Site Loader
Таблица определения группы соединения обмоток трансформаторов
Подробности
Категория: Трансформаторы

Таблица Н. И. Булгакова для определения группы соединения обмоток силовых трансформаторов


Питание подведено к выводам

Отклонение прибора, присоединённого к выводам трансформатора

аb

be

са

аb

be

са

аb

be

са

 

Для группы 12

Для группы 4

Для группы 8

АВ

+

+

+

ВС

+

+

+

СА

+

+

+

 

Для группы 6

Для группы 10

Для группы 2

АВ

+

+

+

+

+

+

ВС

+

+

_

+

+

+

+

СА

+

+

+

+

+

+

 

Для группы 11

Для группы 3

Для группы 7

АВ

+

0

0

+

_

+

0

ВС

+

0

+

0

_

0

+

СА

0

+

+

0

+

0

 

Для группы 1

Для группы 5

Для группы 9

АВ

+

0

0

+

0

+

ВС

0

+

+

0

0

+

СА

0

+

0

+

+

0

Таблица  Булгакова  отражает показания гальванометра при всех группах соединения силового трансформатора. По ней видно, что каждая группа вполне определяется показанием либо одной строчки, либо одного столбца, т. е. тремя измерениями. Шесть остальных измерений служат для подтверждения правильности схемы измерительной установки.

Во всех случаях знаки «+» и «—» поставлены для моментов включения тока со стороны обмотки ВН. Это следует учитывать, так как если в первичной цепи производить не включение, а выключение тока, то знаки во вторичной цепи будут обратными.
Однако определение группы соединения обмоток вышеприведённым методом имеет ряд существенных недостатков. К их числу относится ручное производство переключений и измерений; при разных соединениях обмоток трансформатора требуется выполнять разные схемы измерения необходимость сравнения полученных результатов с данными известной таблицы.

Выбор группы и схемы соединений обмоток трансформаторов

Группу соединения обмоток силовых трансформаторов выбирают так, чтобы трансформаторы в максимально возможной степени отвечали следующим условиям:

  • препятствовали возникновению высших гармоник в электрических сетях;
  • выравнивали нагрузку между фазами первичной обмотки при несимметричной нагрузке вторичной обмотки;
  • ограничивали сопротивление нулевой последовательности цепи КЗ в случае питания четырехпроводных сетей.

Для выполнения первого и второго условий одну обмотку силовых трансформаторов соединяют в звезду (Y), а другую — в треугольник (А).
На ГПП предприятий в звезду, как правило, соединена обмотка высшего напряжения (35-220 кВ), так как это может потребоваться системой заземления нейтрали в сетях этого напряжения; обмотку низшего напряжения соединяют в треугольник. Соединение первичной обмотки в звезду облегчает, кроме того, регулирование напряжений путем переключения отводов. По этим причинам на ГПП промышленных предприятий используют преимущественно трансформаторы с группой соединения обмоток звезда-треугольник (Y/А) или звезда с выведенной нейтральной точкой — треугольник (Y0/A). Такие же трансформаторы используют и на цеховых подстанциях, питающих трехпроводные сети низкого напряжения (например, сети напряжением 220 или 660 В без нейтрального проводника).

    Для питания четырехпроводных сетей напряжением 220/380 или 380/660 В используют трансформаторы, у которых вторичная обмотка соединена в звезду с выведенной нейтральной точкой (Y0) или в зигзаг с выведенной нейтральной точкой (Z0). Для выполнения приведенных выше трех условий первичную обмотка следовало бы соединить в треугольник, и оптимальной группой соединения трансформатора была, бы A/Y0; этим же требованиям, особенно в части симметрирования, удовлетворяет также группа Y/Z0, используемая при номинальной мощности трансформаторов от 25 до 100 кВА.
   Группа Y/Y0 этими положительными свойствами не обладает и, в частности, отличается повышенным сопротивлением нулевой последовательности, что затрудняет защиту сетей от однофазных КЗ, возникающих при замыканиях на корпус и т.п. Поэтому трансформаторы с группой соединения обмоток Y/Y или Y/Y0 в большинстве случаев не рекомендуют для питания цеховых сетей низкого напряжения.

К списку статей

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов


Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки — высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, либо фазы. Таким макаром, трехфазный трансформатор имеет 6 независящих фазных обмоток и 12 выводов с надлежащими зажимами, при этом исходные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают знаками A, B, С, конечные выводы — X, Y, Z, а для подобных выводов фаз обмотки низшего напряжения используют такие обозначения: a,b,c,x,y,z.

Почти всегда обмотки трехфазных трансформаторов соединяют или в звезду -Y, или в треугольник — Δ (рис. 1).

Выбор схемы соединений находится в зависимости от критерий работы трансформатора. К примеру, в сетях с напряжением 35 кВ и поболее прибыльно соединять обмотки в звезду и заземлять нулевую точку, потому что при всем этом напряжение проводов полосы передачи будет в √3 раз меньше линейного, что приводит к понижению цены изоляции.

Рис.1

Осветительные сети прибыльно строить на высочайшее напряжение, но лампы накаливания с огромным номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Потому их целенаправлено питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также прибыльно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.

С другой стороны, исходя из убеждений критерий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целенаправлено 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) либо «треугольник-треугольник» (Δ/Δ), то оба коэффициента трансформации схожи, 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 охарактеризовывает обоюдную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Изменение обоюдной ориентации этих напряжений осуществляется соответственной перемаркировкой начал и концов обмоток.

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

Разглядим сначала воздействие маркировки на фазу вторичного напряжения по отношению к первичному на примере однофазового трансформатора (рис. 2 а).

Рис.2

Обе обмотки размещены на одном стержне и имеют однообразное 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 сейчас во вторичной обмотке принять оборотную маркировку зажимов (рис. 2 в), то по отношению к нагрузке ЭДС Е2 меняет фазу на 180°. Как следует, и фаза напряжения U2 изменяется на 180°.

Таким макаром, в однофазовых трансформаторах вероятны две группы соединений, соответственных углам сдвига 0 и 180°. На практике для удобства обозначения групп употребляют циферблат часов. Напряжение первичной обмотки U1 изображают минутной стрелкой, установленной повсевременно на цифре 12, а часовая стрелка занимает разные положения зависимо от угла сдвига меж U1 и U2. Сдвиг 0° соответствует группе 0, а сдвиг 180° — группе 6 (рис. 3).

Рис.3

В трехфазных трансформаторах можно получить 12 разных групп соединений обмоток. Разглядим 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 возможных 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 соответственных фаз первичной и вторичной обмоток совпадают, потому 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 обратную (рис. 5. а). При перемаркировке концов и начал вторичной обмотки фаза ЭДС изменяется на 180°. Как следует, номер группы изменяется на 6. Данная схема имеет группу Y/Y — б.

Рис. 5

На рис. 6 представлена схема, в какой по сопоставлению со схемой рис 4 выполнена радиальная перемаркировка зажимов вторичной обмотки (а→b , b→c, с→a). При всем этом фазы соответственных ЭДС вторичной обмотки сдвигаются на 120° и, как следует, номер группы изменяется 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 разглядим схему, представленную на рис. 7. В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, потому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но потому что угол меж линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.

Из 12-ти вероятных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: Y/Y — 0 и Y/Δ-11. Они, обычно, и используются на практике.

Школа для электрика

Трехфазный трансформатор

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов — Студопедия

Тема: Электрические станции и подстанции

Лекция 5.СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ.

Оглавление

5.1 Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов. 1

5.2 Системы охлаждения силовых трансформаторов. 7

5.3 Системы регулирования напряжения в силовых трансформаторах. 10

5.4 Параллельное включение трансформаторов. 11

 

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Обмотки трансформаторов имеют обычно соединения: звезда — Y, звезда с выведенной нейтралью — Y и треугольник — Δ. Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток (Е1и Е2) принято выражать условно группой соединений.

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

Группы соединений указываются справа от знаков схем соединения обмоток. Трансформаторы по рис. 5.2 имеют схемы и группы соединения обмоток: Y/Δ-11; Y/Ύ/Δ-0-11; Y/Δ/Δ — 11 — 11.

