Группы соединений обмоток | ООО «НОМЭК»
Трансформаторы делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах. В однофазном трансформаторе напряжения первичной и вторичной обмоток могут совпадать по фазе или быть сдвинутыми на 180°. Это зависит от направления намотки обмоток и обозначения выводов, т. е. от маркировки. Если обмотки трансформатора намотаны в одну сторону и имеют симметричную маркировку выводов (рис. 2.46,a), то индуцированные в них ЭДС имеют одинаковое направление. Следовательно, совпадают по фазе и напряжения холостого хода*. При изменении маркировки выводов одной из фаз или направления намотки одной фазы (рис. 2.46, б) получается сдвиг по фазе между векторами первичного и вторичного напряжения, равный 180°.
Группы соединений обозначают целыми числами от 0 до 11. Номер группы определяют величиной угла, на который векторлинейного напряжения обмотки НН отстает от вектора линейного напряжения обмотки ВН.
Для определения номера группы этот угол следует разделить на 30°.
* Для внешней нагрузки (потребителя) ЭДС и напряжения имеют одинаковую фазу.
| Рис. 2.46. Группы coeдинений обмоток однофазного трансформатора |
Для однофазных трансформаторов возможны только две группы соединений: нулевая (рис. 2.46, а) и шестая (рис. 2.46, б). Однако отечественная промышленность выпускает однофазные трансформаторы только нулевой группы, у которых напряжения первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе (см. табл. 2.4).
В трехфазных трансформаторах фазные ЭДС двух обмоток, расположенных на одном и том же стержне, могут, так же как и в однофазных трансформаторах, либо совпадать, либо быть противоположными по фазе. Однако в зависимости от схемы соединения обмоток (У или Д) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями. Для примера на рис.
Изменяя маркировку выводов обмоток, можно получить и другие группы соединений: при схеме У/У— четные: вторую, четвертую и т. д.; при схеме У/Д — нечетные: первую, третью и др. Согласно ГОСТу отечественная промышленность выпускает трехфазные силовые трансформаторы только двух групп: нулевой и одиннадцатой (см. табл. 2.3). Это облегчает практическое включение трансформаторов на параллельную работу.
Таблица 2.4
| Рис. 2.47. Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора при схеме У/У |
| Рис. 2.48. Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора при схеме У/Д |
При соединении обмотки НН по схеме ZH, а обмотки ВН по схеме У (рис.
| Рис. 2.49. Группа соединений обмоток трехфазного трансформатора при схеме Y/Zн |
2.4. Группы соединений обмоток трансформатора
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, которое принято 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.
Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов условно обозначают в виде дроби, где в числителе пишется буква, указывающая соединение обмотки ВН, а в знаменателе – буква, определяющая соединение обмотки НН (для двухобмоточного), или (для трехобмоточного трансформатора), буквы, указывающие соединение обмоток СН и
Рядом
с дробью через дефис пишется одно или
два числа, характеризующие угол сдвига
фаз; линейных ЭДС в часовом обозначении.
Для двухобмоточного трансформатора
пишут одно число, для трехобмоточного
– два. Для трехобмоточных трансформаторов
первое число указывает группу между
обмотками ВН и СН, а второе – между
обмотками ВН и НН.
Группа обозначается на заводском щитке трансформатора и в проверке не нуждается. Однако, если к одному из двух параллельных трансформаторов, имеющих одинаковые группы соединении, подключить фазы сети не в том порядке как это указано обозначениями фаз на вводах трансформатора, то на вторичной стороне получится напряжение с различным сдвигом фаз. Циклическим перемещением фаз на вводах можно получить для одного и того же трансформатора три различные группы соединений.
ГОСТ на трансформаторы и автотрансформаторы предусматривает производство трансформаторов с схемами и группами соединения обмоток ВН, СН и НН, приведенными на рис. 2.6-2.11.
Рис. 2.6. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов
Рис.
Рис. 2.8. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трехобмоточных трансформаторов
Рис. 2.9. Схема и группа соединения обмоток трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов
Рис. 2.10. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН
Рис. 2.11. Схемы и группы соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН
Группы соединений, отличных от стандартных, могут быть получены при присоединении однофазных трансформаторов в трехфазные группы при изменении начал и концов обмоток.
