же обозначение зажимов, то векторы э. д. с. будут направ­лены встречно (рис. 126, б). Встречно будут направлены векторы э д. с. и в том случае, когда поменять местами обозначения зажимов, верхний зажим вторичной обмотки обозначить буквой х, а нижний — буквой а (рис. 126, в).

Рассмотрим методику построения векторных диаграмм для определения группы соединения обмоток трансфор­маторов. При построении векторных диаграмм исходят из следующих соображений:

а) векторы фазных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений одной фазы всегда параллельны, так как индуктируются одним и тем же магнитным потоком и могут быть направлены согласно или встречно в зави­симости от способа выполнения обмотки и обозначения зажимов;

б) если на схеме концы обмоток соединены в одной точке, то и на векторной диаграмме соответствующие точки векторов фазных напряжений, обозначенных теми же бук­вами, также соединены вместе.

Построим векторную диаграмму напряжений для группы соединения обмоток Y/Y0 — 12.

Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений обмотки высшего напряжения, подключенной в данном случае к сети, определяется напряжением сети (рис. 127, а). Построим векторную диаграмму напряжений для обмотки низшего напряжения и определим группу соединений обмоток.

Так как векторы .фазных напряжений обмоток парал­лельны и направлены согласно, то вектор ха фазного напряжения фазы а проводим параллельно вектору фаз­ного напряжения ХА фазы А (рис. 127, а).

Так как на схеме точки х, у, z соединены вместе, то и соответствующие точки векторов будут соединены в одной точке.

Проводим из точки х вектор фазного напряжения ув, параллельно вектору УВ и далее проводим из той же точки вектор zc, параллельный вектору ZC. Соединяя точки а, в, с, получаем векторы линейных напряжений вторичной обмотки.

Для определения группы соединения обмоток перене­сем параллельно самому себе вектор линейного напряже­ния ав к вектору линейного напряжения АВ так, чтобы точки А и а совпали. Как видно из рисунка 127, а, угол между векторами равен 360°, или 360 : 30 = 12 единиц углового смещения, т. е. группа соединений обмоток 12. При встречном направлении векторов э. д. с. получим группу Y/Y0 — 6 (рис. 127, б).

Построим векторную диаграмму для группы Y/Δ — 11.

Векторная диаграмма напряжений обмотки высшего напряжения определяется напряжением сети (рис. 127, в). Строим векторную диаграмму для обмотки низшего напряжения. Вектор ха проводим параллельно вектору ХА. Так как на схеме точки а и у соединены вместе, то и на векторной диаграмме точки векторов a и y соеди­няем вместе. Из точки а проводим вектор ув параллельно вектору УВ. Так как на схеме точки в и z соединены вме­сте, то из точки в проводим вектор zc параллельно век­тору ZC.

В результате построения мы получили треугольник фазных и линейных напряжений обмотки низшего напря­жения авс. Для определения группы соединения пере­носим параллельно самому себе вектор линейного напря­жения ав к вектору линейного напряжения АВ так, чтобы точки А и а совпали. Угол между векторами линейных напряжений, отсчитанный по часовой стрелке от вектора линейного напряжения обмотки высшего напряжения, равен 330°, или 330 : 30 = 11 единиц углового смещения, т. е. группа соединения обмоток 11.

Если векторы э. д. с. обеих обмоток направлены встреч­но, то мы получим 5 группу (рис. 127, г).


 

Для выражения угла сдвига между векторами линей­ных напряжений используют циферблат часов. Вектор линейного напряжения обмотки высшего напряжения принимают за минутную стрелку и устанавливают на цифру 12, а вектор линейного напряжения обмотки низ­шего напряжения принимают за часовую стрелку и уста­навливают на цифру, соответствующую положению этого вектора на векторной диаграмме. Цифра, на которую ука­зывает часовая стрелка, определяет группу соединений обмоток трансформатора. В первом случае при соедине­нии обмоток Y/Y0 — 12 обе стрелки будут установлены на цифре 12, а при соединении обмоток Y/Δ — 11 — минутная стрелка на цифре 12, а часовая на цифре 11.

Группу соединений Y/Y0 — 12 применяют для транс­форматоров небольшой мощности напряжением 10/0,4 кв или 6/0,4 кв с выведенной нулевой точкой при смешанной осветительной и силовой нагрузке и напряжении с низ­кой стороны до 400 в.

Группу соединений Y/ Δ —11 применяют для транс­форматоров при напряжении больше 400 в на обмотке низшего напряжения, например в трансформаторах 6/0,525 кв; 10/0,525 кв; 35/10 кв; 35/6 кв.

Группу соединений Y0/ Δ — 11 применяют при напря­жении обмоток с высшей стороны 110 кв и выше.

Соединять обмотки в звезду выгодно при высших на­пряжениях, так как тогда на фазу подводится фазное напряжение, которое в раза меньше линейного, что дает возможность удешевить изоляцию обмотки.

Соединение треугольником обычно применяют при низких напряжениях и больших токах, что дает возмож­ность уменьшить сечение проводов обмоток, так как в этом случае фазный ток в проводах обмотки меньше раза линейного тока (рис. 128).

Если при соединении обмоток Y/Y отношение линей­ных напряжений на первичной и вторичной обмотках при холостом ходе равно коэффициенту трансформации k, то при соединении обмоток Y/Δ отношение линейных

напряжений равно • k, а при соединении обмоток Δ /Y это отношение равно , где k—отношение фазных напряжений на первичной и вторичной обмотках трансфор­матора при холостом ходе.

На щитке трансформатора всегда указывают линейные напряжения и токи.

В современных трансформаторах сталь сердечника насыщена вследствие того, что допускают большие значе­ния магнитной индукции (свыше 1,4 тл), поэтому форма кривой тока холостого хода несинусоидальна (см § 1, гл. XII). Как известно из теоретической электротехники, несинусоидальную кривую тока можно разложить на ряд синусоидальных кривых — основную, третью гармони­ческую, пятую гармоническую и т. д. Значительную

 

 

величину имеет третья гармоническая тока, которую необходимо учитывать, рассматривая работу трансфор­матора. Например, при индукции в стали трансформа­тора 1,4 тл третья гармоника равна примерно 30% основ­ной составляющей намагничивающего тока (рис. 129). Из теоретической электротехника известно, что токи третьей гармоники во всех фазах одинаково направлены, т. е. во всех фазах они текут или от конца к началу обмотки фазы, или наоборот (рис. 129, б, в). Так как при соедине­нии обмотки трансформатора в звезду токи третьей гар­моники взаимно уравновешиваются, то отсутствие тока третьей гармоники в кривой тока

холостого хода делает ее синусоидальной, что приводит к искажению кривой магнитного потока: магнитный поток в магнитопроводе становится несинусоидальным и содержит третью гармо­нику. На рисунке 130, а показано построение кривой маг­нитного потока при синусоидальной форме намагничиваю­щего тока. В IV квадранте изображена синусоидальная кривая тока, а в I квадранте кривая зависимости маг­нитного потока Ф от величины намагничивающего тока с учетом насыщения стали. Построенная с помощью этой кривой кривая магнитного потока во II квадранте неси­нусоидальна, но ее можно разложить на две синусои­дальные гармонические составляющие — первую (основ­ную) Ф1 и третью Ф3.

Отсюда видно, что в трехстержневых трансформаторах, кроме основной составляющей магнитного потока Ф1, соз­даются третьи гармонические составляющие магнитных потоков, направленные во всех трех стержнях в одну и ту же сторону, поэтому они должны замыкаться по маслу, воздуху и стали бака трансформатора (рис. 130, б). Этот путь магнитного потока обладает очень малой магнитной приводимостью, вследствие чего третья гармоническая потока выражена слабо и практически не искажает кривой э. д. с. Но магнитные потоки третьей гармоники, замыкаясь по стали бака, стяжным болтам и другим стальным дета­лям, создают в стали вихревые токи, что повышает нагрев этих деталей и понижает к. п. д. трансформатора.

При магнитной индукции около 1,4 тл эти добавочные потери составляют около 10% основных потерь холостого хода, но при увеличении индукции эти потери быстро растут. Вследствие этого соединение обмоток Y/Y имеет ограниченное применение. Его применяют в трансформа­торах мощностью не более 1800 ква.

При соединении обмоток трансформатора по схеме Y/Δ или Δ/Y токи третьей гармоники, протекая во всех обмотках в одном направлении, замыкаются по контуру, образуемому обмотками, соединенными в треугольник (рис. 129, в). При наличии токов третьей гармоники в токе холостого хода кривая тока холостого хода будет пико-образной, форма кривой магнитного потока и э. д. б. — синусоидальны, поэтому магнитных потоков третьей гар­моники не будет и не будет тех вредных воздействий маг­нитных потоков третьей гармоники, как при соединении обмоток Y/Y- Поэтому предпочтение отдается схемам соединения обмоток Y/Δ и Δ/Y-

Пример. Дан трехфазный трансформатор мощностью SH = 240 ква, напряжением U1 = 6000 в, U20= 400 в, Iн1 = 23,1 а, Iн2 = 347 а, соединение обмоток Y/Y0, Р0= 1400 вт, Рk = 4900 вm, UK = 330 в, r1 = r2, х1 = х’2.

Определить для этого трансформатора r1\, r2, х1, х2и к. п. д. при номинальной нагрузке и cos ф2 = 0,8. Найти ΔU% при номинальной нагрузке и cosф2 = 0,8. Вычис­лить наивыгоднейший kнг.