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


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 (подробнее ниже). Системы 110, 150 и 220 кВ также работают с эффективно заземлённой 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 ограничителей перенапряжений к нулевой точке трансформатора (рис. 5.1).

Рис.5.1 . Схемы заземления трансформаторов и автотрансформаторов:


а – трансформаторов 110 – 220 кВ без РПН; б – трансформаторов 330 – 750 кВ без РПН; в – трансформаторов 110 кВ с РПН; г – автотрансформаторов всех напряжений; д — трансформаторов 150 – 220 кВ с РПН; е – трансформаторов 330 – 500 кВ с РПН.

 

Нейтраль заземляется также на вторичных обмотках трансформаторов, питающих четырёхпроводные сети 380/220 и 220/127 В. Нейтрали обмоток при напряжении 10—35 кВ не заземляются или заземляются через дугогасящий реактор для компенсации емкостных токов. Технические данные силовых трансформаторов и автотрансформаторов, их схемы и группы соединений определяются действующими ГОСТ и приводятся в каталогах и справочниках.

К основным параметрам трансформатора относятся: номинальные мощность, напряжение, ток; напряжение КЗ; ток холостого хода; потери холостого хода и КЗ.

Номинальной мощностью трансформатора называется указанное в заводском паспорте значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальных частоте и напряжении.

 

 

Рис. 5.2 Условное обозначение и схемы соединения обмоток трансформаторов: а – двухобмоточного; б – трехобмоточного; г — с расщепленной обмоткой низкого напряжения

 

Номинальная мощность для двухобмоточного трансформатора — это мощность каждой из его обмоток. Трехобмоточные трансформаторы могут быть выполнены с обмотками как одинаковой, так и разной мощности. В последнем случае за номинальную принимается наибольшая из номинальных мощностей отдельных обмоток трансформатора.

За номинальную мощность автотрансформатора принимается номинальная мощность каждой из сторон (ВН или СН), имеющих между собой автотрансформаторную связь («проходная мощность»).

Номинальные напряжения обмоток — это напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора. Для трехфазного трансформатора — это его линейное (междуфазное) напряжение. Для однофазного трансформатора, предназначенного для включения в трёхфазную группу, соединённую в звезду, — это .При работе трансформатора под нагрузкой и подведении к зажимам его первичной обмотки номинального напряжения на вторичной обмотке напряжение меньше номинального на величину потери напряжения в трансформаторе. Коэффициент трансформации трансформатора nопределяется отношением номинальных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений

В трехобмоточных трансформаторах определяется коэффициент трансформации каждой пары обмоток: ВН и НН; ВН и СН; СН и НН.

Номинальными токами трансформатора называются указанные в заводском паспорте значения токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа трансформатора.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяют по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания uк— это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Напряжение КЗ определяют по падению напряжения в трансформаторе, оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора.

В трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах напряжение КЗ определяется для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Таким образом, в каталогах приводятся три значения напряжения КЗ: uк ВН – НН , uк ВН – СН, uк СН — НН.

Поскольку индуктивное сопротивление обмоток значительно выше активного (у небольших трансформаторов в 2 — 3 раза, а у крупных в 15 — 20 раз), то uкв основном зависит от реактивного сопротивления, т.е. взаимного расположения обмоток, ширины канала между ними, высоты обмоток. Величина uкрегламентируется ГОСТ в зависимости от напряжения и мощности трансформаторов. Чем больше высшее напряжение и мощность трансформатора, тем больше напряжение КЗ. Так, трансформатор мощностью 630 кВ*А с высшим напряжением 10 кВ имеет uK=5,5%, с высшим напряжением 35 кВ — uк= 6,5 %; трансформатор мощностью 80000 кВ-А с высшим напряжением 35 кВ имеет uK=9%, a с высшим напряжением110кВ — uк= 10,5%.

Увеличивая значение uк, можно уменьшить токи КЗ на вторичной стороне трансформатора, но при этом значительно увеличивается потребляемая реактивная мощность и увеличивается стоимость трансформаторов. Если трансформатор 110 кВ мощностью 25 MB•А выполнить с uK= 20% вместо 10%, то расчетные затраты на него возрастут на 15,7 %, а потребляемая реактивная мощность возрастёт вдвое (с 2,5 до 5,0 МВАр).

Трехобмоточные трансформаторы могут иметь два исполнения по значению икв зависимости от взаимного расположения обмоток. Если обмотка НН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка СН — между ними, то наибольшее значение имеет uк ВН – НН, а меньшее значение —uк ВН – СН. В этом случае потери напряжения по отношению к выводам СН уменьшатся, а ток КЗ в сети НН будет ограничен благодаря повышенному значению uкВН-НН. Это понижающий трансформатор на подстанциях.

Если обмотка СН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка НН — между ними, то наибольшее значение имеет uк ВН – СН, а меньшее —uк ВН – НН. Значение uк СН — ННостанется одинаковым в обоих исполнениях. Это повышающий трансформатор на станциях.

Ток холостого хода IХхарактеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах номинального тока трансформатора. В современных трансформаторах с холоднокатаной сталью токи холостого хода имеют небольшие значения.

Потери холостого хода Рхи короткого замыкания Ркопределяют экономичность работы трансформатора. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для их уменьшения применяются электротехническая сталь с малым содержанием углерода и специальными присадками, холоднокатаная сталь толщиной 0,3 мм марок 3405, 3406 и других с жаростойким изоляционным покрытием. В справочниках и каталогах приводятся значения Рхдля уровней А и Б. Уровень А относится к трансформаторам, изготовленным из электротехнической стали с удельными потерями не более 0,9 Вт/кг, уровень Б — с удельными потерями не более 1,1 Вт/кг (при В= 1,5 Тл, f= 50 Гц).

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и конструкциях трансформатора (стенки бака, ярмовые балки и др.). Для их снижения обмотки выполняются многожильным транспонированным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.

В современных конструкциях трансформаторов потери значительно снижены. Например, в трансформаторе мощностью 250000 кВ-А при U=110кВ (Рх=200 кВт, Рк=790 кВт), работающем круглый год (Ттах=6300 ч), потери электроэнергии составят 0,43% электроэнергии, пропущенной через трансформатор. Чем меньше мощность трансформатора, тем больше относительные потери в нем.

В сетях энергосистем установлено большое количество трансформаторов малой и средней мощности, поэтому общие потери электроэнергии во всех трансформаторах страны значительны, и очень важно для экономии электроэнергии совершенствовать конструкции трансформаторов с целью дальнейшего уменьшения значений Рхи Рк.

Особенности автотрансформаторов. В установках 110 кВ и выше широкое применение находят автотрансформаторы (AT) большой мощности. Объясняется это рядом преимуществ, которые они имеют по сравнению с трансформаторами той – же мощности:

· меньший расход меди, стали, изоляционных материалов;

· меньшая масса, а, следовательно, меньшие габариты;

· меньшие потери и больший КПД;

· более лёгкие условия охлаждения.

Однофазный автотрансформатор имеет электрически связанные обмотки ОВ и ОС (рис. 5.3). Часть обмотки, заключённая между выводами В и С, называется последовательной, а между С и О — общей.

При работе автотрансформатора в режиме понижения напряжения в последовательной обмотке проходит ток Iв, который, создавая магнитный поток, наводит в общей обмотке ток I0. Ток нагрузки вторичной обмотки IСскладывается из тока Iв, проходящего благодаря гальванической (электрической) связи обмоток, и тока I0, созданного магнитной связью этих обмоток: Ic= Iв+I0, откудаI0=IC -IВ.

Полная мощность, передаваемая автотрансформатором из первичной сети во вторичную, называется проходной.