Соединения обмоток трехфазного трансформатора. Технические примечания
TestGuy
#1
Трехфазный трансформатор может быть сконструирован либо путем соединения трех однофазных трансформаторов вместе (образуя группу трехфазных трансформаторов), либо с использованием одного трехфазного трансформатора, состоящего из трех однофазных обмоток, установленных на одном пластинчатом сердечнике.
Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть соединены в различных конфигурациях для удовлетворения практически любых требований к напряжению. В зависимости от того, как эти наборы обмоток соединены между собой, определяется, является ли соединение конфигурацией треугольника или звезды (звезды).
Соединение треугольник-звезда
- Угловое смещение: 30°
- Самое популярное соединение трансформатора в мире.
- Вторичный обеспечивает нейтральную точку для питания линии к нейтрали.
- Подходит как для незаземленных, так и для эффективно заземленных источников.
- Подходит для трехпроводной или четырехпроводной сети с заземлением XO.
- При заземлении XO трансформатор действует как источник заземления для вторичной системы.
- Токи нулевой последовательности с основной частотой и частотой гармоник во вторичных линиях, питаемых трансформатором, не протекают по первичным линиям. Вместо этого токи нулевой последовательности циркулируют в первичных обмотках с замкнутым треугольником.
- Если вторичная обмотка трансформатора питает большое количество несбалансированных нагрузок, первичная обмотка треугольником обеспечивает лучший баланс токов для первичного источника.
Соединение звезда-треугольник
- Угловое смещение: 30°
- Подходит как для незаземленных, так и для эффективно заземленных источников.
- Подходит для трехпроводной сети или четырехпроводной схемы треугольника с заземлением посередине.
- Заземление первичной нейтрали этого соединения создаст источник заземления для первичной системы. Это может привести к серьезной перегрузке трансформатора во время возмущения первичной системы или дисбаланса нагрузки.
- Часто устанавливается с заземлением посередине на одной ноге при питании комбинированной трехфазной и однофазной нагрузки, когда трехфазная нагрузка намного больше, чем однофазная.
- При использовании в трехфазных четырехпроводных первичных системах 25 кВ и 35 кВ феррорезонанс может возникать при включении или выключении трансформатора с помощью однополюсных выключателей, расположенных на клеммах первичной обмотки. С трансформаторами меньшего размера кВА вероятность феррорезонанса выше.
Это может привести к серьезной перегрузке трансформатора во время возмущения первичной системы или дисбаланса нагрузки.Соединение DELTA-DELTA
- Угловое смещение: 0°
- Подходит как для незаземленных, так и для эффективно заземленных источников.
- Подходит для трехпроводной или четырехпроводной сети с заземлением посередине.
Соединение DELTA-DELTA с краном
- Угловое смещение: 0°
- Подходит как для незаземленных, так и для эффективно заземленных источников.
- Подходит для трехпроводной или четырехпроводной сети с заземлением посередине.
- При использовании отвода для однофазных цепей однофазная нагрузка кВА не должна превышать 5% от трехфазной номинальной мощности трансформатора. Также значительно снижена трехфазная мощность трансформатора.
Соединение звезда-звезда
- Угловое смещение: 0°
- Подходит как для незаземленных, так и для эффективно заземленных источников.
- Подходит только для трехпроводной сети, даже если XO заземлен.
- Это соединение не может обеспечить стабилизированную нейтраль, и его использование может привести к перенапряжению между фазой и нейтралью (смещение нейтрали) в результате несбалансированной нагрузки между фазой и нейтралью.
- Если трехфазный блок построен на трехжильном сердечнике, нейтральная точка первичных обмоток практически замкнута на потенциал земли.
Соединение «звезда-звезда» с заземлением
- Угловое смещение: 0°
- Подходит только для четырехпроводного эффективно заземленного источника.
- Подходит для трехпроводной или четырехпроводной сети с заземлением XO.
- Трехфазные трансформаторы с таким соединением могут подвергаться нагреву резервуара с флюсом рассеяния во время определенных небалансов внешней системы, если используемая конфигурация сердечника (четыре или пять стержней) не обеспечивает обратный путь для флюса.
- Токи нулевой последовательности с основной частотой и частотой гармоник во вторичных линиях, питаемых трансформатором, также протекают в первичных линиях (и первичном нейтральном проводнике).
- Реле заземления первичной системы может обнаруживать асимметрию нагрузки и замыкания на землю во вторичной системе. Это необходимо учитывать при согласовании устройств защиты от перегрузки по току.