Решение. При решении задач с трехфазными транс­форматорами сопротивления обмоток определяем для одной фазы. Находим zK:

Здесь UKделится на для того, чтобы найти UKфазное. Находим rк:

Здесь Ркделится на 3 для того, чтобы узнать мощность короткого замыкания на одну фазу. Находим хк:

Но так как rк = r1 + r’2, а xк = x1 + x’2и по условию r1 = r2 и х1 = х’2, находим сопротивления обмоток:

Найдены действительные сопротивления первичной обмотки r1 и х1, а для вторичной обмотки подсчитаны при­веденные сопротивления. Для того чтобы определить действительные сопротивления вторичной обмотки, находим коэффициент трансформации k:

Находим действительные сопротивления вторичной обмотки:

]

Находим изменение напряжения ΔU% при номинальной нагрузке трансформатора и cosф2=0,8:

Находим Ua%:

Определяем Uр%:

 

Соединения трехфазного трансформатора и векторные группы для начинающих

Соединения трансформатора

Теоретически трехфазный трансформатор работает как три отдельных однофазных трансформатора с общими ветвями, в которых магнитная цепь для внешних ветвей длиннее, чем для центра конечность

Соединения трехфазного трансформатора и векторные группы для начинающих (фото предоставлено postmapostma.co.za)

Преобразование напряжения определяется соотношением между числом витков на первичной и вторичной сторонах, при условии так называемых четных соединений. , Yy, Dd и Zz .

Схема трехфазного трансформатора

В трехфазном трансформаторе мы можем изменить преобразование, перейдя от соединения звезды к соединению треугольником. Это дает нам смешанные связи. В случае смешанных соединений отношение между основными напряжениями на первичной и вторичной сторонах не равно отношению между числом витков

Коэффициент трансформации рассчитывается как отношение между основными первичными и вторичными напряжениями без нагрузки независимо от соотношения числа витков.


Соединения звездой, треугольником и зигзагом

Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены различными способами: звездой, треугольником или зигзагом. Тип соединения должен быть указан на паспортной табличке трансформатора.

Соединение звездой, треугольником или зигзагом обозначается буквами Y, D и Z для стороны с наибольшим напряжением и y, d и z для стороны с наименьшим напряжением. Если нейтральная точка подключена к отдельным клеммам, код должен быть YN или ZN для стороны высокого напряжения и yn или zn для стороны низкого напряжения .

Общим для всех типов соединений является то, что фазные клеммы трансформатора имеют маркировку 1U, 1V и 1W на стороне высокого напряжения и 2U, 2V и 2W на стороне низкого напряжения . Любая точка соединения, представляющая нейтральную точку обмотки, помечается как 1 N или 2N.

Давайте обсудим три наиболее распространенных соединения трансформатора:

  1. Соединение звездой
  2. Соединение треугольником
  3. Соединение зигзагом

Соединение звездой

В случае точек .Точка соединения представляет собой нейтральную точку обмоток. Соединение звездой обозначается буквой Y на стороне высокого напряжения и буквой Y на стороне низкого напряжения.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Этот тип соединения используется для как низкого, так и высокого напряжения и для малых токов .

Соединение трансформатора звездой
Соединение треугольником

В этом случае концы обмоток соединены вместе, как показано на схеме. Мы видим, что оба конца соединены вместе. Соединение треугольником обозначается D или d .

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Этот тип подключения используется в основном для высоких номинальных токов и низких напряжений .

Соединение трансформатора треугольником
Соединение зигзагом

Каждая фаза состоит из двух одинаковых обмоток на неравных ветвях. Таким образом, на каждом плече будут части из двух фаз, причем одна обмотка на каждом плече будет соединена вместе в конечных точках. Зигзагообразное соединение обозначается Z или z . Для этого типа соединения требуется на 15,5% больше обмоток, чем для соединения по схеме «звезда» или «треугольник» , что приводит к увеличению размера и стоимости трансформатора.

ПРИМЕНЕНИЕ: В основном используется там, где может возникнуть дисбаланс нагрузки между фазами и нейтралью.

Зигзагообразное соединение трансформатора

Векторные группы

Соединение всех обмоток в трехфазном трансформаторе обозначается символом векторной группы. Этот символ указывает соединения обмоток и их относительное смещение фаз с помощью числового индекса (например, Dny11).

«Часовой метод» используется для получения числового индекса векторной группы , где каждый час соответствует 30 электрическим градусам .

Числовой индекс векторной группы получается из часовой стрелки, на которой находится стрелка фазного напряжения ( 2U ), когда стрелка фазного напряжения обмотки высокого напряжения ( 1U ) находится на 12 часов . Последовательность фаз системы должна быть 1U, IV, 1W или R, S и T .

Ниже приведены наиболее распространенные трехфазные соединения: Dd0, Dyn5, Dyn11, Yyn0, Yd1, Yd11, Dz0, Yz1 и Yz11.


DD0


DD0

DD0 Vector Group

Dyn5

Dyn5 Vector Group

Dyn11

Dyn11 Vector Group

YYN0

YD1 YD1 Векторная группа

YD11

YD11 Векторная группа

DZ0

DZ0 векторная группа

YZ1

YZ1 Векторная группа

YZ11

YZ11 вектор группы

4 Ссылка // Трехфазный трансформатор по Noratel

понимание векторной группы трансформатора (часть 1)

Введение

трехфазный трансформатор состоит из три комплекта первичных обмоток, по одному на каждую фазу, и три комплекта вторичных обмоток, намотанных на одном железном сердечнике.Можно использовать отдельные однофазные трансформаторы и соединять их между собой, чтобы получить те же результаты, что и при использовании трехфазного блока.

Общие сведения о векторной группе трансформатора (часть 1)

Первичные обмотки соединены одним из нескольких способов. Двумя наиболее распространенными конфигурациями являются треугольник, в котором полярный конец одной обмотки соединен с неполярным концом следующей, и звезда, в которой все три неполярных (или полярных) конца соединены вместе. Аналогично подключаются вторичные обмотки.Это означает, что первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены одинаково (треугольник-треугольник или звезда-звезда) или по-разному (треугольник-звезда или звезда-треугольник).

Важно помнить, что формы сигналов вторичного напряжения находятся в фазе с формами сигналов первичной обмотки, когда первичная и вторичная обмотки соединены одинаково. Это состояние называется « без фазового сдвига ».

Но когда первичная и вторичная обмотки соединены по-разному, формы сигналов вторичного напряжения будут отличаться от соответствующих форм сигналов первичного напряжения на 30 электрических градусов.Это называется фазовым сдвигом на 30 градусов. При параллельном соединении двух трансформаторов их фазовые сдвиги должны быть одинаковыми; в противном случае произойдет короткое замыкание, когда трансформаторы будут под напряжением».


Основная идея обмотки

Переменное напряжение, подаваемое на катушку, индуцирует напряжение во второй катушке, где они соединены магнитным путем. Соотношение фаз двух напряжений зависит от того, какие пути вокруг катушек соединены. Напряжения будут либо синфазными, либо сдвинутыми на 180 градусов.

При использовании 3 катушек в обмотке трехфазного трансформатора существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний терминал или нет.


Шесть способов подключения обмотки «звезда»:

Шесть способов подключения обмотки «звезда»

Шесть способов подключения обмотки «треугольник»:

Шесть способов подключения обмотки «треугольник» катушка, где они связаны магнитным путем.Соотношение фаз двух напряжений зависит от того, в какую сторону подключены катушки. Напряжения будут либо синфазны, либо сдвинуты на 180 град.

При использовании 3 катушек в обмотке трехфазного трансформатора существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний терминал или нет.

Аддитивная и субстрактная полярность трансформатора

Когда пара катушек трансформатора имеет одинаковое направление, то напряжение, индуцированное в обеих катушках, имеет одинаковое направление от одного конца к другому.Когда две катушки имеют противоположное направление намотки, напряжение, индуцированное в обеих катушках, имеет противоположное направление.


Обозначения соединений обмотки

  • Первый символ: для Высокое напряжение : Всегда заглавные буквы.
  •  D=треугольник, S=звезда, Z=соединенная звезда, N=нейтраль
  • Второй символ: для , низкое напряжение : Всегда маленькие буквы.
  •  d = треугольник, s = звезда, z = соединенная звезда, n = нейтраль.
  • Третий символ: Смещение фаз, выраженное в часах часов (1,6,11)
Пример – Dyn11

Трансформатор имеет первичную обмотку, соединенную треугольником ( D ), вторичную обмотку, соединенную звездой ( y ) с выделенной звездой ( n ) и фазовым сдвигом на 30 градусов вперед ( 11 ).

В обозначениях повышающего трансформатора возникает путаница. Как указано в стандарте IEC60076-1 , последовательно используются обозначения HV-LV. Например, повышающий трансформатор с первичной обмоткой, соединенной треугольником, и вторичной обмоткой, соединенной звездой, записывается не как «dY11», а как «Yd11». Цифра 11 указывает на то, что обмотка НН опережает ВН на 30 градусов.

Трансформаторы, изготовленные в соответствии со стандартами ANSI, обычно не имеют векторной группы, указанной на паспортной табличке, и вместо этого дается векторная диаграмма, показывающая взаимосвязь между первичной и другими обмотками.


Векторная группа трансформатора

Обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены несколькими способами. По соединению обмоток определяют векторную группу трансформатора.

Векторная группа трансформатора указана производителем на паспортной табличке трансформатора. Группа векторов указывает на разность фаз между первичной и вторичной сторонами, вносимую из-за конкретной конфигурации соединения обмоток трансформатора.

Определение векторной группы трансформаторов очень важно перед параллельным подключением двух и более трансформаторов.Если два трансформатора разных векторных групп соединены параллельно, то между вторичными обмотками трансформаторов возникает разность фаз, и между двумя трансформаторами протекает большой циркулирующий ток, что очень вредно.