Если пренебречь потерями в сопротивлениях обмоток автотрансформатора, можно записать следующее выражение:

S= UBIB~ UCIC. Преобразуя правую часть выражения, получаем

S= UBIB=[(UB— UC)+UC]IB=(UB— UC)IB+ UCIB, (2.6)

где (UB— UC)IB= ST — трансформаторная мощность, передаваемая магнитным путем из первичной обмотки во вторичую; UCIB=SЭ— электрическая мощность, передаваемая из первичной

 

Рис.5.3 . Схема однофазного трансформатора.

обмотки во вторичную за счет их гальванической связи, без трансформации.

Эта мощность не нагружает общей обмотки, потому что ток IВиз последовательной обмотки проходит на вывод С, минуя обмотку ОС.

В номинальном режиме проходная мощность является номинальной мощностью автотрансформатора S= Sном, а трансформаторная мощность — типовой мощностью SТ= Sтип.

Размеры магнитопровода, а следовательно, его масса определяются трансформаторной (типовой) мощностью, которая составляет лишь часть номинальной мощности:

где nВС= UB/UC — коэффициент трансформации; Кт — коэффициент выгодности или коэффициент типовой мощности.

Из формулы для Кт следует, что чем ближе UBк UС, тем меньше Кт и меньшую долю номинальной составляет типовая мощность. Это означает, что размеры автотрансформатора, его масса, расход активных материалов уменьшаются по сравнению с трансформатором одинаковой номинальной мощности.

Например, при UВ= 330 кВ и UС=110 кВ КТ=0,667, а при UВ= 550 кВ и UС= 330 кВ КТ= 0,34.

Наиболее целесообразно применение автотрансформаторов при сочетании напряжений 220/110; 330/150; 500/220; 750/330.

Из схемы (см. рис. 5.3) видно, что мощность последовательной обмотки:

;

мощность общей обмотки:

.

Таким образом, еще раз можно подчеркнуть, что обмотки и магнитопровод автотрансформатора рассчитываются на типовую мощность, которую иногда называют расчетной мощностью. Какая бы мощность ни подводилась к зажимам В или С, последовательную и общую обмотки загружать больше чем на SТИП нельзя. Этот вывод особенно важен при рассмотрении комбинированных режимов работы автотрансформатора. Такие режимы возникают, если имеется третья обмотка, связанная с автотрансформаторными обмотками только магнитным путем.

Третья обмотка автотрансформатора (обмотка НН) используется для питания нагрузки, для присоединения источников активной или реактивной мощности (генераторов и синхронных компенсаторов), а в некоторых случаях служит лишь для компенсации токов третьих гармоник. Мощность обмотки НН SHHне может быть больше SТИП, так как иначе размеры автотрансформатора будут определяться мощностью этой обмотки. Номинальная мощность обмотки НН указывается в паспортных данных автотрансформатора.

В автотрансформаторах с обмоткой НН возможны различные режимы работы: передача мощности из обмотки ВН в обмотку СН при отключенной обмотке НН; передача мощности из обмотки НН в СН или ВН; передача из обмотки ВН и НН в обмотку СН и другие режимы Во всех случаях необходимо контролировать загрузку общей, последовательной обмоток и вывода СН. К особенностям следует отнести необходимость глухого заземления нейтрали у автотрансформаторов, общей для ВН и СН.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУПП СОЕДИНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ — Студопедия

Тождественность групп соединения обмоток трансформаторов является одним из условий их параллельной работы. Определить группу соединения трансформаторов можно несколькими методами:

• построением векторной диаграммы напряжений;

•применением «полярометра» и источника постоянного тока;

•использованием двух вольтметров и источника переменного тока;

•измерением угла между векторами напряжений.

Для построения векторной диаграммы сначала вычеркивают схемы соединения обмоток обоих напряжений, проставляя на них начала и концы всех фазных обмоток, а затем, анализируя взаимное положение фазных ЭДС в обмотках, строят соответствующие им треугольники или звезды напряжений.

По взаимному положению векторов одноименных фазных напряжений определяют угол сдвига вектора первичного напряжения относительно вектора вторичного. Сказанное иллюстрируется рис.6.2, выполненным для группы звезда/треугольник-3.

Применение полярометра заключается в фиксации направления ЭДС, наводимых в обмотках низшего напряжения в моменты включения источника постоянного тока, присоединенного к обмотке высшего напряжения. Схема опыта для однофазных трансформаторов приведена на рис.6.3.

В качестве фиксирующего прибора применяется магнитоэлектрический вольтметр с соответствующим пределом измерения. Источник постоянного тока должен иметь напряжение в приделах от 2 до 12 В. Если в момент замыкания ключа стрелка гальванометра отклонится в сторону положительных значений, делается заключение о совпадении полярности выводов а-х с


полярностью выводов А-Х, что соответствует группе соединения обмоток номер 0. Отклонение стрелки прибора в противоположную сторону соответствует группе соединения обмоток номер 6.

Описанный опыт опирается на следующее правило: за начало вторичной обмотки однофазного трансформатора принимается такой ее вывод, из которого ток вытекает, если в этот момент времени он вытекает в первичную обмотку.

В случае трехфазного трансформатора источник постоянного тока последовательно подключается к зажимам АВ, ВС и АС. Для каждого варианта подключения источника фиксируется полярность отклонения стрелки прибора в момент замыкания ключа при поочередном присоединении прибора к выводам ав, вс и ас. В результате опыта получают девять вариантов отклонении стрелки прибора. Используя специальную таблицу, по полученному сочетанию знаков отклонений определяют номер группы соединения обмоток. Для иллюстрации, на рис.6.4 приведена схема опыта и таблица результатов для трансформатора с группой соединения обмоток номер 6.


Несмотря на простоту, рассматриваемый метод является весьма громоздким, поэтому на практике стараются применить его упрощенные варианты. Один из них заключается в следующем. «Плюс» источника постоянного тока присоединяется к зажиму В, а «минус»- к объединенным зажимам двух других фаз А и С трансформатора. Затем фиксируются направления отклонения стрелки прибора при его поочередном подключении к зажимам ав, вс и ас. В результате получают три измерения, достаточные для однозначного определения номера группы соединения обмоток по приведенной ниже табл.6.2.

Данный вариант метода полярометра требует повышенного внимания при фиксации направления отклонения стрелки прибора. Так, в ряде случаев вследствие сильного отброса стрелки от упора не очень четко определяются нулевые значения отклонения, что может привести к ошибочным выводам . В этом случае следует выбрать менее чувствительный прибор или снизить напряжение источника.

Метод двух вольтметров на переменном токе применяется для трехфазных трансформаторов. Он основан на сравнении расчетных данных с результатами замера напряжений между определенными выводами обмоток трансформатора. Для этого соединяют между собой выводы а и А, к обмотке ВН подводят трехфазное напряжение (не более 380 В) и последовательно измеряют напряжения между выводами в и В, в и С, с и В. Полученные значения сравниваются с предварительно рассчитанными для данной группы соединения по формулам специальной табл.6.3. При совпадении значений делается заключение о номере группы соединения обмоток.

В табл.6.3 под понимают значение коэффициента трансформации линейных напряжений.

Измерение угла между векторами напряжения может быть осуществлено фазометром или фазоуказателем. Фазометр измеряет угол между векторами двух напряжений и обычно включается по схеме рис.6.5. Измеренное значение угла между векторами напряжений АВ и ав определяет номер группы соединения обмоток трансформатора.

При использовании фазоуказателя прибор подключается в соответствии с рис.6.6 и указывает угол между векторами фазного напряжения А первичной обмотки и линейного ав вторичной обмотки. Пересчетом определяется угол между одноименными векторами напряжений, однозначно связанный с номером группы соединения обмоток.

Методы определения групп соединения обмоток

МегаПредмет 

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса — ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Лекция №18

Группы соединений обмоток

 

Группой соединения обмоток называется угол сдвига фаз между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

Группы соединений обозначают целыми числами от 0 до 11. Всего 12 групп. Номер группы определяют величиной угла, на который вектор линейного напряжения обмотки НН отстает от вектора ли­нейного напряжения обмотки ВН.

Группа 0 — угол сдвига равен нулю, группа 1 — угол сдвига 30°, группа 2 — угол сдвига 60°, Группа 6 — угол сдвига 180° и т.д.