- Трехфазные трансформаторы с нейтральными точками обмоток высокого и низкого напряжения, соединенными внутри друг с другом и выведенными через ввод НОХО, не должны эксплуатироваться с незаземленным (плавающим) вводом НОХО. Это может привести к очень высоким напряжениям во вторичных системах.
Примечания по подключению трехфазного трансформатора
- Когда обмотки соединены звездой, напряжение между любыми двумя линиями будет в 1,732 раза больше фазного напряжения, а линейный ток будет таким же, как фазный ток.
- Когда трансформаторы соединены треугольником, линейный ток будет в 1,732 раза больше фазного тока, а напряжение между любыми двумя будет таким же, как и фазное напряжение.
- Для соединений треугольник-треугольник и звезда-звезда соответствующие напряжения на сторонах высокого и низкого напряжения совпадают по фазе. Это известно как смещение нулевой фазы (угловое). Так как смещение одинаковое, они могут быть параллельны.
- Для соединений треугольник-звезда и звезда-треугольник каждая низковольтная фаза отстает от соответствующей высоковольтной фазы на 30 градусов. Поскольку задержка одинакова для обоих трансформаторов, их можно включить параллельно.
- Трансформатор «треугольник-треугольник», «звезда-звезда» или блок (оба с нулевым смещением) не могут быть параллельны треугольнику-звезде или звезде-треугольнику со смещением 30 градусов. Это приведет к опасному короткому замыканию.
Каталожные номера
- Системы распределения электроэнергии — EATON
- Трансформаторы: основы, обслуживание и диагностика
- Трехфазные трансформаторы
Подробное руководство по подключению трансформатора
Трехфазная электрическая система необходима для выработки и передачи электроэнергии предприятиям и отраслям на большие расстояния. По-разному соединяя обмотки, трехфазные напряжения (и токи) можно увеличивать или уменьшать с помощью мощных трехфазных трансформаторов.
В этом руководстве по часто задаваемым вопросам разъясняются вопросы, касающиеся соединений трехфазного трансформатора и того, как они работают, чтобы помочь вам лучше понять этот важный аспект конфигурации трансформатора.
Daelim является профессиональным производителем трансформаторов, который может точно спроектировать и изготовить трансформатор, который вам нужен, в соответствии с вашими требованиями к группе подключения трансформатора.
Какие существуют четыре типа подключения трансформатора?
Можно соединить первичную и вторичную обмотки трехфазного трансформатора различными способами, в зависимости от количества доступных клемм и конкретного применения.
Трехфазный трансформатор обычно состоит из трех однофазных систем либо с отдельными сердечниками, либо с одним комбинированным сердечником. Однако в большинстве конфигураций трехфазная обмотка соединена с одним сердечником, который сочетает в себе медную обмотку и железный сердечник.
Трехфазная мощность производится, передается и распределяется в сети энергосистемы. В результате для изменения уровней напряжения в трехфазной системе требуются трехфазные трансформаторы. Трехфазный трансформатор имеет два типа трехфазных обмоток — первичную и вторичную.
Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены вместе в звезду (звезду) или треугольник. В зависимости от применения первичная и вторичная обмотка трансформатора будет иметь четыре различных соединения. Вот эти соединения:
- Звезда-Звезда (Y-Y)
- Звезда-Треугольник (DD)
- Звезда-Треугольник (Y-N)
- Звезда-Треугольник (D-Y)
8 в трансформере?
Как мы знаем, трансформатор — это электрическое устройство, которое помогает изменять напряжение переменного тока. Он делает это, используя принцип электромагнитной индукции. Для трехфазных обмоток используются два метода соединения вторичной обмотки с первичной обмоткой:
Соединение треугольником
Соединение звездой
Соединение звездой
Соединение звездой соединяет одну клемму всех трех обмотки для создания точки звезды (нейтральной точки). Затем второй вывод каждой обмотки снимается, и на выводы подается питание. Термин «звезда», «звезда» или «звезда» применяется к этому расположению из-за его формы.
При соединении треугольником все три обмотки соединены последовательно, образуя треугольник. Затем питание подается к трем точкам соединения.
Название для этого типа соединения, Delta (∆), дано потому, что его форма повторяет эту букву. Иногда его также называют сетчатым соединением.
Какое соединение лучше для трансформатора?
При обсуждении наилучшего типа подключения трансформатора все зависит от ситуации и области применения трансформатора. Тем не менее, вот некоторые полезные самородки, которые вы должны учитывать, чтобы определить, какое соединение лучше всего подходит для вашей уникальной ситуации:
- Для передачи и распределения на большие расстояния предпочтительнее соединение звездой, поскольку оно требует низкой изоляции и имеет нейтраль, которая помогает сбалансировать цепь.