Смещение фаз между обмотками ВН и НН

В качестве опорного вектора принимается вектор для обмотки высокого напряжения. Смещение векторов других обмоток от опорного вектора при вращении против часовой стрелки представлено использованием часовой цифры.

IS:2026 (Part 1V)-1977 дает 26 комплектов соединений звезда-звезда, звезда-треугольник и звезда зигзаг, треугольник-треугольник, треугольник звезда, треугольник-зигзаг, зигзаг звезда, зигзаг-треугольник. Смещение вектора обмотки НН изменяется от нуля до -330° с шагом -30° в зависимости от способа соединения.

Вряд ли какая-либо система питания использует такое большое разнообразие соединений. Некоторые из наиболее часто используемых соединений со сдвигом фаз 0, -300, -180″ и -330° (установка часов-часов 0, 1, 6 и 11).

Сначала идет символ обмотки высокого напряжения, за которым следуют символы обмоток в порядке убывания напряжения. Например, трансформатор 220/66/11 кВ, соединенный звездой, звездой и треугольником, а также векторы обмоток 66 и 11 кВ со сдвигом фаз 0° и -330° относительно опорного (220 кВ) вектора будут представлены как Yy0 – Yd11 .

Цифры (0, 1, 11 и т. д.) относятся к смещению фаз между обмотками ВН и НН с использованием обозначения циферблата. Вектор, представляющий обмотку ВН, взят за основу и установлен на 12 часов.Чередование фаз всегда против часовой стрелки. (Международно принято).

Используйте часовой индикатор в качестве указателя угла сдвига фаз. Поскольку на часах 12 часов, а окружность состоит из 360°, каждый час представляет собой 30°. Таким образом, 1 = 30°, 2 = 60°, 3 = 90°, 6 = 180° и 12 = 0° или 360°.

Минутная стрелка установлена ​​на 12 часов и заменяет линию нулевого напряжения (иногда мнимого) обмотки ВН. Эта позиция всегда является точкой отсчета.

Пример
  • Цифра 0 = 0°, что вектор LV находится в фазе с вектором HV
    Цифра 1 = отставание на 30° (LV отстает от HV на 30°), поскольку вращение происходит против часовой стрелки.
  • Цифра 11 = 330° отставание или 30° опережение (LV опережает HV с 30°)
  • Цифра 5 = 150° отставание (LV отстает от HV с 150°) °)

Когда трансформаторы работают параллельно, важно, чтобы фазовый сдвиг был одинаковым для каждого из них. Параллельное подключение обычно имеет место, когда трансформаторы расположены в одном месте и подключены к общей сборной шине (сгруппированы) или расположены в разных местах с вторичными выводами, подключенными через распределительные или передающие цепи, состоящие из кабелей и воздушных линий.

+
Сдвиг фазы (DEG) Соединение
0 Yy0 Dd0 Dz0
30 лаг Yd1 dy1 YZ1
60 лаг Dd2 dz2
120 лаг DD4 Dz4
150 запаздывать Yd5 Dy5 Yz5
180 запаздывать Yy6 DD6 Dz6
в 150 свинце Yd7 Dy7 Yz7
120 свинец DD8 Dz8
60 свинец DD10 DZ10
30 свинец Yd11 Dy11 Yz11

Фазные вводы трехфазного трансформатора имеют маркировку ABC, UVW или 123 (заглавные буквы на стороне HV, строчные буквы на стороне LV).Двухобмоточные трехфазные трансформаторы можно разделить на четыре основные категории:

1 (Фазовый сдвиг 0)
Тактовый формат 0 (Фазовый сдвиг 0)
Тактовый формат 1 (Фазовый сдвиг -30)
Тактовый формат 1 (Фазовый сдвиг -30)
Тактовый формат 2 (Фазовый сдвиг -60)
Тактовый формат 2 (Фазовый сдвиг) Shift -60)
Нотация часов 4 (смещение фазы -120)
Нотация часов 4 (смещение фаз -120)
Представление часов 5 (смещение фаз -150)
Представление часов 5 (смещение фаз -150)
Представление часов 6 (сдвиг фаз +180)
Представление часов 6 (сдвиг фаз +180)
Представление часов 7 (Фазовый сдвиг +150)
Часы 7 (Фазовый сдвиг +150)
Часы 11 (Фазовый сдвиг +30)
Часы 11 (Фазовый сдвиг +30)

Продолжение следует…

Трехфазный трансформатор Вектор Группировка Значение

Основная идея о векторной группе трансформаторов

Теоретически трехфазный трансформатор работает как три одинаковых и разделенных однофазных трансформатора (работающих отдельно с трехфазной системой) с общими ветвями.Здесь магнитная цепь для двух внешних ветвей трехфазного трансформатора горит немного дольше, чем для центральной ветви того же самого.

Трансформация выходного напряжения определяется соотношением между числом витков на первичной и вторичной обмотках и при условии четного включения.

Исходя из этого, теоретически можно соединить любую пару обмоток в 3-х фазном трансформаторе в следующих парах сочетаний: Дд, Ды, Дз, Йд, Уу, Уз, Зд, Зян и Зз; из них первые шесть наиболее часто встречаются на практике.

Здесь

Y => первичное соединение звездой

Y => вторичное соединение звездой

D => Обмотка треугольником на первичной стороне

d => соединение вторичной обмотки треугольником

Z => Первичное соединение Zig-Zag

Z => Вторичное зигзагообразное соединение

N => Первичное соединение Соединено с нейтральной точкой

n => Вторичное соединение Zig-Zag

Числовой идентификатор:

Здесь цифровая идентичность указывает положение часов фазового смещения.Это может быть по часовой стрелке или против часовой стрелки. то есть

  • Здесь час указывает на смещение фаз по углу. Поскольку на часах 12 часов, а круг состоит из 360°, каждый час (я имею в виду один час) представляет собой 30°. Таким образом, 1 = 30°, 2 = 60°, 3 = 90°, 6 = 180°. и 12 = 0° или 360° и так далее.
  • Минутная стрелка установлена ​​на 12 часов и заменяет линию нулевого напряжения (иногда мнимого) обмотки ВН. Эта позиция всегда является точкой отсчета.
  • Пример:
  • Цифра 0 = 0°, что вектор LV находится в фазе с вектором HV
    Цифра 1 = отставание на 30° (LV отстает от HV на 30°), потому что вращение происходит против часовой стрелки.
  • Цифра 11 = 330° отставание или 30° опережение (LV опережает HV с 30°)
  • Цифра 5 = отставание 150° (LV отстает от HV на 150°)
  • Символ 6 = отставание на 180° (LV отстает от HV на 180°)

 

Определение векторной группы трансформатора:

Фактически, группа векторов трансформатора показывает разность фаз между первичной и вторичной сторонами трансформатора.

Какая польза от векторной группы преобразователя?

В основном группа векторов трансформаторов используется для определения расположения обмоток высокого и низкого напряжения трехфазных трансформаторов.Трехфазный трансформатор может быть подключен различными способами, и подключение трансформатора определяется с помощью его векторной группы.

Векторная группа трансформатора зависит от следующего фактора:

  • Удаление гармоник: Звездообразная обмотка трехфазного трансформатора используется для уменьшения третьих гармоник.
  • Параллельные операции:  Для выполнения параллельной операции Все векторные группы и полярность трансформатора должны быть одинаковыми.

 

Давайте посмотрим, что наиболее часто используемая векторная группа трансформатора — dYn11.

Это одна из векторных групп моего силового трансформатора, 110 кВ/11 кВ. Это можно использовать для обеих операций, таких как шаг вниз и шаг вверх. В этом

Y => указывает на то, что сторона высокого напряжения первичной обмотки подключена как обмотка звезды

d => указывает, что сторона низкого напряжения вторичной обмотки соединена по схеме треугольника

N => Указывает, что первичное соединение звезды соединено с землей.

11 => указывает положение часов, что означает разность фаз между первичной и вторичной обмотками трансформатора.Цифра 11 указывает на то, что низкое линейное напряжение отстает от высокого линейного напряжения на 11 х 30° = 330° (считается один час для 30 град.), измеренное от вектора более высокого напряжения по часовой стрелке.

См. рисунок для лучшего понимания группировки векторов:

dYN11 Трансформатор

 

Приведенную ниже диаграмму можно использовать для лучшего понимания группировки векторов преобразования и ее использования.

Вводы фаз трехфазного трансформатора имеют маркировку ABC, UVW или 123 (заглавные буквы на стороне ВН, строчные буквы на стороне НН).Двухобмоточные трехфазные трансформаторы можно разделить на четыре основные категории

Группа Часы TC
Группа I 0 дел. звезда
Группа II 6 часов, 180° треугольник/треугольник, звезда/звезда
Группа III 1 час, треугольник, -30° 9 звезда/треугольник, -30° 9
Группа IV 11 часов, + 30 ° звезда / дельта, дельта / звезда
минус Указывает LV HV, плюс указывает ЛВ ведущий HV
Группа Часы ТК
Группа I 0 часов, 0° треугольник/треугольник, звезда/звезда
Группа II 6 часов, 180° треугольник/треугольник, звезда/звезда
Группа III 1 час, -30° звезда/треугольник, треугольник/звезда
Группа IV 11 часов, +30° звезда/треугольник, треугольник/звезда

 

Наиболее часто используемые числа 0, 6, 1 и 11 в групповом справочном номере указывают сдвиг фазы от первичного к вторичному относительно часов часов.Например,

0 градусов => фазовый сдвиг 0 градусов. Это означает, что первичная сторона высокого напряжения и сторона низкого напряжения в одной фазе

6 градусов => фазовый сдвиг 180 градусов Это означает, что низкое напряжение отстает от высокого на 180 градусов

1 град => 30 град. Низкое напряжение отстает на 30 градусов от высокого напряжения

11 град => 330 град. Низкое напряжение отстает на 330 градусов от высокого напряжения.

Примечание: Для выполнения параллельной работы трехфазный трансформатор должен иметь одинаковую группу векторов. В противном случае вы получите сильное короткое замыкание.

Например:

Трансформатор с обмоткой Y-Y можно соединить с другим трансформатором Y-Y или треугольником-треугольником. Но один и тот же трехфазный трансформатор не может быть включен параллельно с другим трансформатором треугольника-звезды или звезды-треугольника или любым другим трансформатором обмотки смещения часов.

Для простого понимания векторной группы трехфазного трансформатора:

Значение векторной группы трехфазного трансформатора:

Обмотка звезды или треугольника трехфазного трансформатора может быть соединена шестью различными типами соединения.Для параллельной работы трансформатора, не видя соединения обмоток, производитель указывает векторную группировку трансформатора во избежание случайных отказов.

Также указывает обмотку трансформатора, способ подключения конца обмотки к выходной клемме.

Схемы трехфазных трансформаторов | Многофазные цепи переменного тока

Поскольку трехфазное питание так часто используется для систем распределения электроэнергии, вполне логично, что нам потребуются трехфазные трансформаторы, чтобы иметь возможность повышать или понижать напряжение.

Это верно лишь отчасти, так как обычные однофазные трансформаторы могут быть объединены вместе для преобразования мощности между двумя трехфазными системами в различных конфигурациях, что устраняет необходимость в специальном трехфазном трансформаторе.

Однако для этих задач созданы специальные трехфазные трансформаторы, которые могут работать с меньшими требованиями к материалам, меньшему размеру и меньшему весу, чем их модульные аналоги.

Обмотки и соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичных и вторичных обмоток, каждый набор намотан на одну ветвь сборки с железным сердечником.По сути, это выглядит как три однофазных трансформатора с объединенным сердечником, как показано на рисунке ниже.

 

Сердечник трехфазного трансформатора имеет три набора обмоток.

 

Эти наборы первичных и вторичных обмоток будут соединены по схеме Δ или Y, образуя полный блок. Различные комбинации способов соединения этих обмоток будут в центре внимания этого раздела.

Независимо от того, имеют ли комплекты обмоток общий сердечник или каждая пара обмоток представляет собой отдельный трансформатор, варианты соединения обмоток одинаковы:

 

Первичный — Вторичный

  • Д — Д
  • Y — Δ
  • Δ — Y
  • Δ — Δ

 

Причины для выбора конфигурации Y или Δ для соединения обмоток трансформатора те же, что и для любого другого трехфазного применения: соединения Y обеспечивают возможность нескольких напряжений, в то время как соединения Δ обеспечивают более высокий уровень надежности (если одна обмотка выходит из строя, размыкается , два других по-прежнему могут поддерживать полное линейное напряжение на нагрузке).

Вероятно, наиболее важным аспектом соединения трех наборов первичных и вторичных обмоток вместе для формирования трехфазного трансформаторного блока является соблюдение правильной фазировки обмоток (точки, используемые для обозначения «полярности» обмоток).

Помните о правильном соотношении фаз между фазными обмотками Δ и Y: (рисунок ниже)

 

(Y) Центральная точка «Y» должна соединять вместе все «-» или все «+» точки намотки.(Δ) Полярности обмотки должны дополнять друг друга (от + к -).

 

Правильная фазировка, когда обмотки не показаны в обычной конфигурации Y или Δ, может быть сложной задачей. Позвольте мне проиллюстрировать, начиная с рисунка ниже.

 

Входы A 1 , B 1 , C 1 могут быть подключены «Δ» или «Y», как и выходы A 2 , B 2 , C 2 .

 

Фазовая разводка для трансформатора «Y-Y»

Три отдельных трансформатора должны быть соединены вместе для преобразования энергии из одной трехфазной системы в другую.Во-первых, я покажу соединения проводки для конфигурации Y-Y:

 

Фазная проводка для трансформатора «Y-Y».

 

Обратите внимание на приведенный выше рисунок, как все концы обмотки, отмеченные точками, подключены к соответствующим фазам A, B и C, а концы без точек соединены вместе, образуя центры каждой буквы «Y».

Наличие комплектов первичной и вторичной обмоток, соединенных по схеме «Y», позволяет использовать нейтральные проводники (N 1 и N 2 ) в каждой энергосистеме.

Фазовая разводка для трансформатора «Y-Δ»

Теперь рассмотрим конфигурацию Y-Δ:

 

Фазная разводка для трансформатора «Y-Δ».

 

Обратите внимание, как вторичные обмотки (нижний набор, рисунок выше) соединены в цепочку, где «точечная» сторона одной обмотки соединена с «неточечной» стороной следующей, образуя петлю Δ.

В каждой точке соединения между парами обмоток выполняется подключение к линии второй энергосистемы (А, В и С).

Фазовая разводка для трансформатора «Δ-Y»

Теперь давайте рассмотрим систему Δ-Y на рисунке ниже.

 

Фазная проводка для трансформатора «Δ-Y».

 

Такая конфигурация (рисунок выше) позволила бы обеспечить несколько напряжений (фаза-линия или фаза-нейтраль) во второй энергосистеме от энергосистемы-источника, не имеющей нейтрали.

Фазовая разводка для трансформатора «Δ-Δ»

И, наконец, переходим к конфигурации Δ-Δ:

 

Фазная проводка для трансформатора «Δ-Δ».

 

Когда нет необходимости в нейтральном проводнике во вторичной системе питания, предпочтительнее схемы соединения Δ-Δ (рисунок выше) из-за присущей Δ-конфигурации надежности.

Фазовая разводка для трансформатора «V» или «открытый-Δ»

Учитывая, что Δ-конфигурация может удовлетворительно работать без одной обмотки, некоторые проектировщики энергосистем предпочитают создавать группу трехфазных трансформаторов только с двумя трансформаторами, представляющими Δ-Δ-конфигурацию с отсутствующей обмоткой как на первичной, так и на вторичной сторонах:

 

«V» или «open-Δ» обеспечивает мощность 2-φ только с двумя трансформаторами.

 

Эта конфигурация называется «V» или «Open-Δ». Конечно, каждый из двух трансформаторов должен иметь большие размеры, чтобы выдерживать ту же мощность, что и три в стандартной Δ-конфигурации, но общий размер, вес и преимущества в цене часто того стоят.

Однако имейте в виду, что с отсутствием одного комплекта обмоток в Δ-образной форме эта система больше не обеспечивает отказоустойчивость обычной Δ-Δ-системы. Если один из двух трансформаторов выйдет из строя, это определенно повлияет на напряжение и ток нагрузки.

Пример из реальной жизни

На следующей фотографии (рисунок ниже) показана группа повышающих трансформаторов на плотине гидроэлектростанции Гранд-Кули в штате Вашингтон.

С этого наблюдательного пункта можно увидеть несколько трансформаторов (зеленого цвета), сгруппированных по три: по три трансформатора на каждый гидроэлектрогенератор, соединенных вместе в какой-то форме трехфазной конфигурации.

На фотографии не видны соединения первичной обмотки, но кажется, что вторичные обмотки соединены по схеме Y, поскольку из каждого трансформатора выступает только один большой высоковольтный изолятор.

Это говорит о том, что другая сторона вторичной обмотки каждого трансформатора имеет потенциал земли или близок к нему, что возможно только в Y-системе.

Здание слева — это электростанция, где расположены генераторы и турбины. Справа наклонная бетонная стена — нижний бьеф плотины:

 

 

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Соединения трехфазных трансформаторов

Фазные обмотки трехфазных трансформаторов соединены между собой для получения трехфазного, трех- или четырехпроводного питания тремя различными способами соединения.они

  1. сетка или соединение треугольником
  2. соединение звездой
  3. зигзагообразное соединение

, и каждый из них можно получить двумя способами.

Первичная и вторичная обмотки могут быть обработаны двумя способами, поэтому возможны не менее двенадцати способов соединения. Двенадцать методов показаны на рисунке.

Они объединены в четыре основные группы, как указано ниже, в соответствии со сдвигом фаз, существующим между линейными напряжениями на двух сторонах трансформатора.

  • Группа 1: смещение нулевой фазы (Yy 0, Dd 0, Dz 0)
  • Группа 2: смещение фаз на 180° (Yy 6, Dd 6, Dz 6)
  • Группа 3: смещение фазы на 30° (Dy 1, Yd 1, Yz 1)
  • Группа 4: смещение фазы отведения на 30° (D y11, Y d11, Y z11)

Наиболее популярным методом соединения трансформатора является соединение треугольником-звездой (4,dy11).

Соединения трехфазного трансформатора

Было замечено, что в группе 4 , когда напряжение линии высокого напряжения является максимальным, напряжение линии низкого напряжения увеличивается на 30°.С номером группы 1 фазового сдвига нет, но группа № 2 дает фазовый сдвиг 180°. Группа № 3 вызывает отставание напряжения линии низкого напряжения на 30°.

Для параллельной работы трансформаторов важным требованием является то, чтобы соединения трансформатора принадлежали к одной и той же основной группе.

Зигзагообразное соединение является одним из примеров секционированной обмотки, и его эффект заключается в снижении третьих гармоник в напряжениях фаза-нейтраль, а также в напряжениях фаза-фаза.

Для заданного общего напряжения на фазу требуется на 15 % больше витков по сравнению с обычным подключением фаз, что может потребовать увеличения размера корпуса по сравнению с обычно используемым для данного номинала. Тем не менее, преимущества зигзагообразного расположения могут компенсировать затраты; несбалансированные нагрузки на вторичной стороне лучше распределяются на первичной стороне.

Соединение зигзаг/звезда использовалось там, где соединение треугольником было механически слабым (из-за большого количества витков и небольших медных секций) в трансформаторах высокого напряжения; также для выпрямителей.

Существует несколько методов преобразования трехфазного напряжения в более высокое или более низкое напряжение. Далее мы обсудим наиболее распространенное соединение в следующих разделах.

  • Звезда — Соединение Звезды
  • Дельта – Соединение Дельта
  • Дельта – Звездное соединение
  • Соединение звезда-треугольник
  • Соединение с открытым треугольником (V-V)
  • Скотт Коннекшн (Т-Т)

Соединения трехфазного трансформатора Векторные диаграммы

Соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор предназначен для определенного соединения и преобразования напряжения, и устройство будет иметь паспортную табличку с показанными внутренними соединениями.Когда используется один блок или группа из трех, существует четыре типа соединений. Четыре основных соединения: Y-Y, Y-∆, ∆-Y и ∆-∆. Первый символ указывает на подключение первичной обмотки, а второй символ — на подключение вторичной. Для трехфазного трансформатора клеммы высоковольтной фазы обозначаются буквой H. Аналогично обозначаются клеммы низковольтной стороны, используя X вместо H.

Трехфазные трансформаторы довольно широко используются в энергосистемах для преобразовать сбалансированный набор трехфазных напряжений на определенном уровне напряжения в сбалансированный набор напряжений на другом уровне.Трансформаторы, используемые между генераторами и системой передачи, между системой передачи и вспомогательной системой передачи, а также между вспомогательной системой передачи и системами распределения, представляют собой трехфазные трансформаторы. Для большинства коммерческих и промышленных нагрузок требуется трехфазный трансформатор для преобразования трехфазного распределительного напряжения до максимального уровня использования.

Трехфазный трансформатор изготавливается для специального подключения и преобразования напряжения, и на блоке будет заводская табличка с показанными внутренними подключениями.

Трехфазные трансформаторы изготавливаются одним из двух способов. Первый метод заключается в соединении трех однофазных трансформаторов для формирования трехфазной батареи. Второй метод заключается в изготовлении трехфазной группы трансформаторов, в которой все три фазы расположены на общем мультиплексированном сердечнике. Что касается анализа; разницы между этими двумя методами нет.

            Первичные и вторичные обмотки трехфазных трансформаторов могут быть независимо соединены либо по схеме (звезда), либо по схеме треугольника (треугольник).Как результат. Обычно используются трехфазные трансформаторы четырех типов:

  1. Звезда-звезда (YY)

  2. Звезда-треугольник (Y-∆)

  3. Звезда-треугольник (∆-Y)

    7

    3 Треугольник-треугольник (∆-∆)

Рис. 1 (a): Подключение трехфазного трансформатора по схеме «звезда-звезда»

Рис. 1 (a): Y (звезда) – Y (звезда) трехфазный Трансформатор фасор диаграмма

Преимущества соединения YY
    • Доступно два уровня напряжения
    • Оцененное высокое напряжение Изоляция
    • Сбалансированное соединение при поставке 1-Φ и 3-Φ нагрузок

    Недостатки YY-соединения
    • Наличие 3-й гармоники в незаземленном соединении YY.
    • Тепловой перегрев

    Рис. 1 (b): Подключение трехфазного трансформатора по схеме «звезда-треугольник»

    во избежание искажения.
  • Доступны два уровня напряжения (однофазный и трехфазный).
  • Ловушки токов 3-й гармоники

Недостатки Y- Соединение
  • Поскольку первичная и вторичная обмотки не совпадают по фазе, поэтому не может работать параллельно с другими трансформаторами YY или ∆-∆7 на 6 трансформаторах 9004 ∆ сторона

Следует отметить, что для соединения звездой концы трех обмоток без точек (три первичных или три вторичных) соединяются вместе и образуют нейтральную точку, а концы с точками становятся тремя выводами линии.При соединении треугольником три обмотки, принадлежащие одной стороне, соединены последовательно так, что сумма фазных напряжений в замкнутом треугольнике равна нулю ; затем линейные клеммы снимаются с соединений обмоток.

      Соединение Y-∆ обычно используется для перехода от высокого напряжения к среднему или низкому уровню, как в распределительных трансформаторах. И наоборот, соединение ∆-Y используется для повышения напряжения до высокого напряжения, как в трансформаторе генерирующей станции.

Рис.1 (c): Подключение трехфазного трансформатора по схеме «треугольник-звезда»

Рис.1 (c): Схема трехфазного трансформатора по схеме «треугольник-звезда»

Симметричное подключение при питании нагрузок 1-φ и 3-φ
  • Нейтральная точка доступна на стороне Y.
  • Ловушки 3-й гармоники
  • Недостатки соединения треугольником-звездой
    • Требуется полная изоляция обмотки трансформатора треугольником

    Рис.1 (d): Подключение трехфазного трансформатора треугольником

    Рис. 1 (d): Векторная схема трехфазного трансформатора треугольником

    Преимущества соединения треугольником треугольником
    • Идеально подходит для трехпроводной нагрузки двигателя
    • Может легко выдерживать шорты с одной линией без перерыва.
    • Ловушки 3-й гармоники (циркулирующие токи)

    Недостатки соединения треугольником-треугольником
    • Требуется полная изоляция обмотки высокого напряжения нагрузки φ

          Соединение YY используется редко из-за возможной асимметрии напряжения и проблем с напряжениями третьей гармоники.Соединение ∆-∆ используется из-за его преимущества, заключающегося в том, что один из трех однофазных трансформаторов может быть снят для ремонта или обслуживания. Оставшиеся два трансформатора продолжают функционировать как трехфазная батарея, хотя мощность батареи в кВА снижается до 58% от первоначальной мощности трехфазной батареи. Этот режим работы известен как соединение с открытым треугольником или соединение V-V.

          Соединение с открытым треугольником также используется, когда нагрузка в настоящее время невелика, но ожидается ее рост в будущем.Таким образом, вместо установки трехфазной группы сразу из трех однофазных трансформаторов, для трехфазного преобразования напряжения используются только два однофазных трансформатора. Третий однофазный трансформатор служит запасным и подключается на более позднем этапе при увеличении нагрузки.

                В соединениях Y–Y или ∆–∆ соответствующие фазные напряжения совпадают по фазе. Точно так же соответствующие междуфазные напряжения в первичной и вторичной обмотках совпадают по фазе. Другими словами, V AN находится в фазе с V и , а V AB находится в фазе с V ab .С другой стороны, как для соединений Y-∆, так и для соединений ∆-Y в Соединенных Штатах принято опережать первичное фазное или междуфазное напряжение на 30 o ; таким образом, V AN опережает V an на 30 o , а V AB опережает V ab на одинаковую величину фазового сдвига.

                Анализ цепи с участием трехфазного трансформатора в сбалансированных условиях может выполняться пофазно. Это следует из соотношения, согласно которому активная мощность и реактивная мощность по фазам составляют одну треть от общей активной мощности и реактивной мощности, соответственно, трехфазной группы трансформаторов.Расчеты удобно выполнять пофазно, по схеме «звезда-нейтраль».

    При наличии соединений ∆-Y или Y-∆ параметры относятся к стороне Y. При работе с ∆-∆-соединениями импедансы ∆-соединений преобразуются в эквивалентные импедансы Y-соединений. Формула преобразования импеданса ∆-Y:

    \[{{Z}_{Y}}~=\frac{1}{3}{{Z}_{\Delta }}\]

    Векторная группа трансформатора | Электрические примечания и статьи

    Введение:

    Трехфазный трансформатор состоит из трех комплектов первичных обмоток, по одной на каждую фазу, и трех комплектов вторичных обмоток, намотанных на одном железном сердечнике.Можно использовать отдельные однофазные трансформаторы и соединять их между собой извне, чтобы получить те же результаты, что и при использовании трехфазного блока.

    Первичные обмотки соединяются одним из нескольких способов. Двумя наиболее распространенными конфигурациями являются треугольник, в котором полярный конец одной обмотки соединен с неполярным концом следующей, и звезда, в которой все три неполярных (или полярных) конца соединены вместе. Аналогично подключаются вторичные обмотки. Это означает, что первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены одинаково (треугольник-треугольник или звезда-звезда) или по-разному (треугольник-звезда или звезда-треугольник).

    Важно помнить, что формы сигналов вторичного напряжения находятся в фазе с формами сигналов первичной обмотки, когда первичная и вторичная обмотки соединены одинаково. Это состояние называется «отсутствие фазового сдвига». Но когда первичная и вторичная обмотки соединены по-разному, формы сигналов вторичного напряжения будут отличаться от соответствующих форм сигналов первичного напряжения на 30 электрических градусов. Это называется фазовым сдвигом на 30 градусов. При параллельном соединении двух трансформаторов их фазовые сдвиги должны быть одинаковыми; в противном случае произойдет короткое замыкание при включении трансформаторов.

    Основная идея обмотки:
    • Переменное напряжение, подаваемое на катушку, индуцирует напряжение во второй катушке, где они связаны магнитным путем. Соотношение фаз двух напряжений зависит от того, какие пути вокруг катушек соединены. Напряжения будут либо синфазны, либо смещены на 180 градусов
    • При использовании 3 катушек в обмотке трехфазного трансформатора существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний терминал или нет.

                Шесть способов подключения звездообразной обмотки:

     

                 Шесть способов подключения обмотки треугольником:

     

     

    Полярность:
    • Переменное напряжение, подаваемое на катушку, индуцирует напряжение во второй катушке, где они связаны магнитным путем. Соотношение фаз двух напряжений зависит от того, в какую сторону подключены катушки. Напряжения будут либо синфазны, либо сдвинуты на 180 град.
    • При использовании 3 катушек в обмотке трехфазного трансформатора существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний терминал или нет.

     

    • Если пара катушек трансформатора имеет одинаковое направление, то напряжение, индуцированное в обеих катушках, имеет одинаковое направление от одного конца к другому.
    • Когда две катушки имеют противоположное направление намотки, то напряжение, индуцируемое в обеих катушках, имеет противоположное направление.

    Обозначения соединений обмотки:
    • Первый символ: для Высокое напряжение : Всегда заглавные буквы.
    •  D=треугольник, Y=звезда, Z=соединенная звезда, N=нейтраль
    • Второй символ: для Низкое напряжение : Всегда маленькие буквы.
    •  d = треугольник, y = звезда, z = соединенная звезда, n = нейтраль.
    • Третий символ: Фазовый сдвиг, выраженный числом часов (1,6,11)
    • Пример – Dyn11
      Трансформатор имеет первичную обмотку, соединенную треугольником ( D ), вторичную обмотку, соединенную звездой ( y ) с выведенной точкой звезды ( n ) и фазовым сдвигом на 30 градусов вперед ( 11). ).
    • В обозначениях повышающего трансформатора возникла путаница. Как указано в стандарте IEC60076-1, последовательно используются обозначения HV-LV. Например, повышающий трансформатор с первичной обмоткой, соединенной треугольником, и вторичной обмоткой, соединенной звездой, записывается не как «dY11», а как «Yd11». Цифра 11 указывает на то, что обмотка НН опережает ВН на 30 градусов.
    • Трансформаторы, изготовленные в соответствии со стандартами ANSI, обычно не имеют векторной группы, указанной на их паспортной табличке, и вместо этого дается векторная диаграмма, показывающая взаимосвязь между первичной и другими обмотками.

    Группа трансформаторов Vector:
    • Обмотки трехфазного трансформатора можно соединить несколькими способами. По соединению обмоток определяют векторную группу трансформатора.
    • Векторная группа трансформатора указана производителем на паспортной табличке трансформатора.
      Группа векторов указывает на разность фаз между первичной и вторичной сторонами, вносимую из-за конкретной конфигурации соединения обмоток трансформатора.
    • Определение векторной группы трансформаторов очень важно перед параллельным подключением двух и более трансформаторов. Если два трансформатора разных векторных групп соединены параллельно, то между вторичными обмотками трансформаторов возникает разность фаз, и между двумя трансформаторами протекает большой циркулирующий ток, что очень вредно.

    Смещение фаз между обмотками ВН и НН:
    •   В качестве опорного принимается вектор для обмотки высокого напряжения.Смещение векторов других обмоток от опорного вектора при вращении против часовой стрелки представлено использованием часовой цифры.
    • IS:2026 (Part 1V)-1977 дает 26 комплектов соединений звезда-звезда, звезда-треугольник и звезда зигзаг, треугольник-треугольник, треугольник звезда, треугольник-зигзаг, зигзаг звезда, зигзаг-треугольник. Смещение вектора обмотки НН изменяется от нуля до -330° с шагом -30° в зависимости от способа соединения.
    • Вряд ли какая-либо система питания использует такое большое количество соединений.Некоторые из наиболее часто используемых соединений со сдвигом фаз 0, -300, -180″ и -330° (установка часов-часов 0, 1, 6 и 11).
    • Сначала идет обозначение обмотки высокого напряжения, за которым следуют обозначения обмоток в порядке убывания напряжения. Например, трансформатор 220/66/11 кВ, соединенный звездой, звездой и треугольником, а также векторы обмоток 66 и 11 кВ со сдвигом фаз 0° и -330° относительно опорного (220 кВ) вектора будут представлены как Yy0 – Yd11 .
    • Цифры (0, 1, 11 и т. д.) относятся к смещению фаз между обмотками ВН и НН с использованием обозначения циферблата.Вектор, представляющий обмотку ВН, взят за основу и установлен на 12 часов. Чередование фаз всегда против часовой стрелки. (Международно принято).
    • Используйте индикатор часов в качестве указателя угла фазового смещения. Поскольку на часах 12 часов, а окружность состоит из 360°, каждый час представляет собой 30°. Таким образом, 1 = 30°, 2 = 60°, 3 = 90°, 6 = 180° и 12 = 0° или 360°.
    • Минутная стрелка установлена ​​на 12 часов и заменяет линию нулевого напряжения (иногда мнимого) обмотки ВН.Эта позиция всегда является точкой отсчета.
    • Пример:
    • Цифра 0 = 0°, что вектор LV находится в фазе с вектором HV
      Цифра 1 = отставание на 30° (LV отстает от HV на 30°), поскольку вращение происходит против часовой стрелки.
    • Цифра 11 = 330° отставание или 30° опережение (LV опережает HV с 30°)
    • Цифра 5 = отставание 150° (LV отстает от HV на 150°)
    • Символ 6 = отставание на 180° (LV отстает от HV на 180°)
    • Когда трансформаторы работают параллельно, важно, чтобы фазовый сдвиг был одинаковым для каждого из них.Параллельное подключение обычно имеет место, когда трансформаторы расположены в одном месте и подключены к общей сборной шине (сгруппированы) или расположены в разных местах с вторичными выводами, подключенными через распределительные или передающие цепи, состоящие из кабелей и воздушных линий.

    Фазовый сдвиг (градусы)

    Соединение

    0

    ГГ0

    Дд0

    Дз0

    30 отставание

    Ярд1

    Ды1

    YZ1

    60 отставание

     

    Дд2

    Дз2

    120 отставание

     

    Дд4

    Дз4

    150 отставание

    Ярд5

    Dy5

    YZ5

    180 отставание

    Yy6

    Дд6

    Дз6

    150 свинец

    Ярд7

    Dy7

    Yz7

    120 проводов

     

    Дд8

    Дз8

    60 проводов

     

    Дд10

    Дз10

    30 проводов

    Ярд 11

    Dy11

    Yz11

     

     

     

     

    •  Фазовые вводы трехфазного трансформатора имеют маркировку ABC, UVW или 123 (заглавные буквы на стороне ВН, строчные буквы на стороне НН).Двухобмоточные трехфазные трансформаторы можно разделить на четыре основные категории
    Группа Часы ТК
    Группа I 0 часов, 0° треугольник/треугольник, звезда/звезда
    Группа II 6 часов, 180° треугольник/треугольник, звезда/звезда
    Группа III 1 час, -30° звезда/треугольник, треугольник/звезда
    Группа IV 11 часов, +30° звезда/треугольник, треугольник/звезда
    Минус указывает, что LV отстает от HV, плюс указывает, что LV опережает HV

     

    Обозначение часов: 0

    Обозначение часов: 1

     

    Обозначение часов: 2

    Обозначение часов: 4

    Обозначение часов: 5

    Обозначение часов: 6

    Обозначение часов: 7

    Обозначение часов: 11

     

    Точки, которые следует учитывать при выборе группы векторов:
    • Векторные группы — это метод МЭК для классификации конфигураций первичной и вторичной обмоток трехфазных трансформаторов.Обмотки могут быть соединены треугольником, звездой или звездой (зигзагом). Полярность обмотки также важна, поскольку изменение места соединения в наборе обмоток влияет на фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками. Группы векторов определяют соединения обмоток и полярность первичной и вторичной обмотки. По группе векторов можно определить фазовый сдвиг между первичным и вторичным.
    • Группа векторов преобразователя зависит от
      1. Удаление гармоник: Соединение Dy – обмотка Y сводит на нет 3-ю гармонику, предотвращая ее отражение на стороне треугольника.
      2. Параллельные операции: Все трансформаторы должны иметь одинаковую группу векторов и полярность обмотки.
      3. Реле замыкания на землю: Трансформатор Dd не имеет нейтрали. чтобы ограничить замыкания на землю в таких системах, мы можем использовать трансформатор с зигзагообразной обмоткой для создания нейтрали вместе с реле замыкания на землю.
      4. Тип нелинейной нагрузки: системы с различными типами гармоник и нелинейными типами нагрузок, т.е. нагреватели печей, VFDS и т. д., для которых мы можем использовать конфигурации Dyn11, Dyn21, Dyn31, где 30 град.сдвиги напряжений сводят к нулю 3-ю гармонику в питающей сети.
      5. Тип трансформатора Применение: Обычно для экспортного трансформатора, т.е. сторона генератора соединяется треугольником, а сторона нагрузки соединяется звездой. Для экспорта электроэнергии импортные трансформаторы, например, в целях передачи, некоторые могут предпочесть соединение трансформатора звезда-звезда, поскольку это позволяет избежать заземляющего трансформатора на стороне генератора и, возможно, сэкономить на нейтральной изоляции. Большинство систем работает в этой конфигурации.Может быть менее вредным, чем неправильная эксплуатация дельта-системы. Соединение Yd или Dy является стандартным для всех генераторов, подключенных к блоку.
      6. Существует ряд факторов, связанных с соединениями трансформаторов, которые могут быть полезны при проектировании системы, поэтому применение этих факторов определяет наилучший выбор трансформаторов. Например:

    Для выбора Star Connection:

    • Соединение звездой представляет собой нейтраль. Если трансформатор также включает в себя обмотку треугольником, эта нейтраль будет стабильной и может быть заземлена, чтобы стать опорной для системы.Трансформатор со звездной обмоткой, не имеющей треугольника, не имеет стабильной нейтрали.
    • Трансформаторы «звезда-звезда» применяются, если требуется избежать фазового сдвига на 30 градусов, если есть желание построить группу трехфазных трансформаторов из однофазных трансформаторов, или если трансформатор планируется включить на одиночный трансформатор. -полюсная основа (т. е. по одной фазе за раз), возможно, с использованием ручных переключателей.
    • Трансформаторы типа «звезда-звезда»
    • обычно используются в распределительных устройствах или в больших размерах, соединяющих высоковольтные системы передачи.Некоторые трансформаторы звезда-звезда оснащены третьей обмоткой, соединенной треугольником, для стабилизации нейтрали.

    Для выбора соединения треугольником:

    • Соединение треугольником приводит к фазовому сдвигу на 30 электрических градусов.
    • Соединение треугольником «задерживает» поток токов нулевой последовательности.

    Для выбора соединения Delta-Star:

    • Трансформаторы типа «треугольник-звезда» являются наиболее распространенными и наиболее полезными трансформаторами.
    • Трансформаторы
    • «треугольник-треугольник» могут быть выбраны, если нет необходимости в стабильной нейтрали или если необходимо избежать фазового сдвига на 30 электрических градусов. Наиболее распространенное применение трансформатора «треугольник-треугольник» — это трансформатор изоляции тангенса для силового преобразователя.

    Для выбора Зигзагообразное соединение:

    • Зигзагообразная обмотка снижает асимметрию напряжения в системах, в которых нагрузка неравномерно распределяется между фазами, и допускает нагрузку по току нейтрали с изначально низким импедансом нулевой последовательности.Поэтому его часто используют для заземления трансформаторов.
    • Предоставление нейтральной точки или точек заземления, где нейтраль связана с землей либо напрямую, либо через импеданс. Трансформаторы используются для создания нейтральной точки в большинстве систем. Конфигурация обмотки звезда или соединенная звезда (Z) обеспечивает нейтральное расположение. Если по разным причинам при определенном уровне напряжения в конкретной системе используются только обмотки треугольником, нейтральная точка все же может быть обеспечена специальным трансформатором, называемым «нейтральным заземлением».

      Для выбора Распределительный трансформатор:

    •  Первым критерием, который следует учитывать при выборе группы векторов для распределительного трансформатора для объекта, является знание того, нужна ли нам схема «треугольник-звезда» или «звезда-звезда». Коммунальные предприятия часто предпочитают трансформаторы звезда-звезда, но для них требуются 4-проводные входные фидеры и 4-проводные выходные фидеры (т. е. входящие и исходящие нейтральные проводники).
    • Для распределительных трансформаторов на объекте часто выбирают треугольник-звезду, поскольку эти трансформаторы не требуют 4-проводного ввода; 3-проводной первичной фидерной цепи достаточно для питания 4-проводной вторичной цепи.Это связано с тем, что любой ток нулевой последовательности, требуемый вторичной обмоткой для питания замыканий на землю или несбалансированных нагрузок, обеспечивается первичной обмоткой треугольника и не требуется от вышестоящего источника питания. Метод заземления на вторичной обмотке не зависит от первичной обмотки трансформаторов типа «треугольник-звезда».
    • Второй критерий, который следует учитывать, — желаемый фазовый сдвиг между первичным и вторичным. Например, трансформаторы Dy11 и Dy5 являются треугольной звездой. Если нас не волнует фазовый сдвиг, то сработает любой трансформатор.Фазовый сдвиг важен при параллельном подключении источников. Мы хотим, чтобы фазовые сдвиги источников были одинаковыми.
    • Если мы запараллеливаем трансформаторы, то нужно, чтобы они имели одну и ту же группу векторов. Если вы заменяете трансформатор, используйте ту же группу векторов для нового трансформатора, иначе существующие ТН и ТТ, используемые для защиты и измерения, не будут работать должным образом.
    • Нет никакой технической разницы между одной векторной группой (например, Yd1) или другой векторной группой (т.е. Yd11) с точки зрения производительности. Единственным фактором, влияющим на выбор того или иного источника, является фазировка системы, т. е. должны ли части сети, питаемые от трансформатора, работать параллельно с другим источником. Также имеет значение, если у вас есть вспомогательный трансформатор, подключенный к клеммам генератора. Согласование векторов на вспомогательной шине

    Применение трансформатора в соответствии с группой Vector:

    (1) (Дин11, Дин1, Днд1, Дк11)
    • Общий для распределительных трансформаторов.
    • Обычно группа векторов Dyn11 используется в системе распределения. Поскольку Генераторный Трансформатор YNd1 для нейтрализации угла нагрузки между 11 и 1.
    • Мы можем использовать Dyn1 в системе распределения, когда мы используем Генераторный трансформатор YNd11.
    • В некоторых отраслях используются 6-импульсные электроприводы, из-за этого будет генерироваться 5-я гармоника, если мы используем Dyn1, это будет подавлять 5-ю гармонику.
    • Точка «звезда» облегчает смешанную нагрузку трехфазных и однофазных потребителей.
    • Обмотка треугольником несет третью гармонику и стабилизирует потенциал звезды.
    • Соединение треугольник-звезда используется для повышающих электростанций. Если обмотка ВН соединена звездой, стоимость изоляции будет снижена.
    • Но в распределительных сетях распространена обмотка ВН, соединенная треугольником, для питания двигателей и осветительных нагрузок со стороны НН.

    (2)  Звезда-Звезда (Yy0 или Yy6)
    • В основном используется для подключения трансформатора к большой системе.
    • Наиболее экономичное соединение в системе высокого напряжения для соединения двух систем треугольника и обеспечения нейтрали для заземления их обеих.
    • Третичная обмотка стабилизирует состояние нейтрали. В трансформаторах, соединенных звездой, нагрузка может быть подключена между линией и нейтралью, только если
      (a) трансформаторы на стороне источника соединены треугольником или
      (b) сторона источника соединена звездой с нейтралью, соединенной обратно с нейтралью источника.
    • В этом Трансформеры.Стоимость изоляции значительно снижается. Нейтральный провод может допускать смешанную нагрузку.
    • В линиях отсутствуют тройные гармоники. Эти тройные гармонические токи не могут протекать, если нет нейтрального провода. Это соединение создает колеблющуюся нейтраль.
    • Трехфазные агрегаты корпусного типа имеют большие тройные гармоники фазного напряжения. Однако трехфазные трансформаторы с сердечником работают удовлетворительно.
    • Для стабилизации колеблющейся нейтрали из-за третьих гармоник в трехфазных группах может потребоваться обмотка, соединенная с третичной сеткой.

    (3)  Дельта – Дельта (Dd 0 или Dd 6)
    • Это экономичное соединение для больших низковольтных трансформаторов.
    • Большой дисбаланс нагрузки может быть устранен без труда.
    • Дельта допускает циркуляцию тройных гармоник, таким образом, ослабляя их.
    • Возможна работа с одним снятым трансформатором в разомкнутом соединении треугольником или V-образным соединением, обеспечивающим 58 процентов сбалансированной нагрузки.
    • Трехфазные устройства не могут иметь эту возможность.Смешанная однофазная нагрузка невозможна из-за отсутствия нейтрали.

     

    (4)  Звезда-Зигзаг или Дельта-Зигзаг (Yz или Dz)
    • Эти соединения используются там, где треугольные соединения слабые. Взаимное соединение фаз в зигзагообразной обмотке приводит к уменьшению напряжения третьей гармоники и в то же время допускает несимметричную нагрузку.
    • Это соединение может использоваться с обмоткой, соединенной треугольником или звездой, как для повышающих, так и для понижающих трансформаторов.В любом случае зигзагообразная обмотка создает такое же угловое смещение, что и треугольная обмотка, и в то же время обеспечивает нейтраль для целей заземления.
    • Количество меди, требуемое для зигзагообразной обмотки, на 15 % больше, чем для соответствующей обмотки в виде звезды или треугольника. Это экстенсивно используется для заземляющего трансформатора.
    • За счет соединения зигзаг (взаимное соединение фаз) снижены напряжения третьей гармоники. Это также допускает несбалансированную загрузку. Зигзагообразное соединение используется для обмотки НН.Для заданного общего напряжения на фазу зигзагообразная сторона требует на 15% больше витков по сравнению с обычным подключением фаз. В тех случаях, когда соединения треугольником слабы из-за большого количества витков и малых сечений, предпочтение отдается соединению звездой зигзаг. Он также используется в выпрямителях.

    (5)  Зигзаг/звезда (ZY1 или Zy11)
    • Зигзагообразное соединение получается путем взаимного соединения фаз. 4-проводная система возможна с обеих сторон. Также возможна неравномерная загрузка.Осциллирующая нейтральная задача в связи с этим отсутствует.
    • Это соединение требует на 15 % больше витков при том же напряжении на зигзагообразной стороне и, следовательно, стоит дороже. Следовательно, группа из трех однофазных трансформаторов стоит примерно на 15% дороже, чем их трехфазный аналог. Кроме того, они занимают больше места. Но стоимость запасной мощности будет меньше, а однофазные блоки легче транспортировать.
    • Несимметричная работа трансформатора с большим содержанием МДС нулевой последовательности также не влияет на его работу.Даже при многофазном соединении типа Yy без соединения нейтрали колебание нейтрали с этими жилами не происходит. Наконец, сами трехфазные жилы стоят меньше трех однофазных за счет компактности.

     (6)  Ярд5:
    • В основном используется для машин и главных трансформаторов на крупных электростанциях и передающих подстанциях.
    • Нейтральная точка может быть нагружена номинальным током.

     

    (7)  Yz-5
    • Для распределительного трансформатора до 250 МВА для локальной распределительной системы.
    • Нейтральная точка может быть нагружена номинальным током.

     

    Применение трансформатора в соответствии с  в соответствии с Использованием:
    •  Повышающий трансформатор: Это должен быть Yd1 или Yd11.
    • Понижающий трансформатор: Должен быть Dy1 или Dy11.
    • Назначение заземления Трансформатор: Должно быть Yz1 или Dz11.
    • Распределительный трансформатор: Мы можем рассмотреть векторную группу Dzn0, которая уменьшает 75% гармоник во вторичной обмотке.
    • Силовой трансформатор: Группа векторов расширяется по применению, например: генераторный трансформатор: Dyn1, печной трансформатор: Ynyn0.

    Преобразование одной группы трансформаторов в другую группу с помощью внешнего соединения Channing:

    (1)  Группа I: Пример: Dd0 (нет сдвига фаз между HV и LV).

    • Обычный метод заключается в подключении красной фазы к A/a, желтой фазы к B/b и синей фазы к C/c.
    • Другие смещения фаз возможны при нестандартных соединениях (например, красный на b, желтый на c и синий на a). Выполнив некоторые нетрадиционные соединения снаружи на одной стороне трансформатора, внутренний подключенный трансформатор Dd0 можно заменить на Dd4( -120°) или Dd8(+120°). То же самое относится и к трансформаторам Дд4 или Дд8 с внутренним подключением.

    (2)  Группа II: Пример: Dd6 (смещение 180° между HV и LV).

    • Выполнив несколько нестандартных соединений снаружи на одной стороне трансформатора, внутренний трансформатор Dd6 можно заменить на соединение Dd2 (-60°) или Dd10 (+60°).

    (3)  Группа III: Пример: Dyn1 (смещение -30° между HV и LV).

    • Выполнив некоторые нетрадиционные внешние соединения на одной стороне трансформатора, внутренний трансформатор Dyn1 можно заменить на соединение Dyn5 (-150°) или Dyn9 (+90°).

    (4)  Группа IV: Пример: Dyn11 (смещение +30° между HV и LV).

    • Выполнив несколько нестандартных соединений снаружи на одной стороне трансформатора, внутренний трансформатор Dyn11 можно заменить на соединение Dyn7 (+150°) или Dyn3 (-90°).

    Запомнить:

    • Для группы III и группы IV: Выполнив некоторые нестандартные внешние соединения с обеих сторон трансформатора, внутренний подключенный трансформатор группы III или группы IV можно заменить на любую из этих двух групп.
    • Таким образом, выполняя внешние изменения на обеих сторонах трансформатора, внутренний подключенный трансформатор Dyn1 можно заменить на трансформатор Dyn3, Dyn5, Dyn7, Dyn9 или Dyn11. Это верно только для соединений звезда/треугольник или треугольник/звезда.
    • Для групп I и II: Замена трансформаторов типа «треугольник/треугольник» или «звезда/звезда» между группами I и III может производиться внутри компании.

    Почему в трансформаторе звезда-треугольник между первичной и вторичной обмотками возникает фазовый сдвиг на 30°?
    • Фазовый сдвиг является естественным следствием соединения треугольником.Токи, входящие или выходящие из обмотки звезды трансформатора, находятся в фазе с токами в обмотках звезды. Следовательно, токи в треугольных обмотках также совпадают по фазе с токами в звездных обмотках, и, очевидно, эти три тока разнесены на 120 электрических градусов.
    • Но токи, входящие или выходящие из трансформатора на стороне треугольника, формируются в точке соединения двух обмоток, составляющих треугольник, – каждый из этих токов представляет собой векторную сумму токов в соседних обмотках.
    • Когда вы суммируете два тока, отстоящих друг от друга на 120 электрических градусов, сумма неизбежно сдвигается на 30 градусов.
    •  Основной причиной этого явления   является то, что фазное напряжение отстает от линейного тока на 30 градусов. Рассмотрим трансформатор типа «треугольник/звезда». Фазные напряжения в трех фазах первичной и вторичной. вы обнаружите, что в первичной обмотке фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы, пусть это будет VRY (взять одну фазу). Но соответствующая вторичная обмотка будет иметь фазное напряжение только в своей фазной обмотке, поскольку она соединена звездой.линейное напряжение вторичной обмотки, соединенной звездой, и первичной обмотки, соединенной треугольником, не будет иметь разности фаз между ними. Таким образом, можно резюмировать, что «фазовый сдвиг связан с волновыми формами трехфазных обмоток.

     

    Почему  если генераторный трансформатор имеет значение Yd1, а распределительный трансформатор — Dy11:
    • Это сторона высокого напряжения или сторона распределительного устройства трансформатора генератора соединены треугольником, а сторона низкого напряжения или сторона генератора ГТ соединены звездой, при этом нейтраль со стороны звезды выведена.
    • Напряжение на стороне НН будет «отставать» от напряжения на стороне ВН на 30 градусов.
    • Таким образом, на генерирующей станции мы создаем отстающее на 30 градусов напряжение для передачи по отношению к напряжению генератора.
    • Поскольку мы создали соединение с отставанием на 30 градусов на генерирующей станции, рекомендуется создать соединение с опережением на 30 градусов в распределении, чтобы пользовательское напряжение было «в фазе» с генерируемым напряжением. И, поскольку сторона передачи представляет собой треугольник, и пользователю может потребоваться трехфазный четырехпроводный кабель на стороне низкого напряжения для его однофазных нагрузок, распределительный трансформатор выбран как Dyn11.
    • Существует магнитная связь между HT и LT. Когда на стороне нагрузки (LT) наблюдается некоторое падение, ток LT пытается выйти из фазы с током HT, поэтому фазовый сдвиг на 30 градусов в Dyn-11 удерживает два тока в фазе, когда есть провал.
    • Таким образом, группа векторов на генерирующей станции важна при выборе распределительного трансформатора.

    Группа векторов в системе производства-передачи-распределения:
    • Генерация TC представляет собой передаваемую мощность Yd1 при 400 кВ, для 400–220 кВ используется Yy, а при использовании Yd между e.грамм. 220 и 66 кВ, затем Dy от 66 до 11 кВ, чтобы можно было скомпенсировать их фазовые сдвиги. А для низковольтных (400/230 В) источников питания на частоте 50 Гц обычно используются 3 фазы с заземленной нейтралью, поэтому необходима обмотка НН «Dyn». Здесь отставание стороны GT -30 (Yd1) может быть аннулировано +30 с помощью преобразователя распределения Dy11.
    • Причина использования Yd между, например. 220 и 66 кВ, затем Dy от 66 до 11 кВ, заключается в том, что их фазовые сдвиги могут компенсироваться, и тогда также возможно параллельное подключение трансформатора YY 220/11 кВ на 11 кВ с трансформатором 66/11 кВ (а Трансформатор YY часто имеет третью, треугольную, обмотку для уменьшения гармоник).Если перейти Dy11 – Dy11 с 220 на 11 кВ, будет сдвиг на 60 градусов, что невозможно в одном трансформаторе. «Стандартные» группы трансформаторов в распределительных сетях избегают такого рода ограничений, поскольку продуманный подход и опыт позволяют добиться наименьшей стоимости в течение многих лет.

    TC генератора — Yd1. Можем ли мы использовать TC распределения Dy5 вместо Dy11.
    • Теоретически особых преимуществ Dyn11 перед Dyn5 нет.
    • При изолированном применении: При изолированном применении нет никаких преимуществ или недостатков при использовании Dy5 или Dy11.Однако, если мы хотим соединить вторичные стороны разных трансформаторов Dny, у нас должны быть совместимые трансформаторы, и это может быть достигнуто, если у вас есть Dyn11 среди группы Dyn5 и наоборот.
    • При параллельном соединении: Практически взаимное расположение фаз в Dyn11 остается таким же, как и в Dyn5.
    • Если мы используем трансформатор Yd1 на стороне генератора и трансформатор Dy11 на стороне распределения, то отставание -30 от генератора (Yd1) обнуляется на +30 опережения на приемной стороне Dy11), поэтому нет разности фаз по отношению к генератору, и если мы находимся на высоковольтной стороне. стороны трансформатора, и если обозначить фазы как R-YB слева направо, то такие же фазы на стороне НН будут R-Y-B, но слева направо.
    • Это заставит линии передачи иметь одинаковый цвет (для идентификации), независимо от того, являются ли они входом или выходом из трансформатора.
    • Если мы используем трансформатор Yd1 на стороне генератора и трансформатор Dy5 на стороне распределения, чем -30 отставание генераторной стороны (Yd1) больше отставания на -150 отставания на приемной стороне (Dy5), поэтому общая разность фаз относительно генераторной стороны составляет 180 градусов (- 30+-150=-180) и если мы находимся на стороне ВН Трансформатора, и если мы обозначим фазы как R-YB слева направо, те же фазы на стороне НН будут R-Y-B, а справа налево.
    • Это приведет к тому, что линии передачи не будут иметь одного и того же цвета (для идентификации), независимо от того, являются ли они входными или выходными данными трансформатора.
    • Разница в выходе между Dyn11 и Dny5 и поэтому составляет 180 градусов.

    0 comments on “Трехфазные трансформаторы схемы и группы соединения обмоток: Группы соединений обмоток трансформаторов

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.