Угол смещения отсчитывают от вектора ЭДС обмотки ВН по часовой стрелке до вектора ЭДС обмотки НН. Например, группа соединения 5 указывает, что вектор ЭДС НН отстает по фазе от вектора ЭДС ВН на угол 5·30° = 150°.

Для лучшего понимания принятого обозначения групп соединения пользуются сравнением с часами. При этом вектор ЭДС обмотки ВН соответствует минутной стрелке, установленной на цифре 12, а вектор ЭДС обмотки НН — часовой стрелке (рис. 18.1). Так же необходимо иметь в виду, что совпадение по фазе векторов ЭДС Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) и Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) , эквивалентное совпадению стрелок часов на циферблате, обозначается группой 0 (а не 12). Кроме того, следует помнить, что за положительное направление вращения векторов ЭДС принято их вращение против часовой стрелки.



В однофазном трансформаторе ЭДС 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, то индуцированные в них ЭДС имеют одинаковое направление. Следовательно, совпадают по фазе и направление ЭДС. Это соответствует нулевой группе (группа 0). При изменении маркировки выводов одной из фаз или направления намотки одной фазы получается сдвиг по фазе между векторами первичного и вторичного напряжения, равный 180°. Получим группу 6.

Таким образом, в однофазном трансформаторе возможны лишь две группы соединения: группа 0, и группа 6. Из этих групп ГОСТ предусматривает лишь группу 0, она обозначается I/I—0.

 

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами)

 

Рис.18.1 Сравнение положения стрелок часов с обозначением групп соединения

 

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 (Υ или ∆) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.

Изменяя маркировку выводов обмоток, можно получить и другие группы соединений. Согласно ГОСТу отечественная промышленность выпускает трехфазные силовые трансформаторы только двух групп: нулевой и одиннадцатой (см. табл.18.1). Это облегчает практическое включение трансформаторов на параллельную работу.

 

Таблица 18.1

 

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами)

 

 

Методы определения групп соединения обмоток

 

 

При изготовлении или в процессе эксплуатации трансформаторов иногда возникает необходимость в опытной проверке группы соединения. Существует несколько методов такой проверки, но наиболее распространены методы фазометра и вольтметра.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами)

 

Рис. 18.2 Проверка группы соединения Y/Y—0 методами фазометра (а) и вольтметра (б)

 

Метод фазометра.

 

Основан на непосредственном измерении угла фазового сдвига между соответствующими линейными напряжениями (ЭДС) обмоток ВН и НН с помощью фазометра φ, включенного по схеме, показанной на рис. 18.2, а.

 

Метод вольтметра.

 

Непосредственного измерения угла фазового сдвига между линейными напряжениями (ЭДС) этот метод не дает. Это косвенный метод и основан на измерении вольтметром напряжений (ЭДС) между одноименными выводами обмоток ВН и НН.

Этот метод позволяет только подтвердить предполагаемую группу. Для подтверждения предполагаемой группы необходимо, чтобы выполнись равенство напряжений представленных для этой конкретной группы.

Например, если проверяют группу соединения Y/Y—0 (рис. 18.2, б), то, соединив проводом выводы А и а, измеряют напряжение UbB (между выводами b и В) и Uc-С (между выводами с и С). Если предполагаемая группа соединения Y/Y—0 соответствует фактической, то выполняется равенство напряжений (В), представленное формулой

 

Ub-B=Uc-C=Uав(kл-1)(18.1)

 

 

где kл=UАВ/Uab — отношение линейных напряжений (ЭДС) ВН и НН, т, е. коэффициент трансформации линейных напряжений (ЭДС).

 

Если проверяют группы соединения 6, 11 или 5, то для проверки измеренных значений напряжений пользуются формулами:

 

группа Y/Y—6

 

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) (18.2)

 

группа Y/D — 11

 

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) (18.3)

 

группа Y/D —5

 

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) (18.4)

 

Здесь UаЬ и Uxy — линейные напряжения на выводах обмоток НН, В.

 

Если условия равенства напряжений по приводимым формулам не соблюдаются, то это свидетельствует о нарушениях в маркировке выводов трансформатора или предполагаемая другая.

Существуют, также, формулы и для других групп.

 

 


Схемы и группы соединения обмоток силовых 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.

Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
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.
Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
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
Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов

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).

Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
Рис. 3, Соединение фазных обмоток в звезду и векторная диаграмма их напряжений
Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
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.
Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
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)

Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов
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.

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов

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.

Каждая из обмоток трехфазного трансформатора — первичная и вторичная — может быть соединена тремя различными способами, а именно:

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду, либо в треугольник (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.

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

n ф = U фвнх / U фннх,

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

n л = U лвнх / U лннх.

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам «звезда-звезда» или «треугольник-треугольник», то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. n ф = n л.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме «звезда – треугольник» – n л = n фV 3 , а по схеме «треугольник-звезда» – n л = n ф / V 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).

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).

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.

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.

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

Трехфазные трансформаторные соединения и векторные группы для начинающих

Трансформаторные соединения

В теории трехфазный трансформатор работает как три отдельных однофазных трансформатора с общими ветвями, в которых магнитная цепь для внешних конечностей длиннее, чем для центральной конечности.

Three-phase transformer connections and vector groups for beginners Трехфазные трансформаторные соединения и векторные группы для начинающих (фоторепортаж: postmapostma.co.za)

Преобразование напряжения определяется соотношением между числом витков на первичной и вторичной сторонах, принимая то, что известно как четные соединения , Yy, Dd и Zz .

Schematic diagram of a three-phase transformer Schematic diagram of a three-phase transformer Принципиальная схема трехфазного трансформатора

В трехфазном трансформаторе мы можем изменить преобразование, перейдя от соединения звезда к треугольнику. Это дает нам смешанные связи. В случае смешанных соединений соотношение между основными напряжениями на первичной и вторичной сторонах не равно соотношению между числом витков

Коэффициент трансформации рассчитывается как равный отношению между основным и вторичным напряжениями без нагрузки, независимо от отношения между числами витков.


Звездные, треугольные и зигзагообразные соединения

Трехфазные трансформаторы могут иметь свои обмотки, подключенные различными способами: звезда, треугольник или зигзагообразное соединение. Тип подключения должен быть указан на паспортной табличке трансформатора.

Звездное, треугольное или зигзагообразное соединение обозначается буквами Y, D и Z для стороны с самым высоким напряжением и y, d и z для стороны с самым низким 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 фазовые клеммы трансформатора имеют маркировку 1U, 1 В и 1 Вт на стороне высокого напряжения и 2U, 2 В и 2 Вт на стороне низкого напряжения . Любая точка подключения, которая представляет нейтральную точку обмотки, помечена как 1 N или 2N.

Давайте обсудим три наиболее распространенных подключения трансформатора:

  1. Звездное соединение
  2. Дельта-соединение
  3. зигзагообразное соединение

Звездное соединение

В случае звездообразного соединения три обмотки соединены вместе в своих конечных точках .Точка подключения представляет нейтральную точку обмотки. Звездное соединение обозначается буквой Y со стороны высокого напряжения и y со стороны низкого напряжения.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Этот тип подключения используется для как для низкого и высокого напряжения, так и для низкого тока .

Transformer star connection Transformer star connection Звездное соединение трансформатора
Дельта-соединение

В случае, если концы обмоток соединены вместе, как показано на схеме. Мы видим, что оба конца связаны друг с другом.Дельта-соединение обозначается D или d .

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

Transformer delta connection Transformer delta connection Трансформаторное соединение треугольником
зигзагообразное соединение

Каждая фаза состоит из двух одинаковых обмоток на неравных конечностях. Следовательно, на каждой конечности будут части двух фаз, причем на конечных точках соединены по одной обмотке на каждой конечности. Зигзагообразное соединение обозначено Z или z .Для этого типа подключения требуется на обмоток на 15,5% больше, чем для соединения типа «звезда» или «треугольник» , что приводит к увеличению и увеличению стоимости трансформатора.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Он в основном используется там, где может возникнуть дисбаланс нагрузки между фазами и нейтралью.