- Соединения треугольником лучше всего подходят для передачи и распределения на короткие расстояния, поскольку они требуют большей изоляции. Кроме того, соединения треугольником имеют меньше проблем с несимметричными токами.
- Используя соединение звездой, можно получить два разных уровня напряжения: однофазное и трехфазное. (3 фазы и фаза + N).
- Единственным достижимым напряжением при соединении треугольником является однофазное питание.
- Трехпроводное соединение «звезда» лучше всего подходит для однофазного питания (линия или фаза + нейтраль = 230 В переменного тока — IEC) и трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Однако в Соединенных Штатах ситуация иная и сложная).
- Соединение треугольником в основном используется для трехфазного питания 400 В переменного тока в промышленных и коммерческих приложениях (IEC). Тем не менее, эта функция не применима к US-NEC, поскольку они предлагают различные уровни напряжения в зависимости от системных требований.
- Соединение «звезда» часто используется в приложениях с небольшой нагрузкой, поскольку оно требует меньшего пускового тока.
- Соединение треугольником в основном используется для электродвигателей, которым требуется большой пусковой момент, например, на заводах и в других отраслях промышленности.
- Система Star Connection предпочтительна как для однофазного, так и для трехфазного питания.
- Delta Connection является предпочтительной системой для распределения сетей и систем.
- Трансформаторы в высоковольтных системах обычно имеют соединения треугольник-звезда и звезда-треугольник. Соединение треугольник-звезда повышает напряжение, а соединение звезда-треугольник используется для его уменьшения.
Соединение распределительного трансформатора
Распределительные трансформаторы обычно используют соединение треугольником-звездой. Для этой конфигурации необходимы три проводника на стороне высокого напряжения и четыре на стороне низкого напряжения, а дополнительный проводник в виде звезды служит нейтральным узлом. Такое расположение будет обслуживать как однофазные, так и трехфазные нагрузки.
Распределительные трансформаторы, разработанные и произведенные Daelim, в основном включают в себя трансформаторы с монтажной плитой, трансформаторы для небольших подстанций и масляные трансформаторы.
Подключение трансформатора на подушке
Трансформатор на подушке подключается следующими способами: Dyn11 и Ynyn0. Высокое напряжение трансформатора Dyn11 — соединение треугольником, низкое напряжение — соединение звездой, структура сердечника трансформатора — три ножки, высокое напряжение трансформатора Ynyn0 — соединение звездой, низкое напряжение — соединение звездой, железо трансформатора. Структура сердечника — пять ног.
Подключение трансформатора малой подстанции
Методы группового подключения трансформатора малой подстанции: Dyn1, Dyn11 и Ynyn0. Dyn1 и Dyn11 чаще используются для группового подключения малых подстанций, а Ynyn0 используется редко.
Соединение масляного распределительного трансформатора
Масляный распределительный трансформатор имеет множество групп соединений: Yd11, Ynd11, Dyn11 и Ynyn0.
Соединение по схеме «треугольник» и «звезда»
Трансформатор «треугольник-звезда» или «треугольник-звезда» представляет собой вариант трехфазного силового трансформатора, первичная обмотка которого соединена треугольником, а вторичная обмотка соединена звездой ( звездочка) расположение. Сторона выхода «звезда» будет иметь нейтральный провод.
Соединения треугольником и звездой могут быть однофазными или состоять из трех отдельных однофазных модулей. Это делает их идеальными для подачи трехфазного питания от однофазного входа, а также для подключения трехфазных систем к сети.
Соединение «звезда-треугольник»
Соединение «треугольник-треугольник» является полной противоположностью соединению «треугольник-треугольник». Это тип трехфазного трансформатора, в котором звезда соединена с первичной обмоткой, а треугольник — со вторичной обмоткой.
Преимущество соединения «звезда-треугольник» заключается в возможности работы без нулевого провода, а также в отсутствии несимметричных напряжений или третьих гармоник в фазных напряжениях. Сторона высокого напряжения группы трансформаторов или трехфазного трансформатора обычно подключается звездой в высоковольтных системах передачи, тогда как сторона низкого напряжения подключается треугольником.
Соединение треугольником уравновешивает напряжения между фазой и нейтралью при соединении звездой, несмотря на отсутствие нейтрального проводника. Это соединение обеспечивает путь для третьих гармоник без нулевого проводника.
Схема трансформатора с 11 кВ на 440 В
Схема трансформатора с 11 кВ на 440 В будет выглядеть следующим образом:
вторичная сторона. На схеме также показано, как трансформатор подключен к сети. Трансформатор соединен по схеме «треугольник-звезда» на первичной стороне и «звезда-треугольник» на вторичной стороне.
Трансформатор, соединенный звездой
Трансформатор, соединенный звездой, является наиболее распространенным типом соединения трансформатора. Используется как в однофазных, так и в трехфазных системах. Преимущество соединения «звезда» заключается в более низком пусковом токе по сравнению с соединением «треугольник».
Когда все трансформаторы в группе соединены звездой, напряжение между любой линией и землей (линейное напряжение) равно фазному напряжению. Фазное напряжение – это напряжение между любыми двумя фазами. Линейное напряжение – это напряжение между любыми двумя проводниками трехфазной обмотки.
Соединение трансформатора Yd11
В соединении трансформатора Yd11 буква Y указывает на высоковольтное соединение звездой. D указывает на низковольтное соединение треугольником. Позиция высокого напряжения на фазе — 11 часов, что означает +30 градусов впереди 12 часов. Ниже приведены различные группы трехфазных соединений, которые классифицируются в соответствии с этими категориями:
Категория 1 – смещение фаз 0° (Yy0, Dd0, Dz0).
Категория 2 — смещение фаз 180° (Yy6, Dd6, Dz6).
Категория 3 — смещение фазы на 30° (Dy1, Yd1, Yz1).
Категория 4 – смещение фаз 30° (Dy11, Yd11, Yz11)
Подключение трансформатора Dyn11
Вариант трансформатора Dyn11 использует обозначение векторной группы. Это означает, что обмотка НН, соединенная звездой (написано мелкими буквами, указывает сторону НН и наоборот), отстает на 30 градусов от обмотки ВН, соединенной треугольником. Большинство конфигураций трансформаторов Dyn11 предпочитают +-30 градусов соединения между трансформаторами.
Соединение трансформатора Dyn11 определяется следующим образом:
D = соединение треугольником в первичной обмотке
y = соединение звездой во вторичной обмотке
n = нейтральная точка, соединенная со вторичной обмоткой.
Цифра 11 на выводе вторичной обмотки звезды на 30 градусов не совпадает по фазе с напряжением первичной фазы, что соответствует 11 часам.
Трансформатор Daelim, устанавливаемый на площадку, обычно использует соединение Dyn11. В этом случае структура сердечника трансформатора имеет три опоры.
Соединение треугольником-треугольником трехфазного трансформатора
Соединение треугольником-треугольником включает в себя как трехфазные первичную, так и вторичную обмотки, соединенные треугольником. Это соединение выгодно для больших низковольтных трансформаторов, поскольку позволяет увеличить количество витков на фазу.
Ток намагничивания трансформатора должен содержать третью гармоническую составляющую, если вы хотите, чтобы вторичное напряжение было синусоидальным. Соединение треугольником гарантирует, что ток третьей гармоники будет протекать по одному каналу. Это приводит к тому, что напряжения остаются колебаться в виде синусоидальной волны.
Может выдерживать нагрузку 58 % даже при ошибочном переключении Если один из трех однофазных трансформаторов в конфигурации «треугольник-треугольник» выходит из строя, оставшиеся два могут продолжать подавать питание, хотя и с общим снижением эффективности. В результате система может нести 58 % номинальной нагрузки даже при переключении неисправного трансформатора.
Фазное напряжение такое же, как и линейное, благодаря соединению треугольником, в результате чего в обмотке больше витков. Однако фазный ток составляет ⅓ величины линейного тока. Следовательно, обмотка будет иметь меньшее сечение. Вот что делает подключение экономически выгодным для больших низковольтных трансформаторов.
Заключение
При покупке трансформатора очень важно согласовать способ группового подключения с производителем и поставщиком трансформатора. Потому что то, как вы соединяете группы, может иметь большое влияние на дизайн и пользователя. Если способ подключения не подтвержден, это приведет к тому, что трансформатор будет недоступен после его получения.
Daelim имеет более чем 20-летний опыт экспорта и проектирования трансформаторов. Техническая команда Daelim может точно разработать метод подключения трансформатора в соответствии с вашими требованиями.