Transformer zigzag connection Transformer zigzag connection Трансформаторное зигзагообразное соединение

Векторные группы

Соединение всех обмоток в трехфазном трансформаторе обозначается символом группы векторов. Этот символ указывает на соединения обмотки и их относительное смещение фазы с помощью числового индекса (например,грамм. Dny11).

«метод часов» используется для получения числового индекса группы векторов, с каждым часом, представляющим 30 электрических градусов .

Числовой индекс группы векторов определяется по часам, в течение которых стрелка фазного напряжения ( 2U ) находится, когда стрелка фазного напряжения обмотки высокого напряжения ( 1U ) находится в 12 часов . Фазовая последовательность системы должна быть 1U, IV, 1 Вт или R, S и T .

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


Dd0

Dd0 vector group Dd0 vector group Векторная группа Dd0

Dyn5

Dyn5 vector group Dyn5 vector group Dyn5 вектор группы

Dyn11

Dyn11 vector group Dyn11 vector group Векторная группа Dyn11

Yyn0

Yyn0 vector group Yyn0 vector group Yyn0 вектор группы

Yd1

Yd1 vector group Yd1 vector group Yd1 vector group

Yd11

Yd11 vector group Yd11 vector group Yd11 Векторная группа

Dz0

Dz0 vector group Dz0 vector group Векторная группа Dz0

Yz1

Yz1 vector group Yz1 vector group Yz1 группа векторов

Yz11

Yz11 vector group Yz11 vector group Векторная группа Yz11

Ссылка // Трехфазный трансформатор Noratel

,
Понимание векторной группы трансформаторов (часть 1)

Введение

Трехфазный трансформатор состоит из трех комплектов первичных обмоток, по одной для каждой фазы, и трех комплектов вторичных обмоток, намотанных на один и тот же железный сердечник. Отдельные однофазные трансформаторы можно использовать и соединять снаружи, чтобы получить те же результаты, что и для трехфазного блока.

Understanding Vector Group of Transformer (Part 1) Understanding Vector Group of Transformer (Part 1) Понимание векторной группы трансформаторов (часть 1)

Первичные обмотки связаны одним из нескольких способов.Две наиболее распространенные конфигурации — это дельта, в которой конец полярности одной обмотки соединен с концом неполярности следующей, и звезда, в которой все три конца неполярности (или полярности) соединены вместе. Вторичные обмотки подключены аналогично. Это означает, что трехфазный трансформатор может иметь свои первичные и вторичные обмотки, связанные одинаково (треугольник треугольник или звезда-треугольник) или по-разному (треугольник треугольник или звезда-треугольник).

Важно помнить, что сигналы вторичного напряжения находятся в фазе с первичными сигналами, когда первичная и вторичная обмотки подключены одинаково.Это условие называется « без сдвига фаз ».

Но когда первичная и вторичная обмотки подключены по-разному, формы волны вторичного напряжения будут отличаться от соответствующих форм волны первичного напряжения на 30 электрических градусов. Это называется сдвигом фазы на 30 градусов. Когда два трансформатора соединены параллельно, их фазовые сдвиги должны быть идентичными; в противном случае произойдет короткое замыкание при подаче напряжения на трансформаторы ».


Основная идея обмотки

Напряжение переменного тока, приложенное к катушке, будет индуцировать напряжение во второй катушке, где они связаны магнитным путем.Фазовое соотношение двух напряжений зависит от того, каким образом соединены катушки. Напряжения будут либо синфазными, либо смещенными на 180 градусов.

Когда 3 обмотки используются в обмотке трехфазного трансформатора, существует несколько вариантов. Напряжения катушки могут быть в фазе или смещены, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, иметь точку звезды (нейтральную), выведенную на внешний вывод или нет.


Six Ways to Wire Star Winding:

Six Ways to wire Star Winding Six Ways to wire Star Winding Шесть способов обмотки Star Winding

Шесть способов обмотки Delta Winding:

Six Ways to wire Delta Winding Six Ways to wire Delta Winding Шесть способов обмотки Delta Winding

Полярность

Напряжение переменного тока, приложенное к катушке, будет индуцировать напряжение во второй катушке, где они связаны магнитным путем.Соотношение фаз двух напряжений зависит от того, каким образом обмотки соединены. Напряжения будут либо синфазными, либо смещенными на 180 градусов.

Когда 3 обмотки используются в обмотке трехфазного трансформатора, существует несколько вариантов. Напряжения катушки могут быть в фазе или смещены, как указано выше, с катушками, соединенными звездой или треугольником, и, в случае обмотки звезды, иметь точку звезды (нейтральную), выведенную на внешний вывод или нет.

Additive and substractive polarity of transformer Additive and substractive polarity of transformer Аддитивная и субстративная полярность трансформатора

Когда пара катушек трансформатора имеет то же направление, что и напряжение, индуцированное в обеих катушках, в одном направлении от одного конца к другому концу.Когда две катушки имеют противоположное направление обмотки, то напряжение, индуцированное в обеих катушках, находится в противоположном направлении.


обозначения соединения обмотки

  • Первый символ: для Высокое напряжение : всегда заглавные буквы.
  • D = Дельта, S = Звезда, Z = Взаимосвязанная звезда, N = Нейтральный
  • Второй символ: для Низкое напряжение : всегда маленькие буквы.
  • d = дельта, s = звезда, z = взаимосвязанная звезда, n = нейтральный.
  • Третий символ: Смещение фазы, выраженное числом часовых часов (1,6,11)
Пример — Dyn11
Трансформатор

имеет первичную обмотку, соединенную треугольником ( D ), вторичную звезду ( y ) с выделенной точкой звезды ( n ) и фазовый сдвиг на 30 градусов ( 11 ).

Точка путаницы возникает в нотации повышающего трансформатора. Как указано в стандарте IEC60076-1 , обозначение в последовательности HV-LV. Например, повышающий трансформатор с первичным соединением и вторичным соединением со звездой записывается не как «dY11», а как «Yd11». 11 указывает, 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.


Вектор Группа Трансформатора

Обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены несколькими способами. На основании соединения обмоток определяется векторная группа трансформатора.

Группа векторов трансформаторов указана производителем на заводской табличке трансформатора. Группа векторов указывает разность фаз между первичной и вторичной сторонами, обусловленную конкретной конфигурацией соединения обмоток трансформатора.

Определение векторной группы трансформаторов очень важно, прежде чем подключать два или более трансформаторов параллельно. Если два трансформатора разных векторных групп соединены параллельно, то существует разность фаз между вторичной обмоткой трансформаторов и большой циркулирующий ток протекает между двумя трансформаторами, что очень вредно.


Смещение фазы между обмотками ВН и НН

Вектор для обмотки высокого напряжения берется как опорный вектор.Смещение векторов других обмоток от вектора отсчета, с вращением против часовой стрелки, представлено с помощью часового числа часов.

IS: 2026 (Часть 1V) -1977 дает 26 наборов соединений звезда-звезда, звезда-дельта и звезда-зигзаг, дельта-дельта, дельта-звезда, дельта-зигзаг, зигзагообразная звезда, зигзагообразная дельта. Смещение вектора обмотки низкого напряжения изменяется от нуля до -330 ° с шагом -30 ° в зависимости от способа подключения.

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

На первом месте стоит символ обмотки высокого напряжения, затем символы обмоток в порядке убывания напряжения. Например, звезда, звезда и треугольник, подключенная к трансформатору 220/66/11 кВ, и векторы обмоток 66 и 11 кВ, имеющие сдвиг фаз 0 ° и -330 ° с опорным вектором (220 кВ), будут представлены как Yy0 — Yd11

Цифры (0, 1, 11 и т. Д.) Относятся к сдвигу фаз между обмотками ВН и НН с использованием обозначения циферблата.Вектор, представляющий обмотку ВН, берется в качестве эталона и устанавливается на 12 часов. Чередование фаз всегда против часовой стрелки. (Международный принят).

Используйте индикатор часа в качестве индикатора угла смещения фазы. Поскольку на часах 12 часов, а круг состоит из 360 °, каждый час представляет 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 на нейтральное напряжение (иногда воображаемое) обмотки ВН.Эта позиция всегда является контрольной точкой.

Пример
  • Цифра 0 = 0 °, что вектор LV находится в фазе с фазором HV
    Цифра 1 = отставание 30 ° (LV отстает от HV на 30 °), потому что вращение идет против часовой стрелки.
  • цифра 11 = отставание 330 ° или опережение 30 ° (НН ведет ВН с 30 °)
  • цифра 5 = запаздывание 150 ° (низкое отставание HV от 150 °)
  • цифра 6 = 180 ° отставание (LV отстает от HV на 180 °)

Когда трансформаторы работают параллельно, важно, чтобы любой фазовый сдвиг был одинаковым для каждого.Распараллеливание обычно происходит, когда трансформаторы расположены в одном месте и подключены к общей шине (собраны) или расположены в разных местах с вторичными клеммами, соединенными через цепи распределения или передачи, состоящие из кабелей и воздушных линий.

Phase Shift (Deg) Соединение
0 Yy0 Dd0 Dz0
30 лаг Yd1 Dy1 Yz1
60 лаг Dd2 Dz2
120 лаг Dd4 Dz4
150 лаг Yd5 Dy5 Yz5
180 лаг Yy6 ДД6 Dz6
150 отведений Yd7 Dy7 Yz7
120 вывод Dd8 Dz8
60 отведения Дд10 Dz10
30 отведений Yd11 Dy11 Yz11

Фазовые вводы на трехфазном трансформаторе имеют маркировку ABC, UVW или 123 (заглавные буквы на стороне ВН, маленькие буквы на стороне НН).Два обмотки, трехфазные трансформаторы можно разделить на четыре основные категории

Группа часов TC
Группа I 0 часов, 0 ° дельта / дельта, звезда / звезда
Группа II 6 часов, 180 ° дельта / дельта, звезда / звезда
Группа III 1 час, -30 ° звезда / дельта, дельта / звезда
Группа IV 11 часов, + 30 ° звезда / дельта, дельта / звезда
Минус указывает на отставание НН от ВН, плюс указывает на ведущее НН ВН
Обозначение часов 0 (сдвиг фазы 0)
Clock Notation 0 (Phase Shift 0) Clock Notation 0 (Phase Shift 0) Обозначение часов 0 (сдвиг фазы 0)
Обозначение часов 1 (Phase Shift -30)
Clock Notation 1 (Phase Shift -30) Clock Notation 1 (Phase Shift -30) Обозначение часов 1 (Phase Shift -30)
Обозначение часов 2 (Phase Shift -60)
Clock Notation 2 (Phase Shift -60) Clock Notation 2 (Phase Shift -60) Обозначение часов 2 (Phase Shift -60)
Обозначение часов 4 (смещение фазы -120)
Clock Notation 4 (Phase Displacement -120) Clock Notation 4 (Phase Displacement -120) Обозначение часов 4 (смещение фазы -120)
Обозначение часов 5 (смещение фазы -150)
Clock Notation 5 (Phase Displacement -150) Clock Notation 5 (Phase Displacement -150) Обозначение часов 5 (смещение фазы -150)
Обозначение часов 6 (Phase Shift +180)
Clock Notation 6 (Phase Shift +180) Clock Notation 6 (Phase Shift +180) Обозначение часов 6 (Phase Shift +180)
Обозначение часов 7 (Phase Shift +150)
Clock Notation 7 (Phase Shift +150) Clock Notation 7 (Phase Shift +150) Обозначение часов 7 (сдвиг фаз +150)
Обозначение часов 11 (сдвиг фазы +30)
Clock Notation 11 (Phase Shift +30) Clock Notation 11 (Phase Shift +30) Обозначение часов 11 (сдвиг фазы +30)

Продолжение следует…

,
Внедрить трехфазный трансформатор с настраиваемыми соединениями обмотки
Соединение обмотки 1 (клеммы ABC)

Соединения обмотки для обмотки 1. Выбор Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D3) .

Соединение обмотки 2 (клеммы abc)

Соединения обмотки для обмотки 2. На выбор Y , Yn , Yg (по умолчанию), Delta (D1) и Дельта (D3) .

Тип

Выбрать Три однофазных трансформатора (по умолчанию) для реализовать трехфазный трансформатор с использованием трех моделей однофазных трансформаторов. Ты можешь использовать этот тип сердечника для представления очень больших силовых трансформаторов, найденных в электросетях (сотни мвт).

Выберите Трехчастное ядро ​​(тип сердечника) для реализации трех конечности основной трехфазный трансформатор. В большинстве приложений трехфазные трансформаторы используют трехчастный сердечник (сердечниковый трансформатор).Этот тип ядра дает точные результаты во время асимметричная ошибка как для линейных, так и для нелинейных моделей (включая насыщение). В течение условия асимметричного напряжения, возврат нулевой последовательности трансформатора сердечника снаружи сердечника, через воздушный зазор, конструкционную сталь и резервуар. Таким образом, естественный индуктивность нулевой последовательности L0 (без дельта-обмотки) такого трансформатора с сердечником обычно очень низкий (обычно 0,5 pu 100 pu).Это низкое значение L0 влияет напряжения, токи и дисбалансы потока при линейной и насыщенной работе.

Выберите Пяти конечностей (оболочка) для реализации пяти конечностей основной трехфазный трансформатор. В редких случаях очень большие трансформаторы строятся с ядро с пятью ногами (три фазы ноги и две внешние ноги). Эта базовая конфигурация, также известная в качестве типа оболочки выбирается в основном для уменьшения высоты трансформатора и изготовления транспорт проще.В условиях неуравновешенного напряжения, в отличие от трех конечностей трансформатор, поток нулевой последовательности трансформатора с пятью ветвями остается внутри стального сердечника и возвращается через две внешние конечности. Естественная индуктивность нулевой последовательности (без поэтому дельта) очень высока (L0> 100 п.о.). За исключением небольших текущих дисбалансов из-за асимметрия ядра, поведение трансформатора типа оболочки с пятью частями подобно тому из трехфазный трансформатор с тремя однофазными блоками.

Имитация насыщения

Если выбрано, реализует насыщаемый трехфазный трансформатор. По умолчанию очищено.

Если вы хотите смоделировать трансформатор в векторном режиме Блок Powergui, вы должны очистить этот параметр.

Имитация гистерезиса

Выберите для моделирования характеристики насыщения, включая гистерезис вместо однозначная кривая насыщения. Этот параметр виден только если Simulate Параметр насыщенности выбран.По умолчанию очищено.

Если вы хотите смоделировать трансформатор в векторном режиме Блок Powergui, вы должны очистить этот параметр.

Математический файл гистерезиса

Этот параметр отображается только при моделировании модели гистерезис параметр выбран.

Укажите файл .mat , содержащий данные для использования в гистерезисе. модель. Когда вы открываете Инструмент гистерезиса дизайна блока Powergui, петля гистерезиса по умолчанию и параметры, сохраненные в гистерезисе .коврик файл отображается. Используйте кнопку Load инструмента дизайна гистерезиса загрузить другой файл .mat . Используйте кнопку Сохранить из инструмент дизайна гистерезиса, чтобы сохранить вашу модель в новом файле .mat .

Укажите начальные потоки

Если выбрано, начальные потоки определяются Начальные потоки параметр на вкладке Параметры . уточняйте Параметр начальных потоков виден, только если Simulate Параметр насыщенности выбран.По умолчанию очищено.

Когда параметр Укажите начальные потоки, параметр не выбран при симуляция, Simscape ™ Программное обеспечение Electrical ™ Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки для начать симуляцию в устойчивом состоянии. Вычисленные значения сохраняются в Initial Изменяет параметр и перезаписывает все предыдущие значения.

Измерения

Выберите Напряжения обмотки для измерения напряжения на намоточные клеммы.

Выберите Токов обмотки для измерения протекающего тока через обмотки.

Выберите Флюсы и токи возбуждения (Im + IRm) для измерения связь потока, в вольт-секундах (Vs), и общий ток возбуждения, включая железо потери, смоделированные Rm.

Выберите Потоков и токов намагничивания (Im) для измерения связь магнитного потока, в вольт-секундах (Vs), и ток намагничивания, в амперах (A), не включая потери в железе, смоделированные Rm.

Выберите Все измерения (V, I, Flux) для измерения обмотки напряжения, токи, токи намагничивания и магнитные связи.

По умолчанию Нет .

Поместите блок мультиметра в вашу модель для отображения выбранных измерений во время моделирование. В списке Доступные измерения Блок мультиметра, измерения обозначены меткой, за которой следует блок название.

Если для параметра Winding 1 (клеммы ABC) для параметра установлено значение Y , Yn или Yg , этикетки следующие.

Измерение

Этикетка

обмотки 1 напряжения

Uan_w1:

или

Uag_w1:

обмотки 1 токи

Ian_w1:

или

Iag_w1:

Флюсы

Flux_A:

намагничивания токи

Imag_A:

Токи возбуждения

Iexc_A:

То же самое относится к обмотке 2, за исключением того, что 1 заменяется на 2 в ярлыках.

Если для параметра Winding 1 (клеммы ABC) для параметра установлено значение Дельта (D1) или Дельта (D3) , этикетки являются следующими.

9000 999 901 9999 988 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 000

Измерение

Метка

Обмотка 1 напряжения

Uab_w1:

токов обмотки 1

Токи возбуждения

Iexc_A:

.
Звезда-Звезда Подключение трансформатора | Электрические примечания и статьи

Подключение трансформатора:

Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть подключены с помощью Y или Δ таким же образом, как и для трех однофазных трансформаторов. Поскольку вторичные устройства могут быть подключены либо по Y, либо Δ независимо от того, какое соединение используется на основных цветах, должно быть четыре способа подключения обмоток 3-фазного трансформатора для преобразования 3-фазных напряжений, а именно Yy, Δ -Δ , Y-Δ и Δ -y.Соединения выполняются внутри корпуса, поэтому снаружи корпуса должны выводиться только клеммные выводы.

  1. Звезда — Звездный Трансформатор (Yy0 или Yy6)
  2. Delta — Delta Transformer (Dd0 или Dd6)
  3. Delta — Star Transformer (Dy)
  4. Star — Delta Transformer Yd) (Заземляющий трансформатор).
  5. Зигзагообразный трансформатор (Yz, Dz) (заземляющий трансформатор)
  6. Скотт (тип T) трансформатор (заземляющий трансформатор).

  • в первичной обмотке Каждая фаза находится на 120 ° электрических градусов в противофазе с двумя другими фазами.
  • В вторичной обмотке Каждая фаза находится на 120 ° электрических градусов в противофазе с двумя другими фазами.
  • Каждая первичная обмотка магнитно связана с одной вторичной обмоткой через общую ветвь сердечника. Наборы обмоток, которые магнитно связаны, нарисованы параллельно друг другу на векторной диаграмме. В Y-Y соединении каждая первичная и вторичная обмотка соединены с нейтральной точкой.
  • Нейтральная точка может быть или не быть выведена на внешнее физическое соединение, а нейтральная может быть или не быть заземлена.
  • Токи намагничивания трансформатора не являются чисто синусоидальными, даже если возбуждающие напряжения являются синусоидальными. Намагничивающие токи имеют значительные количества нечетных составляющих. Если три одинаковых трансформатора подключены к каждой фазе и возбуждаются равными по величине напряжениями 60 Гц, фундаментальные составляющие 60 Гц возбуждающих токов компенсируют друг друга на нейтрали.Это связано с тем, что фундаментальные токи 60 Гц фаз A, B и C находятся на 120 ° не в фазе друг с другом, а векторная сумма этих токов равна нулю.
  • Третий, девятый, пятнадцатый и другие так называемые гармонические токи нулевой последовательности находятся в фазе друг с другом; следовательно, эти компоненты не нейтрализуют друг друга на нейтрали, а складывают синфазно друг с другом, создавая ток нейтрали нулевой последовательности, при условии, что существует путь для протекания тока нейтрали.
  • Из-за нелинейной формы кривой B-H, токи намагничивания нечетной гармоники необходимы для поддержания синусоидальных индуцированных напряжений.Если некоторые из гармоник тока намагничивания отсутствуют, то индуцированные напряжения не могут быть синусоидальными.
  • Y-Y соединение с заземленной нейтралью:
  • На рисунке показана ситуация, когда первичная нейтраль возвращается к источнику напряжения в четырехпроводной трехфазной цепи. Каждый из намагничивающих токов, обозначенных как IR, IY и IB, содержит основной ток 60 Гц и все токи нечетных гармоник, необходимые для поддержания синусоидальных индуцированных напряжений.

  • Ток намагничивания нулевой последовательности объединяется, чтобы сформировать ток нейтрали IN, который возвращает эти нечетные гармоники источнику напряжения.Предполагая, что первичное напряжение является синусоидальным, индуцированные напряжения VR, VY и VB (как в первичном, так и во вторичном) также являются синусоидальными.
  • Подключение первичной нейтрали к нейтрали генератора имеет дополнительное преимущество в том, что оно устраняет искажения в напряжениях вторичной фазы. Если поток в сердечнике имеет синусоидальную форму волны, то это даст синусоидальную форму волны для напряжения. Но из-за особенностей железа, синусоидальная форма волны потока требует третьей гармонической составляющей в возбуждающем токе.Поскольку частота этого компонента в три раза больше частоты цепи при любой данной константе. Он будет пытаться течь либо к нейтральной точке обмоток трансформатора, либо от нее. При изолированной нейтрали трехчастотный ток не может течь, поэтому поток в сердечнике не будет синусоидальным, а напряжения искажены. Если первичная нейтраль соединена с нейтралью генератора, токи с тройной частотой помогут решить проблему. Альтернативным способом преодоления этой трудности является использование третичной обмотки с низким рейтингом кВА.Эти обмотки соединены в треугольник и обеспечивают цепь, по которой могут течь токи трех частот. Таким образом, синусоидальное напряжение на первичной обмотке даст синусоидальное напряжение на вторичной стороне.
  • Эта ситуация меняется, если нейтрали обоих комплектов первичной и вторичной обмоток не заземлены.
  • Y-Y соединение без заземленной нейтрали: Если нейтрали первичной и вторичной обмоток разомкнуты и, следовательно, нет пути для протекания гармонических токов нулевой последовательности и индуцированные напряжения не будут синусоидальными.

  • V’R, V’Y и V’B не будут синусоидальными. Это приводит к искажению вторичных напряжений. Результирующее искажение напряжения эквивалентно Y-Y трансформатору с токами нулевой последовательности, которым разрешено течь в первичной нейтрали с воображаемой наложенной первичной обмоткой, несущей только токи нулевой последовательности на 180 ° в противофазе с обычными токами нулевой последовательности.
  • Анализ напряжений, индуцированных «первичными обмотками», значительно усложняется тем фактом, что сердечник сильно нелинейен, так что каждый из отдельных токов гармоник нулевой последовательности, переносимых фантомными первичными обмотками, будет индуцировать гармонику еще более высокого порядка напряжения тоже.
  • Анализ Фурье может быть использован для получения приближения вторичных напряжений с открытой первичной нейтралью. Принимая одну фазу за раз, нормальный ток намагничивания для синусоидального возбуждающего напряжения строится по кривой B-H трансформатора. Нормальный ток намагничивания преобразуется в ряд Фурье, а затем восстанавливается путем удаления всех гармоник нулевой последовательности. Результирующий ток возбуждения будет иметь форму, отличную от нормального тока возбуждения, который затем используется для построения индуцированного напряжения, используя кривую B-H тем же способом, который использовался для построения исходного тока возбуждения.Этот процесс довольно трудоемкий, поэтому достаточно сказать, что если Y-Y трансформатор не имеет нейтрального пути для токов возбуждения нулевой последовательности, во вторичной обмотке будут возникать гармонические напряжения, даже если напряжение возбуждения является чисто синусоидальным.

Преимущество Y-Y соединения:

  • Без смещения фазы: Первичная и вторичная цепи находятся в фазе; то есть, нет никаких сдвигов фазового угла, вводимых соединением Y-Y.Это является важным преимуществом, когда трансформаторы используются для соединения систем различных напряжений каскадным способом. Например, предположим, что есть четыре системы, работающие на 800, 440, 220 и 66 кВ, которые необходимо соединить. Подстанции могут быть построены с использованием Y-Y трансформаторных соединений для соединения любых двух из этих напряжений. Системы на 800 кВ могут быть связаны с системами на 66 кВ через единственное преобразование от 800 до 66 кВ или через серию каскадных преобразований при 440, 220 и 66 кВ.
  • Требуется несколько оборотов для обмотки: Благодаря звездообразному соединению, фазные напряжения в 1 / √3 раз больше напряжения сети. Следовательно, требуется меньшее количество поворотов. Также нагрузка на изоляцию меньше. Это делает подключение экономичным для небольших высоковольтных целей.
  • Требуется меньше уровня изоляции : Если нейтральный конец Y-образной обмотки заземлен, то есть возможность использовать пониженные уровни изоляции на нейтральном конце обмотки. Обмотка, соединенная между фазами, требует полной изоляции всей обмотки.
  • Тяжелая нагрузка рукоятки: Благодаря звездообразному соединению фазовый ток такой же, как и ток в линии. Следовательно, обмотки должны нести большие токи. Это делает поперечное сечение обмоток высоким. Таким образом, обмотки являются механически прочными, и обмотки могут выдерживать большие нагрузки и ток короткого замыкания.
  • Использование для трехфазной четырехпроводной системы: Имеется нейтраль, подходит для трехфазной четырехпроводной системы.
  • Устранить искажения в напряжении вторичной фазы: Соединение первичной нейтрали с нейтралью генератора устраняет искажения в напряжениях вторичной фазы, предоставляя путь к токовым токам частоты к генератору.
  • Синусоидальное напряжение на вторичной стороне: Нейтральный канал обеспечивает поток Трехкратный частотный ток на стороне генератора, таким образом, синусоидальное напряжение на первичной стороне дает синусоидальное напряжение на вторичной стороне.
  • Используется в качестве автотрансформатора: Y-Y трансформатор может быть сконструирован как автотрансформатор с возможностью значительной экономии затрат по сравнению с двухобмоточной конструкцией трансформатора.
  • Лучшее защитное реле: Настройки защитного реле будут лучше защищать на линии от замыканий на землю, когда применяются соединения Y-Y трансформатора с заземленной нейтралью.

Недостаток Y-Y соединения:

  • Проблема третьей гармоники: Напряжения в любой фазе Y-Y трансформатора 1200 от напряжений в любой другой фазе. Однако компоненты третьей гармоники каждой фазы будут находиться в фазе друг с другом. Нелинейности в сердечнике трансформатора всегда приводят к генерации третьей гармоники. Эти компоненты будут складываться, приводя к большой (может быть даже больше, чем основной компонент) компонент третьей гармоники.
  • Перенапряжение при освещении Нагрузка: Наличие третьей (и другой нулевой последовательности) гармоники в незаземленной нейтрали может вызвать условия перенапряжения при небольшой нагрузке. При создании YY-трансформатора с использованием однофазных трансформаторов, подключенных к блоку, измеренные линейные напряжения не равны 57,7% от межфазного напряжения системы без нагрузки, а составляют около 68% и очень быстро уменьшаются по мере Банк загружен. Эффективные значения напряжений на разных частотах объединяются путем взятия квадратного корня из суммы напряжений в квадрате.При синусоидальном межфазном напряжении составляющая третьей гармоники межфазного напряжения составляет около 60%.
  • Падение напряжения при несбалансированной нагрузке: Для несбалансированных нагрузок между фазой и нейтралью может быть значительное падение напряжения. Это связано с тем, что межфазные нагрузки вызывают падение напряжения через реактивное сопротивление рассеяния трансформатора, тогда как межфазные нагрузки вызывают падение напряжения через реактивное сопротивление намагничивания, которое в 100-1000 раз больше, чем утечка реактивное сопротивление.
  • Резервуар с перегретым трансформатором: При определенных обстоятельствах трехфазный трансформатор с Y-Y-соединением может вызвать сильный перегрев бака, который может быстро разрушить трансформатор. Это обычно происходит с открытой фазой в первичной цепи и нагрузкой во вторичной цепи.
  • Избыточное возбуждение сердечника в состоянии отказа: Если в первичной цепи происходит замыкание фазы на землю с заземленной первичной нейтралью, то напряжение между фазой и нейтралью на неисправных фазах увеличивается до 173% от нормального. напряжение.Это почти наверняка приведет к чрезмерному возбуждению сердечника, с сильно увеличенными токами намагничивания и потерями в сердечнике
  • Если нейтрали первичной и вторичной обмоток выведены, то из-за замыкания фазы на землю во вторичной цепи ток первичной обмотки протекает в первичной цепи. Защита от замыкания на землю в нейтрали первичной цепи может затем работать при неисправностях во вторичной цепи
  • Нейтральное смещение: Если нагрузка на вторичной стороне не сбалансирована, то производительность этого соединения неудовлетворительная, тогда возможно смещение нейтральной точки.Чтобы предотвратить это, точка звезды первичной обмотки должна быть подключена к точке звезды генератора.
  • Искажение вторичного напряжения: Даже если звезда или нейтральная точка первичной обмотки заземлены, третья гармоника, присутствующая в напряжении генератора, может появиться на вторичной стороне. Это вызывает искажения в напряжениях вторичной фазы.
  • Перенапряжение при небольшой нагрузке: Наличие третьей (и другой нулевой последовательности) гармоники в незаземленной нейтрали может вызвать условия перенапряжения при небольшой нагрузке.
  • Трудность в координации защиты заземления: В Y-Y трансформаторе короткое замыкание на землю вызывает ток первичного замыкания на землю, что затрудняет координацию.
  • Увеличение напряжения нормальной фазы при замыкании фазы на землю: Если в первичной цепи происходит замыкание фазы на землю с заземленной первичной нейтралью, то напряжение между фазой и нейтралью на фазе замыкания ООН увеличивается до 173% от нормальное напряжение. Если нейтрали первичной и вторичной обмоток выведены, то из-за замыкания фазы на землю во вторичной цепи ток первичной обмотки протекает в первичной цепи.
  • Отключение T / C при неисправности линии-заземления: Все гармоники будут распространяться через трансформатор, путь тока нулевой последовательности непрерывен через трансформатор, одна ошибка линии-земля отключит трансформатор.
  • Подходит для трансформатора с сердечником: Напряжение и ток третьей гармоники отсутствуют при таком типе соединения с трехфазной проводной системой. или тип оболочки трехфазных модулей, напряжение фазы третьей гармоники может быть высоким. Этот тип подключения больше подходит для трансформаторов с сердечником.

Применение:

  • Этот тип трансформатора используется редко из-за проблем с несбалансированными нагрузками.
  • Это экономично для небольших высоковольтных трансформаторов , так как число витков на фазу и требуемая изоляция меньше.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Похожие

О Джинеш.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джинеш Пармар получил степень M.Tech (Управление энергосистемой), B.E (Электрические). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членство №: M-1473586.Он имеет более чем 16-летний опыт работы в области передачи, распределения, обнаружения краж электрической энергии, электрических работ по техническому обслуживанию, электрических проектов (планирование-проектирование-технический анализ-координация-исполнение). В настоящее время он работает в одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия.Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Промышленная Электрикс» (Австралийские энергетические публикации). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блогер и знаком с английским, хинди, гуджарати, французским языками. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить себя по различным инженерным темам.

,

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *