Site Loader

Содержание

Подключение звезда и треугольник — в чем разница

Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.

Что представляет собой соединение обмоток звездой?

Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих, независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой. Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.

Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С. Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.

Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?

Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей. Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.


При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В. Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.

Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду

Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.

Наиболее часто применяется соединение обмоток в звезду, что объясняется щадящим режимом для электрического привода или трансформатора. При соединении обмоток в звезду, ток протекающий по обмоткам имеет меньшие значение нежели при соединении в треугольник. В тот момент, как напряжение больше на величину корня из 1,4.

Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок. Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент. Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.

Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз.

Преимущества соединения обмоток в звезду

Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:

  • Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
  • Устойчивый режим работы.
  • Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.

Некоторое электрическое оборудование, которое не предназначены для работы на других способах соединения, имеет внутренне соединение концов обмоток. На клеммник выводится лишь три вывода, которые представляют собой начало обмоток. Такое оборудование легче в подключении и может монтироваться в отсутствии грамотных специалистов.

Преимущества соединения обмоток в треугольник

Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:

  1. Повышения мощности оборудования.
  2. Меньшие пусковые токи.
  3. Большой вращающийся момент.
  4. Увеличенные тяговые свойства.

Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник

Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.

В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды. В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник. После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду. Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.

Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:

Как соединены эти обмотки

Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье.

Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная. На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю. В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).

Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)

При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх — проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)

Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное. Но что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток равен линейному, т.к. что линейный, что фазный токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет. Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.

Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)

В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой

последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.

Подведем итоги. Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.

Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:

  • Схемы питания трансформатора
  • Мощности трансформатора
  • Уровня напряжения
  • Асимметрии нагрузки
  • Экономических соображений

Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.

На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.

Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.

Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.

Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.

Источник: www.forwardenergo.ru

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, 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.

Схемы соединений Y/Y позволяют получить четные номера групп, при соединении обмоток по схеме «звезда-треугольник» номера групп получаются нечетными. В качестве примера рассмотрим схему, представленную на рис. 7.

В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, поэтому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но так как угол между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.

Из двенадцати возможных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: «звезда-звезда» — 0 и «звезда-треугольник» — 11. Они, как правило, и применяются на практике.

Схемы «звезда-звезда с нулевой точкой» используют в основном для трансформаторов потребителей напряжением 6 — 10/0,4 кВ. Нулевая точка дает возможность получить напряжение 380/220 или 220/127 В, что удобно для одновременного подключения как трехфазных, так и однофазных приемников электроэнергии (электродвигателей и ламп накаливания).

Схемы «звезда-треугольник» применяют для высоковольтных трансформаторов, соединяя обмотку 35 кВ в звезду, а 6 или 10 кВ в треугольник. Схема «звезда с нулевой точкой» используется в высоковольтных системах, работающих с заземленной нейтралью.

Группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов:

Источник: electricalschool.info

Как соединены эти обмотки

Существуют три основных способа соединения фазовых обмоток каждой стороны трёхфазного трансформатора:

  • Δ-соединение, так называемое соединение треугольником, где три фазных обмотки соединены последовательно и образуют кольцо (или треугольник)
  • Y-соединение, так называемой соединение звездой, где все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной точке, называемой нейтральной точкой или звездой
  • Z-соединение, так называемое соединение зигзагом

Естественным выбором для самых высоких напряжений является Y-соединение. В целях защиты от перенапряжения или для прямого заземления имеется нейтральный проходной изолятор.

Соединение треугольником используется на одной стороне трансформатора, другая сторона должна быть соединена звездой, особенно в случаях, если нейтраль соединения звездой планируется для зарядки. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой последовательности и каждой фазы соединения звездой, это даёт оптимальный уровень полного сопротивления нулевой последовательности. Без соединения треугольником обмотки ток нулевой последовательности привёл бы к образованию поля токов нулевой последовательности в сердечнике. Если сердечник имеет три стержня, данное поле проникнет сквозь стенки бака и приведёт к выделению тепла. При наличии пяти стержней сердечника или в случае с броневым сердечником, данное поле проникнет между раскрученными боковыми стержнями и полное сопротивление нулевой последовательности повысится. Вследствие этого ток, в случае пробоя на землю может стать настолько слабым, что защитное реле не сработает.

Соединение обмотки треугольником позволяет циркулировать третьей гармонике тока внутри треугольника, образованного тремя последовательно соединёнными фазными обмотками. Третья гармоника тока во всех трёх фазах имеет одинаковое направление. Эти токи не могут циркулировать в обмотке, соединённой звездой, с изолированной нейтралью.

В случаях, если у сердечника 5 стержней, или он исполнен в броневом варианте недостаток троичных синусоидальных токов в намагничивающем токе может привести к значительным искажениям наведённого напряжения. Обмотка трансформатора соединённая треугольником устранит это нарушение, так как обмотка с данным соединением обеспечит затухание гармонических токов.

Так же в трансформаторах предусмотрено наличие третичной Δ-соединённой обмотки, которая применяется не для зарядки, а для предотвращения искажения напряжения и понижения полного сопротивления нулевой последовательности. Такие обмотки называются компенсационными. Распределительные трансформаторы, которые предназначены для зарядки, между фазой и нейтралью на стороне первого контура, снабжены соединённой треугольником обмоткой. Однако ток в таком соединении может быть очень слабым для достижения минимума номинальной мощности. В подобных случаях высоковольтная обмотка может быть соединена звездой, а вторичная обмотка — зигзагообразно. Токи нулевой последовательности, циркулирующие в двух отводах зигзагообразно соединённой обмотки будут балансировать друг друга, полное сопротивление нулевой последовательности вторичной стороны определяется полем рассеяния магнитного поля между двумя разветвлениями обмоток.

При использовании соединения пары обмоток различными способами, есть возможность достигнуть различных степеней напряжения смещения между сторонами трансформатора.

  • Большие буквы Y — звезда; D – треугольник – для первичной обмотки;
  • маленькие буквы y — звезда; d – треугольник; z – зигзаг – для вторичного напряжения;
  • буква N — означает вывод нейтрального зажима первичной обмотки на клеммную колодку;
  • буква n — означает вывод нейтрального зажима вторичной обмотки на клеммную колодку;

Источник: for-transformator.ru

2.5. СХЕМЫ И ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

Каждая обмотка трехфазного трансформатора может быть соединена в звезду У, треугольник Д и зигзаг Z, а с выведенной нулевой точкой (нейтралью N) соответственно в Ун и ZH (рис. 2.13-2.15).

Схемы У/Ун и У/ZH применяют в трансформаторах, питающих силовую и осветительную нагрузку, схему У/Д применяют для питания силовой нагрузки при большем

Схема соединения обмоток У/Ун:

1 и 2 — устройство РПН; wQCii и и>рег — основная и регулировочная часть обмотки ВН; w2 — обмотка НН.

Схема соединения обмоток У/Д

диапазоне мощности и напряжений, чем схема У/Ун. Схему Д/Ун применяют в трансформаторах, установленных на обоих концах высоковольтных линий электропередач, при этом обмотка ВН соединяется Ун.

У трансформаторов со схемой У/ZH при несимметричной нагрузке значительно меньше нарушается симметрия фазных вторичных напряжений, чем у трансформаторов со схемой У/Ун. Недостаток схемы У/ZH связан с тем, что для получения одинакового со схемой У/Ун фазного вторичного напряжения необходимо в 2/1,73 раза увеличить число витков вторичной обмотки. Увеличенное число витков и размещение на одном стержне частей обмоток с разными по фазе токами, приводит к росту потока рассеяния, следовательно, и индуктивного сопротивления обмотки.

В трансформаторах предусмотрены две схемы регулирования напряжения изменением коэффициента трансформации — без возбуждения (ПБВ) и под нагрузкой

Схема соединения обмоток V/ZH: 1 — устройство ПБВ.

(РПН). Ответвления выполняют от наружной обмотки ВН, у которой больше количество витков, что повышает точность регулирования. При наибольшем первичном напряжении включены все витки обмотки. При понижении напряжения часть витков отключается. В этом случае поток Ф = U1/w1, следовательно, напряжение на обмотке НН практически остается неизменным по величине.

В схеме ПБВ переключатель на три (+5; 0; -5%) или пять положений (+5; +2,5; 0; -2,5; -5%) от ?/н размещают в баке под крышкой трансформатора, на которую выводят рукоятку с указателем положения. Регулирование напряжения осуществляют при отключении трансформатора от сети, что является недостатком схемы. Схему используют в основном для коррекции напряжения трансформаторов небольшой мощности при сезонных нагрузках.

Схема РПН позволяет изменять коэффициент трансформации в пределах от ±10 до ±16% . Управление может быть как ручным, так и автоматическим. В трансформаторах до 6300 кВА применяют быстродействующие переключатели (контакторы) с малогабаритными активными

токоограничивающими сопротивлениями и износостойкой контактной системой (рис. 2.16).

Предположим, что требуется перевести рабочий ток ответвления х2 на ответвление х3. В первоначальном положении ток проходит через подвижный контакт П2 и контакты 3 и 4 переключателя П. При переключении в первую очередь движется обесточенный контакт Пх на ответвление х3, а затем под воздействием мощных пружин переключатель П быстро переводится в положение, в котором он присоединяется к контактам 1 и 2.

В промежуточном положении, когда переключателем П замкнуты контакты 4 и 1, под воздействием напряжения AU в короткозамкнутой цепи помимо рабочего тока потечет ток короткого замыкания, ограниченный до безопасной величины последовательно включенными сопротивлениями RxuR2. Наряду с активными токоограничивающими сопротивлениями используют и системы РПН с токоограничивающими индуктивностями (реакторами).

Одним из условий параллельной работы трехфазных трансформаторов, к которым подводится единое напряжение, является совпадение их вторичных линейных ЭДС, что возможно при одинаковых коэффициентах трансформации и одинаковом сдвиге линейных ЭДС вторичной и первичной обмоток в каждом трансформаторе. Судить о сдвиге линейных ЭДС обмоток ВН и НН позволяет понятие о группе соединения обмоток трансформатора.

Группой соединения обмоток называется угловое смешение векторов линейных ЭДС обмотки НН по отношению к векторам соответствующих линейных ЭДС обмотки ВН. Это угловое смешение обозначается числом, которое при умножении на 30° дает угол расхождения векторов линейных ЭДС в градусах. В схемах обмоток трехфазного

Варианты групп соединения обмоток трансформатора

трансформатора углы между векторами ЭДС кратны 30°, и угол 30° принят за угловую единицу.

Рассмотрим, например, схему соединения обмоток трехфазного трансформатора У/У (см. рис. 2.17). Примем за положительное графическое направление ЭДС в фазных обмотках направление от конца к началу. При совпадении графических положительных направлений ЭДС группа соединения У/У-0. Если зажимы вторичной обмотки маркированы противоположно тому, то группа соеди-

Группы соединения обмоток трехфазпых трансформаторов

нения У/У-6. При произвольной маркировке зажимов вторичной обмотки получим, например, У/У-4 и У/У-10.

Всего возможно 12 вариантов групп соединения обмоток. Нулевая и четные группы 0, 2, 4, 6, 8, 10 будут в тех случаях, когда схемы соединения обмоток одинаковы, и нечетные группы 1, 3, 5, 7, 9, 11 — когда схемы соединений различны.

ГОСТ 11677 предусматривает изготовление силовых трансформаторов только с группами соединения обмоток 0 и 11 (рис. 2.18). Соединение вторичной обмотки в зигзаг с нулевым проводом (ZJ при С/ = 0,4 кВ применяют в трансформаторах, как правило, мощностью 25-250 кВА.

Источник: ozlib.com

Области применения разных схем соединения обмоток

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

Отсутствие у изготовителей и заказчиков четкого представления о принципиальных отличиях свойств силовых трансформаторов малой мощности с разными схемами соединения обмоток приводит к ошибкам в их применении. Причем неправильный выбор схемы соединения трансформаторных обмоток не только ухудшает технические показатели электроустановок и снижает качество электроэнергии, но и приводит к серьезным авариям.
Об этом напоминают нижегородские проектировщики Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман, которые в своем материале акцентируют внимание на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности.

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК И СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРОВ

В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят.
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих [2]. Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Рассмотрим режим максимальной однофазной несимметрии – режим однофазного короткого замыкания (ОКЗ) на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток Д/Yн.
Картина токов симметричных составляющих в обмотках в этом режиме представлена на рис. 1. В неповрежденных фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока равна нулю (рабочей нагрузкой фаз пренебрегаем), а в поврежденной фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Его величина определяется известной формулой:

где Uл – линейное напряжение;
R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Сопротивления прямой последовательности R1 и X1 трансформаторов с разными схемами соединения обмоток определяются одними и теми же формулами и отличаются незначительно:

Заглянув в каталоги, нетрудно убедиться, что входящие в эти формулы известные величины Ркз и Uк от схем соединения обмоток трансформатора практически не зависят, а следовательно, от них не зависят и сопротивления прямой последовательности.
В отличие от этих сопротивлений, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов с разными схемами соединения обмоток отличаются принципиально.

СОПРОТИВЛЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Рассмотрим картину векторов токов и магнитных потоков в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн (рис. 2).
В таких трансформаторах токи прямой, обратной и нулевой последовательностей протекают как в первичной, так и во вторичной обмотках. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке замыкаются внутри нее и в сеть не выходят. Создаваемые токами нулевой последовательности первичных и вторичных обмоток намагничивающие силы (ампер-витки) направлены встречно и почти полностью компенсируют друг друга, что обуславливает небольшую величину реактивных сопротивлений трансформатора. При этом сопротивления прямой и нулевой последовательностей приблизительно равны: R1 = R0; Х1 = Х0.
В трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/Zн в аналогичном режиме ОКЗ токи нулевой последовательности протекают лишь по вторичной обмотке трансформатора, однако магнитного потока нулевой последовательности они не создают, что объясняется особенностью схемы Zн – «зигзаг».
Эта особенность состоит в том, что на каждом стержне трансформатора расположено по одной вторичной полуобмотке двух разных фаз (рис. 3). В режиме ОКЗ намагничивающие силы, создаваемые токами нулевой последовательности в этих полуобмотках, направлены встречно и друг друга взаимно компенсируют. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке отсутствуют. В таких трансформаторах сопротивления нулевой последовательности оказываются меньше сопротивлений прямой последовательности: R0 > R1; X0 >> X1.

Рис. 4. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Yн

Следует отметить, что в отличие от сопротивлений прямой последовательности трансформаторов, которые можно рассчитать, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн расчету не поддаются. Их можно определить только экспериментально. Величина этих сопротивлений во многом зависит от конструкции кожуха трансформатора, от величины зазоров между сердечником и кожухом и т.п.
Схема замера сопротивлений нулевой последовательности приведена в ГОСТ 3484.1-88 [3]. К сожалению, в этом документе указано, что такие замеры предприятия-производители проводят по просьбе заказчиков. Вероятно, в последние годы таких просьб от заказчиков не поступает, а изготовители эти замеры самостоятельно не производят, считая, что в них нет необходимости. В результате проектировщики при выполнении расчетов пользуются старыми справочными данными. Однако использовать устаревшую информацию надо чрезвычайно осторожно, ведь конструкции современных трансформаторов, в частности кожухов, а также материалы, из которых они изготовлены, существенно изменились.
Кроме того, имеющиеся на сегодня данные по сопротивлениям нулевой последовательности трансформаторов крайне скудны и противоречивы. Так, согласно замерам Минского трансформаторного завода, выполненным много лет назад, реактивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн превышают сопротивления прямой последовательности в среднем в 10 раз. В то же время в ГОСТ 3484.1-88 имеется фраза о том, что эти сопротивления могут отличаться на два порядка. И этим сегодня противоречия не исчерпываются[4].

ПОЧЕМУ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Реальные значения сопротивлений нулевой последовательности знать необходимо, поскольку они определяют величину тока ОКЗ. Чем больше эти сопротивления, тем меньше ток ОКЗ, соответственно труднее осуществить защиту трансформатора.
В нормальных режимах работы большие сопротивления нулевой последовательности при неравномерной загрузке фаз трансформатора на стороне 0,4 кВ приводят к ухудшению качества электроэнергии у потребителя.
Так, если принять R1 = R0, X1 = X0, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Д/Yн, то получим:

Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трехфазного КЗ.
Однако, если R0>>R1 и X0>>X1, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн, то величина тока ОКЗ оказывается значительно меньше тока трехфазного КЗ, то есть Iокз Обращаем Ваше внимание на то, что данные, размещённые на сайте, носят исключительно информационный характер и ни при каких условиях не являются публичной офертой, определяемой положениями ч.2 ст.437 Гражданского кодекса Российской Федерации. При цитировании материалов Сайта, включая охраняемые авторские произведения, ссылка на Сайт обязательна (подпункт 1 п. 1 ст. 1274 ГК РФ).

Источник: nomek.ru

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

Соединение по схеме звезда и треугольник. Соединение звездой и треугольником генераторных обмоток

Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.

Что представляет собой соединение обмоток звездой?

Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих , независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой. Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.

Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С. Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.

Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?

Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей. Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.


При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В. Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.

Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду

Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.

Наиболее часто применяется соединение обмоток в звезду, что объясняется щадящим режимом для электрического привода или трансформатора. При соединении обмоток в звезду, ток протекающий по обмоткам имеет меньшие значение нежели при соединении в треугольник. В тот момент, как напряжение больше на величину корня из 1,4.

Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок. Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент. Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.

Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз .

Преимущества соединения обмоток в звезду

Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:

  • Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
  • Устойчивый режим работы.
  • Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.

Некоторое электрическое оборудование, которое не предназначены для работы на других способах соединения, имеет внутренне соединение концов обмоток. На клеммник выводится лишь три вывода, которые представляют собой начало обмоток. Такое оборудование легче в подключении и может монтироваться в отсутствии грамотных специалистов.

Преимущества соединения обмоток в треугольник

Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:

  1. Повышения мощности оборудования.
  2. Меньшие пусковые токи.
  3. Большой вращающийся момент.
  4. Увеличенные тяговые свойства.

Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник

Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.

В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды . В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник. После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду. Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.

Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:

Сегодня асинхронные электромоторы пользуются популярностью благодаря надежности, отличной производительности и сравнительно невысокой стоимости. Двигатели этого типа обладают конструкцией, способной выдерживать сильные механические нагрузки. Чтобы пуск агрегата прошел успешно, его необходимо правильно подключить. Для этого используется соединения типа «звезда» и «треугольник», а также их комбинация.

Виды соединений

Конструкция электромотора достаточно проста и состоит из двух главных элементов — неподвижного статора и расположенного внутри, вращающегося ротора . Каждая из этих частей имеет собственные обмотки, проводящие ток. Статорная уложена в специальные пазы при обязательном соблюдении расстояния в 120 градусов.

Принцип работы двигателя прост — после включения пускателя и подачи напряжения на статор возникает магнитное поле, заставляющее ротор вращаться. Обе оконечности обмоток выводятся в распределительную коробку и располагаются в два ряда. Их выводы маркируются буквой «С» и получают цифровое обозначение в пределах от 1 до 6.

Чтобы их соединить, можно использовать один из трех способов:

  • «Звезда»;
  • «Треугольник»;
  • «Звезда-треугольник».

Однако комбинированную схему нельзя использовать, если необходимо уменьшить показатель пускового тока, но одновременно требуется большой крутящий момент. В таком случае следует применять электромотор с фазным ротором, оснащенный реостатом.

Если говорить о преимуществах сочетания двух методов подключения, то можно отметить два:

  • Благодаря плавному пуску увеличивается срок эксплуатации.
  • Можно создать два уровня мощности агрегата.

Сегодня наиболее широко применяются электромоторы, рассчитанные на работу в сетях на 220 и 380 вольт. Именно от этого и зависит выбор схемы подключения. Таким образом, «треугольник» рекомендуется использовать при напряжении в 220 В, а «звезду» — при 380 В.

Двигатели асинхронного типа имеют целый набор безусловных достоинств. Среди плюсов асинхронных двигателей в первую очередь хочется назвать высокую производительность и надежность их эксплуатации, совсем небольшую стоимость и неприхотливость ремонта и обслуживания двигателя, а также способность переносить достаточно высокие перегрузки механического типа. Все эти достоинства, которыми обладают асинхронные двигатели, обусловлена тем, что данный тип двигателей имеет очень простую конструкцию. Но, не смотря на большое число достоинств, асинхронным двигателям присущи и их определенные отрицательные моменты.

В практической работе принято использовать два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей к электросети. Эти способы подключения носят названия: «подключение методом звезды» и «подключение методом треугольника».

Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «звезда», тогда соединение концов обмоток статора электродвигателя происходит в одной точке. При этом трехфазное напряжение подают на начала обмоток. Ниже, на рисунке 1, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «звездой».

Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «треугольник», тогда обмотки статора электродвигателя присоединяются последовательно друг за другом. При этом начало последующей обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки и так далее. Ниже, на рисунке 2, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «треугольником».


Если не вдаваться в теоретические и технические основы электротехники, то можно принять на веру тот факт, что работа тех электродвигателей, у которых обмотки подключены по схеме «звезда», является более мягкой и плавной, чем у электродвигателей, обмотки которых соединены по схеме «треугольник». Но тут же стоит обратить внимание на ту особенность, что электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда», не способны развить полную мощность, заявленную в паспортных характеристиках. В том случае, если соединение обмоток выполнено по схеме «треугольник», то электродвигатель работает на максимальную мощность, которая заявлена в техническом паспорте, но при этом имеют место быть очень высокие значения пусковых токов. Если произвести сравнение по мощности, то электродвигатели, чьи обмотки будут соединены по схеме «треугольник», способны выдавать мощность в полтора раза выше, чем те электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда».

Основываясь на всем вышеописанном, для того, чтобы снизить токи при запуске, целесообразно применять подключение обмоток по комбинированной схеме «треугольник-звезда». Особенно такой тип подключения актуален для электродвигателей, обладающих большей мощностью. Таким образом, в связи с соединением по схеме «треугольник- звезда» изначально запуск выполняется по схеме «звезда», а после того, как электродвигатель «набрал обороты», выполняется переключение в автоматическом режиме по схеме «треугольник».

Схема управления электродвигателем представлена на рисунке 3.


Рис. 3 Схема управления

Еще один вариант схемы управления электродвигателем заключается в следующем (рис. 4).


Рис. 4 Схема управления двигателем

На контакт NC (нормально закрытый) реле времени K1, а также на контакт NC реле K2, в цепи катушки пускателя КЗ, подаётся напряжение питания.

После того, как произойдет включение пускателя КЗ, нормально закрытыми контактами КЗ расцепляются цепи катушки пускателя K2 (запрет случайного включения). Контакт КЗ в цепи питания катушки пускателя K1 замыкается.

Когда запускается магнитный пускатель K1, в цепи питания его катушки замыкаются контакты K1. Реле времени включается в то же самое время, контакт этого реле K1 в цепи катушки пускателя КЗ размыкается. А в цепи катушки пускателя K2 – замыкается.

При отключении обмотки пускателя КЗ, замкнётся контакт КЗ в цепи катушки пускателя K2. После того, как пускатель K2 включится, он размыкает своими контактами K2 цепь питания катушки пускателя КЗ.

Трёхфазное напряжение питания подаётся на начало каждой из обмоток W1, U1 и V1 с помощью силовых контактов пускателя K1. Когда срабатывает магнитный пускатель КЗ, тогда при помощи его контактов КЗ выполняется замыкание, посредством которого между собой соединяются концы каждой из обмоток электродвигателя W2, V2 и U2. Таким образом, выполняется подключение обмоток электродвигателя по схеме соединения «звезда».

Реле времени, объединенное с магнитным пускателем K1, сработает спустя определенное время,. При этом происходит отключение магнитного пускателя КЗ и одновременное включение магнитного пускателя K2. Таким образом силовые контакты пускателя K2 замкнутся и напряжение питания будет подано на концы каждой из обмоток U2, W2 и V2 электродвигателя. Иными словами, электродвигатель включается по схеме подключения «треугольник».

Для того, чтобы электродвигатель запустить по схеме соединения «треугольник-звезда», различные изготовители производят специальные пусковые реле. Данные реле могут носить разнообразные названия, например, реле «старт-дельта» или «пусковое реле времени», а также и некоторые другие. Но назначение всех этих реле заключается в одном и том же.

Типовая схема, выполненная с реле времени, предназначенном для запуска, то есть реле «треугольник-звезда», для осуществления управления запуска трехфазного электродвигателя асинхронного типа представлена на рисунке 5.


Рис.5 Типовая схема с пусковым реле времени (реле «звезда/треугольник») для управления запуском трехфазного асинхронного двигателя.

Итак, подытожим все вышеописанное. Для того, чтобы понизить пусковые токи осуществлять запуск электродвигателя требуется в определенной последовательности, а именно:

  1. сперва электродвигатель запускают на пониженных оборотах соединённым по схеме «звезда»;
  2. затем электродвигатель соединяют по схеме «треугольник».

Первоначальный запуск по схеме «треугольник» создаст максимальный момент, а последующее соединение по схеме «звезда» (для которой в 2 раза меньше пусковой момент) с продолжением работы в номинальном режиме, когда двигатель «набрал обороты», произойдёт переключение на схему соединения «треугольник» в автоматическом режиме. Но не стоит забывать о том, какая нагрузка создается перед запуском на валу, так как вращающий момент при соединении по схеме «звезда» ослаблен. По этой причине маловероятно, что данный метод запуска будет приемлем для электродвигателей с высокой нагрузкой, так как они в таком случае могут потерять свою работоспособность.

Содержание:

Конструкция трехфазного электродвигателя представляет собой электрическую машину, для нормальной работы которой необходимы трехфазные сети переменного тока. Основными частями такого устройства являются статор и ротор. Статор оборудован тремя обмотками, сдвинутыми между собой на 120 градусов. Когда в обмотках появляется трехфазное напряжение, на их полюсах происходит образование магнит ных потоков. За счет этих потоков, ротор двигателя начинает вращаться.

В промышленном производстве и в быту практикуется широкое применение трехфазных асинхронных двигателей. Они могут быть односкоростными, когда производится соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя или многоскоростными, с возможностью переключения с одной схемы на другую.

Соединение обмоток звездой и треугольником

У всех трехфазных электродвигателей обмотки соединяются по схеме звезды или треугольника.

При подключении обмоток по схема звезда, их концы соединяются в одной точке в нулевом узле. Поэтому, получается еще один дополнительный нулевой вывод. Другие концы обмоток соединяются с фазами сети 380 В.

Соединение треугольником заключается в последовательном соединении обмоток. Конец первой обмотки соединяется с начальным концом второй обмотки и так далее. В конечном итоге, конец третьей обмотки, соединится с началом первой обмотки. Подача трехфазного напряжения осуществляется в каждый узел соединения. Подключение по схеме треугольник отличается отсутствием нулевого провода.

Оба вида соединений получили примерно одинаковое распространение и не имеют между собой значительных отличительных особенностей.

Существует и комбинированное подключение, когда используются оба варианта. Такой способ применяется достаточно часто, его целью является плавный запуск электродвигателя, которого не всегда можно добиться при обычных подключениях. В момент непосредственного пуска, обмотки находятся в положении звезда. Далее, используется реле, которое обеспечивает переключение в положение треугольника. За счет этого происходит уменьшение пускового тока. Комбинированная схема, чаще всего, применяется во время пуска электродвигателей, обладающих большой мощностью. Для таких двигателей требуется и значительно больший пусковой ток, превышающий номинальное значение примерно в семь раз.

Электродвигатели могут подключаться и другими способами, когда применяется двойная или тройная звезда. Такие подключения используются для двигателей с двумя и более регулируемыми скоростями.

Запуск трехфазного электродвигателя с переключением со звезды на треугольник

Данный способ применяется для того, чтобы снизить пусковой ток, который может примерно в 5-7 раз превышать номинальный ток электродвигателя. Агрегаты со слишком большой мощностью имеют такой пусковой ток, при котором легко перегорают предохранители, отключаются автоматы и, целом, значительно понижается напряжение. При таком уменьшении напряжения снижается накаливание ламп, происходит снижение вращающего момента других электродвигателей, самопроизвольно отключаются и контакторы. Поэтому, применяются разные способы, с целью уменьшения пускового тока.

Общим для всех способов является необходимость снижения напряжения в обмотках статора на время непосредственного пуска. Чтобы уменьшить пусковой ток, цепь статора на время пуска может дополняться дросселем, реостатом или автоматическим трансформатором.

Наибольшее распространение получило переключение обмотки из звезды в положение треугольника. В положении звезды напряжение становится в 1,73 раза меньше, чем номинальное, поэтому и ток будет меньше, чем при полном напряжении. Во время пуска частота вращения электродвигателя увеличивается, происходит снижение тока и обмотки переключаются в положение треугольника.

Такое переключение допускается в электродвигателях, имеющих облегченный режим пуска, так как происходит снижение пускового момента, примерно в два раза. Данным способом переключаются те двигатели, которые конструктивно могут соединяться в треугольник. У них должны быть обмотки, способные работать при .

Когда нужно переключаться с треугольника в звезду

Когда необходимо выполнить соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя, следует помнить о возможности переключения с одного вида на другой. Основным вариантом является схема переключения звезда треугольник. Однако, при необходимости, возможен и обратный вариант.

Всем известно, что у электродвигателей, загруженных не полностью, происходит снижение коэффициента мощности. Поэтому, такие двигатели желательно заменять устройствами с меньшей мощностью. Однако, при невозможности замены и большом запасе мощности, производится переключение треугольник-звезда. Ток в цепи статора не должен превышать номинала, иначе произойдет перегрев электродвигателя.

Трехфазный электродвигатель — это электрическая машина, предназначенная для работы в переменного тока. Такой двигатель состоит из статора и ротора. Статор имеет три обмотки, сдвинутые на сто двадцать градусов. При появлении в цепи обмоток трехфазного напряжения на полюсах образуются магнитные потоки, происходит вращение ротора. Электродвигатели бывают синхронными и асинхронными. Трехфазные получили широкое применение в промышленности и в быту. Такие двигатели бывают односкоростными, в таком случае обмотки двигателя соединяют по схеме «звезда» или «треугольник», и многоскоростными. Последние агрегаты переключаемые, в таком случае происходит переход с одной схемы подключения на другую.

Трехфазные электродвигатели разделяют по схемам соединения обмоток. Существует две схемы подключения — соединение «звездой» и «треугольником». Подключение обмоток двигателя по типу «звезда» представляет собой соединение концов обмоток двигателя в одну точку (нулевой узел): получается дополнительный вывод — нулевой. Свободные концы подключаются к фазам сети электрического тока 380 В. Внешне такое подключение напоминает трехконечную звезду. На фото показана следующая схема: соединение «звездой» и «треугольником».Подключение обмоток электродвигателя по типу «треугольник» представляет собой обмоток: конец первой соединяют с началом второй обмотки, конец второй — с началом третьей, а конец третьей с началом первой. На узлы соединения обмоток подается трехфазное напряжение. При таком подключении обмоток нулевой вывод отсутствует. Внешне оно напоминает треугольник.

Соединение «звездой» и «треугольником» одинаково распространены, они не имеют значительных отличий. Для соединения обмоток по типу «звезда» (при работе двигателя в номинальном режиме) линейное напряжение должно быть больше, чем при подключении по типу «треугольник». Поэтому в характеристиках трехфазного двигателя указывают следующим образом: 220/380 В либо 127/220 В. В случае необходимости с номинальным обмотки требуется соединять по типу «звезда», а номинальным напряжением двигателя будет 380/660 В (по типу «треугольник»).

Следует отметить, что часто используется комбинированное подключение «звездой» и «треугольником». Это делается с целью более плавного пуска электродвигателя. При пуске используется подключение типа «звезда», а затем с помощью специального реле происходит переключение на «треугольник», таким образом, уменьшается пусковой ток. Подобные схемы рекомендуется применять для пуска электродвигателей большой мощности, требующих большого пускового тока. Важно помнить, что при этом пусковой ток превышает номинальный в семь раз.

Существуют и другие комбинации при подключении электродвигателей, например соединение «звездой» и «треугольником» может заменяться двойной, тройной «звездой», а также иными вариантами подключения. Такие способы применяют для многоскоростных (двух-, четырех- и т. д.) электродвигателей.

Какие бывают схемы соединения обмоток трансформатора

На сегодняшний день самыми распространенными и хорошими принято считать трехфазные трансформаторы. Каждая из трех сторон должна иметь соответствующую обмотку. Каждая выбранная обмотка обязательно должна быть соединена по определенной схеме, которая оптимально подходит.

Схема трансформатора с двумя обмотками.

Есть много типов соединения всех обмоток для трансформаторов. Три простейшие схемы должны использоваться комплексно, чтобы обеспечить нормальную работу установки. Но для определения конкретного вида нужно принять во внимание и некоторые советы и параметры.

Параметры, которые важно учитывать при выборе схемы

Как правило, очень сложно самостоятельно определиться с тем, какую именно схему обмотки для трансформаторной установки выбрать. И даже если вы будете привлекать для такого дела специалистов, важно знать основные параметры, которые необходимо учитывать во время выбора. К ним относятся:

Таблица значений трехфазных трансформаторов.

  1. Мощность трансформатора. Важно учесть не только общую мощность, но и ее меняющиеся значения на отдельных участках. Ведь современные трансформаторные установки отличаются своими значениями по мощности в разных фазах.
  2. Схема питания. Прибор может питаться как от сети, так и от преобразователя. При этом даже сетевое питание может быть от трех или четырех проводов.
  3. Учет экономии. Как правило, во время выбора схем именно экономичность использования материалов для обмоток играет одну из важнейших ролей. Чем меньше материалов нужно для схемы, тем выгоднее будет обмотка.
  4. Уровень напряжения аналогично мощности принимается во внимание как в общем виде, так и по показателям на отдельных участках.
  5. Симметрия или асимметрия нагрузки. Она полностью зависит от симметричной или асимметричной схемы напряжения. Соответственно, достигается определенное значение по симметрии.

Итак, указанные параметры принято считать главными при выборе схемы соединения обмотки для трансформатора. Только после подсчетов необходимо приниматься за более детальный подбор схемы, который очень важен для эффективной работы установок.

Вернуться к оглавлению

Простейшие виды обмоток

Схема броневого типа трехфазного трансформатора.

Есть три основных варианта обмоток для трансформатора. Это соединение звездой, зигзагом и треугольником. Каждая характеризуется определенными параметрами, которые выполняют свои функции. Поэтому чрезвычайно важно подобрать тип соединения правильно. Чтобы понимать, о чем идет речь, рассмотрим все три варианта более подробно.

Соединение обмоток треугольником (D, d) делается в виде кольца, где все три фазы соединены последовательно. Оно является самым распространенным и востребованным на сегодняшний день. Соединение дает возможность циркулировать свободно току внутри кольца. Это так называемая третья гармоника. Если хотя бы на одной части трансформатора не будет обеспечен такой треугольник (или кольцо), то ток внутри свободно перемещаться не сможет, что очень сильно исказит напряжение.

Соединение обмоток звездой (Y, y) представляет собой наличие в единственной нейтральной точке всех концов обмотки. В итоге получается фигура, похожая на звезду, в середине которой всегда будет сохраняться нейтралитет. Оно позволяет максимально защитить прибор от перенапряжения. Также можно будет всегда создать необходимое по параметрам заземление.

Соединение обмоток трансформатора зигзагом (Z, z) в обязательном порядке должно иметь два отвода, в которых будут циркулировать токи нулевой последовательности.

Рисунок 1. Схема соединения обмоток для трансформаторных установок вида Yd.

Так будет происходить хорошая балансировка токов и напряжений в трансформаторе. При этом сопротивление будет полностью зависеть от магнитного рассеивания между отводами зигзагом.

Итак, можно сделать вывод, что для стандартного трехфазного трансформатора могут быть комплексно использованы все три схемы. При этом для стороны с наибольшим напряжением предпочтительно выбрать соединение звездой, а остальные стороны сделать зигзагообразной и треугольной обмотками.

Вернуться к оглавлению

Основные 5 схем обмоток для трехфазного трансформатора

Но ни один трансформатор не может содержать исключительно определенный вид обмотки. Поэтому для трехфазных типов трансформаторов применяются конкретные групповые схемы. Есть всего 5 самых распространенных схем. Они идентифицируются латинскими буквами, которые обозначают вид обмотки (описаны выше), и цифрами, обозначающими сдвиги по фазе. Дополнительно могут вводиться латинские буквы N и n, которые обозначают вывод нейтрального зажима для первичной и вторичной обмоток соответственно на клеммные части.

Соединение обмоток для трансформаторных установок вида Yd, например, как на рис. 1, используется для повышающих трехфазных установок. Если первичная и вторичная обмотки будут соединены посредством треугольника, то гармоника всех токов будет течь по замкнутой цепочке, а магнитный поток будет почти полностью отсутствующим, что очень выгодно. Можно сделать первичную обмотку методом звезды. Но ее нейтральная часть обязательно должна быть надежно заземлена дросселем. Это тоже считается очень удобным.

Рисунок 2. Схема соединения обмоток типа Dy.

Схема типа Dy применяется в основном для понижающих типов трансформаторов, имеющих большую мощность. Пример такой схемы показан на фото (рис. 2). Это очень хорошо, особенно в условиях асимметричных нагрузок, так как нейтральная часть будет позволять использование одновременно и фазного, и линейного типов напряжения за счет хорошего своего заземления. Оптимально использовать эту схему обмотки для трансформаторов, которые работают от сети с низким напряжением.

Соединение обмоток силовых трансформаторов по типу Dz и Yz применяется для понижающих типов установок, основная мощность которых совсем низкая. Здесь обычно в качестве основного используется соединение посредством зигзага, а его нейтральная точка выводится на клеммную колодку для использования напряжений через фазы. Но часто вместо зигзага используют форму звезды. Это делается только по той причине, что звезда подразумевает меньшее количество используемой меди для обмотки, что дает возможность экономить.

Эти два вида хорошо использовать, когда в одной части трансформатора необходимо распределить напряжения симметрично. Во всех остальных случаях их использовать не рекомендуется, так как может просто снизиться уровень работы прибора.

Еще одной самой распространенной схемой для трехфазного трансформатора принято считать схему по типу Yy. Ее пример показан на рис. 3. Она подразумевает использование исключительно обмотки по типу звезды. Она не самая удобная, однако успешно используется для трансформаторов, имеющих не очень большую номинальную мощность. Приходится сталкиваться с необходимостью компенсировать влияние высших гармоник тока.

Для нейтрализации целесообразно дополнительно вводить компенсационную обмотку по типу треугольника. Это особенно важно, если в трансформаторе кроме треугольника применяется еще звезда, дающая нейтральную точку.

Вернуться к оглавлению

Полезные советы для групповых схем

Но есть много модифицированных трансформаторов. Поэтому имеет смысл рассмотреть некоторые полезные советы по соединению обмоток в отдельных случаях. Очень важно учитывать здесь параметры сердечника трансформатора и количество стержней в сердечнике.

Рисунок 3. Схема соединения обмоток типа Yy.

  1. Если сердечник содержит в себе 5 стержней, то крайне важно правильно осуществить обмотку в виде треугольника. В этом случае именно треугольник будет провоцировать затухание гармонических потоков, что обеспечит их выравнивание по синусоиде. Так, напряжение практически невозможно будет исказить. В сердечнике с пятью стержнями необходимо треугольную обмотку делать именно там, где измерения показывают ярко выраженный недостаток токов по синусоиде и неравномерные скачки напряжения.
  2. Если на трансформаторе нейтраль нужно использовать для зарядки, то лучше всего сделать ее обмотку в виде звезды, а близлежащую сторону – треугольником. Это даст хороший уровень для основного сопротивления последовательности по нулю и обеспечит баланс для токов. Другая сторона трансформаторной установки может быть выполнена как треугольником, так и зигзагом. Такая групповая схема подходит в данном случае как для сердечника с пятью, так и с тремя стержнями.
  3. Для некоторых типов трансформаторных установок целесообразно применять компенсационные обмотки. По смыслу это те же соединения треугольником, только они уже будут третичными. Для вторичного напряжения будет использоваться вид зигзага, а для первичного можно сделать соединение треугольником. Такая схема соединения обмоток трансформатора предусматривает хорошее понижение полного сопротивления нулевой последовательности и максимальное выравнивание напряжений.

Схемы обмоток являются своеобразными регуляторами напряжения. Они способны не только его выравнивать, но и менять значение, что является очень важным в некоторых случаях.

Итак, какое бывает соединение обмоток силовых трансформаторов, вы теперь знаете.

С помощью простых действий есть возможность добиться необходимого уровня напряжения на установке и его смещения между сторонами относительно друг друга.

Соединение обмоток звездочка, треугольник: принцип работы, применение

Звездочка и треугольник – это метод группирования обмотки в силовых аппаратах, в том числе и трансформаторах ТМГ. Они отличаются принципом работы, и каждый имеет свое преимущество, в зависимости от конечной цели.

Звездочка

Звездочка – метод, при котором нагрузка в сети, имеющей три фазы, становится симметричной для конечного потребителя, что является главным преимуществом этого соединения.

Разберем на примере трансформатора с тремя фазами, который имеет три магнитопровода (A, B, C) из шихтованного железа (называется также электротехническая сталь или трансформаторная сталь).

Трансформатор заключает в себе два вида обмотки – первичную и вторичную. Первичная принимает высокое напряжение, а вторичная снимает низкое напряжение и подает непосредственно к потребителю.

У каждой обмотки есть начальная и конечная точка. При способе соединения звездочка, концы вторичной обмотки объединяются в одну линию, вследствие чего получается ноль – нулевая фаза(N), а из начальных точек к конечному потребителю выходят 3 фазы (L1, L2, L3). При таком способе получается четырехпроводная трехфазная система. Самый наглядный пример – такая система используется на воздушных линиях электропередач, которые проходят в населенных пунктах. Все они имеют, как правило, четыре провода – три фазы и ноль.


Эта схема хороша тем, что из нее возможно извлечь 2 вида напряжения – линейное (ЛН) и фазное (ФН). Фазный вольтаж измеряется посреди выводов обмотки L1 (L2, L3) и нулевой фазы и равняется значению 220V. Линейный вольтаж меряется уже в линии и равен 380V. Схема соединения звездой, характеризуется тем, что ЛН больше ФН в 1,73 раза, что соответствует корню (√) из трех.

Сам электрический ток тоже может быть фазным (ФТ) и линейным (ЛТ). При способе соединения звездочка, ФТ равен ЛТ, они одинаковы. При использовании такой схемы, и ФТ и ЛТ выходят из обмотки и не имеют другого выхода, в любом случае ток проходит по линейному проводу.

Поскольку большинство бытовых приборов рассчитаны на 220V, способ соединения звездочка обеспечивает именно такой показатель, путем уравнивания током нулевой фазы меняющегося в значении тока фаз L1-L3. Ноль есть только в методе звездочка, в методе треугольника его нет. То есть именно такая схема целесообразна, когда конечная цель – потребление электроэнергии в бытовых целях.

Если изображать этот способ схематически, получается трехлучевая звезда, собственно, поэтому этот вид объединения обмоток получил название звезда или звездочка.


Выигрышные моменты при использовании звездочки таковы:

  • Повышается надежность оборудования за счет понижения его мощности;
  • Устойчивость режима работы;
  • Плавность запуска электрического привода.

Треугольник

Для удобства сравнения возьмем в пример тот же трехфазный трансформатор с фазами A B С.

Если при способе соединения звездочка концы вторичной обмотки соединялись в один, в треугольнике картина совсем другая. Здесь конец фазы А соединяется с началом фазы В, конец фазы В соединяется с началом фазы С, а конец фазы С соединяется, в свою очередь, с началом фазы А. То есть обмотки соединены последовательно. В такой схеме отсутствует нулевая фаза, поскольку ее попросту неоткуда вывести. Если изобразить эту схему в виде изображения, она будет иметь форму треугольника, благодаря чему и получила свое название.

Преимущественно, эта схема используется при симметричной нагрузке, поскольку, где по фазам нагрузка не меняет свое значение и не прыгает, как в методе треугольник, и всегда строго одинаковая.

Применяя соединение треугольником, ФН равно ЛН, и имеет значение 380V. Но в то же время электрический ток здесь разный, в отличие от схемы звездочка. ЛТ больше ФТ в корень (√) из трех раз, поскольку при этой схеме идет геометрическое сложение векторов.


Главные преимущества соединения обмотки при схеме треугольник это:

  • Увеличение мощности оборудования;
  • Пусковые токи меньше;
  • Больший крутящий момент;
  • Лучшие тяговые свойства.

У каждого из этих двух способов есть как преимущества, так и недостатки, поэтому важно определить с какой целью будет использоваться первый или второй способ соединения обмотки в трансформаторах.

С одной стороны, метод подключения звездочка, делает работу электродвигателя плавнее и мягче, но не позволяет выйти развить полную мощность, заявленную в технической документации. Кроме того, корпус двигателя не будет нагреваться. В свою очередь, при соединении способом треугольника такой двигатель может быстро развить максимальную заявленную мощность и выдать максимальный КПД, но будет иметь избыточные пусковые токи. Корпус будет греться. В дополнение необходимо использовать реостат пуска для придания плавности.

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.

Подключение трехфазного трансформатора (электрические схемы включены)

Что такое подключение трансформатора?

Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть подключены различными способами в зависимости от имеющихся клемм и желаемого применения.

Трехфазный трансформатор состоит из трех однофазных трансформаторов на отдельных сердечниках или на одном комбинированном сердечнике. Но в большинстве случаев трехфазная обмотка размещается на одном сердечнике, что обеспечивает экономичное соединение медных обмоток и железного сердечника.

В сети энергосистемы мощность генерируется, передается и распределяется в трехфазной сети. Поэтому для увеличения или уменьшения уровней напряжения в трехфазной системе нам необходимы трехфазные трансформаторы.

Трехфазные соединения

Есть два метода подключения трехфазных обмоток.

  • Соединение звездой
  • Соединение треугольником

Соединение звездой

При соединении звездой одна клемма всех трех обмоток соединена и образует звезду или нейтраль.Отсюда берется нейтральный терминал.

Вторая клемма всех обмоток вынута, и на эти клеммы подается питание. Из-за формы этой конфигурации она известна как соединение звездой, соединение Y или соединение звездой.

Схема подключения трехфазной звездой показана на рисунке ниже.

Соединение звездой

Соединение треугольником

При соединении треугольником все три обмотки соединены последовательно и образуют треугольную форму.Питание осуществляется до трех узловых точек.

Форма этой конфигурации похожа на Дельта (∆). Поэтому это известно как соединение треугольником или ∆-соединение. В некоторых случаях это соединение также известно как сетевое соединение.

Схема подключения треугольником показана на рисунке ниже.

Соединение треугольником

Факторы, влияющие на выбор соединения

Факторы, влияющие на выбор соединения, перечислены ниже.

  • Наличие нейтрали для заземления и подключения нагрузки.
  • Наличие тракта для тока нулевой последовательности и тока третьей гармоники.
  • Напряжение напряжения и изоляция от земли.
  • Параллельная работа с другим трансформатором.
  • Экономическое обоснование.
  • Работа трансформатора в аварийном состоянии.

Трехфазные напряжения и токи при соединении звездой и треугольником

На схеме подключения мы должны учитывать линейное напряжение-ток и линейное напряжение-ток.Линейное напряжение известно как линейное напряжение, а линейное напряжение известно как фазное напряжение.

При соединении звездой линейный ток такой же, как и линейный ток.

Для расчета напряжения при соединении звездой мы рассматриваем трехфазную четырехпроводную конфигурацию, как показано на приведенном выше рисунке соединения звездой. Согласно закону Кирхгофа, мы можем найти, что линейное напряжение в √3 раз больше межфазного напряжения.

При соединении по схеме треугольник линейное напряжение совпадает с линейным напряжением.

Подключение трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор состоит из двух трехфазных обмоток; первичная обмотка и вторичная обмотка.

Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены звездой или треугольником. В зависимости от применения трансформатора первичная и вторичная обмотки могут быть соединены в четырех возможных конфигурациях.

  • Дельта-Дельта (Δ-Δ)
  • Звезда-звезда (ГГ)
  • Дельта-звезда (Δ-Δ)
  • Звезда-Дельта (Y-Δ)

В приведенных выше конфигурациях первая конфигурация предназначена для первичной обмотки, а вторая конфигурация — для вторичной обмотки.

Соединение треугольник-треугольник (Δ-Δ)

При подключении трансформатора треугольник-треугольник первичная и вторичная обмотки соединяются по схеме треугольник. Схема подключения этой конфигурации показана на рисунке ниже.

Соединение «треугольник-треугольник» (Δ-Δ)

Первичная обмотка обозначена как A1A2, B1B2 и C1C2. Вторичная обмотка обозначена как a1a2, b1b2 и c1c2.

Клеммы A1 и a1 имеют одинаковую полярность. А первичная обмотка A1A2 соответствует вторичной обмотке a1a2.

Диаграмма отстающего коэффициента мощности cos ф показана на рисунке ниже. На векторной диаграмме не учитываются ток намагничивания и падение напряжения на импедансе.

Фазорная диаграмма соединения треугольник-треугольник (Δ-Δ)

В конфигурации треугольник-треугольник линейное и фазное напряжение одинаковы по величине на первичной и вторичной обмотках. Межфазное напряжение первичной обмотки (V AB , V BC , V CA ) находится в фазе с вторичным напряжением (Vab, Vbc, Vca).И коэффициент напряжения равен коэффициенту трансформации трансформатора.

Линейный ток в √3 раз больше фазного тока в условиях баланса. Если пренебречь током намагничивания, коэффициенты тока равны;

В этом типе подключения напряжения первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе. Поэтому это соединение также известно как соединение 0˚.

Если вторичная обмотка подключена в обратном порядке, мы получим разность фаз 180˚ между первичной и вторичной обмотками.И это соединение известно как соединение 180˚.

Схема подключения и векторная диаграмма соединения 180˚ показаны на рисунке ниже.

Соединение «треугольник» (Δ-Δ) Соединение на 180 градусов

В этом соединении подключаются вторичные клеммы b1c2, c2a2 и a1b2. На векторной диаграмме видно, что вторичные напряжения находятся в фазе, противоположной первичному.

Преимущества соединения треугольник-треугольник:

  • Это соединение может использоваться для сбалансированных и несбалансированных нагрузок.
  • Третья гармоника присутствует в этой системе, но она циркулирует по близкому пути и не проявляется в выходном напряжении.
  • Главное преимущество этой системы состоит в том, что если одна фаза не работает, трансформатор будет работать на двух других фазах. Эта система известна как соединение открытого треугольника или соединение V-V.

Недостатком соединения треугольник-треугольник является отсутствие нейтральной точки в системе. Следовательно, соединение треугольником полезно, когда первичная или вторичная обмотка не требует вывода нейтрали.

Соединение звезда-звезда (Y-Y)

При соединении звезда-звезда первичная и вторичная обмотки соединены звездой. Схема подключения звезда-звезда показана на рисунке ниже.

Соединение звезда-звезда (Y-Y)

Фазный ток равен линейному току в соединении звезда-звезда, и оба тока синфазны. Линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения. Векторная диаграмма этого соединения аналогична соединению дельта-треугольник.

Для идеального трансформатора коэффициент напряжения составляет;

А коэффициент текущей ликвидности равен;

Когда нагрузка несимметрична, фазное напряжение сильно разбалансируется. Потому что нейтраль не предусмотрена при соединении звезда-звезда, и эта система бесполезна при несимметричной нагрузке.

Основным недостатком соединения звезда-звезда является то, что на него сильно влияет ток намагничивания.

В трансформаторе ток намагничивания содержит третьи гармоники и имеет несинусоидальную форму.Для создания синусоидального потока в трансформаторе необходимо обеспечить другой путь к току намагничивания.

Но в случае соединения звезда-звезда ток намагничивания трехфазных обмоток одинаков по величине и синфазен. Следовательно, он будет аддитивным, и сумма в точке звезды не равна нулю.

В незаземленной системе нет пути для тока намагничивания, и это изменит форму волны магнитного потока. И этот поток будет создавать напряжение, содержащее третьи гармоники как на первичной, так и на вторичной сторонах трансформатора.

Это напряжение добавляется к основной форме волны напряжения, и оно дает в два раза больше пикового напряжения, чем нормальное значение.

Проблема несимметричных и третьих гармоник при соединении звезда-звезда решается следующими методами.

Жесткое заземление нейтрали

Если между нейтралью первичного трансформатора и нейтралью генератора переменного тока предусмотрено надежное заземление, оно обеспечит путь для тока намагничивания в нейтральном проводе.И это не создаст большого напряжения в трансформаторе.

Нейтральный провод также обеспечивает путь для тока небаланса, вызванного несимметричной нагрузкой.

По нейтральному проводу пройдет ток тройной частоты. Значит, этот провод может мешать цепи связи.

Обеспечивает третичную обмотку

Если необходимо не использовать нейтральный провод с трансформатором, в первичную и вторичную обмотки помещают дополнительную обмотку. Эта обмотка называется третичной обмоткой.

Подключается по схеме «треугольник». Следовательно, вся система станет системой звезда-треугольник-звезда (Y-∆-Y).

Соединение треугольником (Δ-Y)

При соединении треугольником-звездой трехфазного трансформатора первичная обмотка соединяется треугольником, а вторичная обмотка соединяется звездой.

Схема подключения конфигурации «треугольник» показана на рисунке ниже.

Соединение по схеме «треугольник-звезда» (Δ-Y)

Первичная обмотка подключается по схеме «треугольник».Следовательно, в первичной обмотке линейное напряжение равно фазному напряжению.

Вторичная обмотка соединена звездой. Следовательно, во вторичной обмотке линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения.

Следовательно, коэффициент напряжения этой конфигурации равен;

Векторная диаграмма соединения треугольник-звезда для отстающего коэффициента мощности и состояния сбалансированной нагрузки показана на рисунке ниже.

Фазорная диаграмма Соединение «треугольник-звезда» (Δ-Y)

Как показано на векторной диаграмме, вторичное фазное напряжение V и N приводит к первичному напряжению V AN на 30˚.Аналогично, напряжение вторичной фазы V bN и V cN приводит к напряжению первичной фазы V BN и V CN, соответственно. Это соединение также известно как соединение + 30˚.

Если мы поменяем местами соединение с любой стороны, мы можем получить задержку первичного напряжения вторичного напряжения на 30˚. И этот тип подключения известен как подключение -30˚. Схема подключения представлена ​​на рисунке ниже.

Соединение «звезда-треугольник» (Δ-Y) -30 градусов

Соединение «звезда-треугольник» (Y-Δ)

При соединении звезда-треугольник первичная обмотка трансформатора соединяется звездой, а вторичная обмотка подключается по схеме «треугольник».Схема подключения в конфигурации звезда-треугольник показана на рисунке ниже.

Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)

Поскольку первичная обмотка соединена звездой, напряжение первичной линии равно √3-кратному фазному напряжению. А вторичная обмотка подключена по схеме треугольник. Итак, во вторичной обмотке линейное напряжение равно фазному напряжению.

Коэффициент напряжения в этой конфигурации составляет;

Векторная диаграмма этой системы может быть нарисована аналогично схеме соединения треугольником.В этой системе фазовый сдвиг составляет 30 ° между линейными напряжениями. Это соединение также известно как соединение + 30˚.

Если мы обратим соединение, мы можем получить фазовый сдвиг 30 °. И это соединение известно как соединение -30˚. Схема подключения этой системы представлена ​​на рисунке ниже.

Соединение «звезда-треугольник» (Y-Δ), 30 градусов

Простое соединение «звезда-треугольник» путем переключения между первичным и вторичным соединением «треугольник». Соединение звезда-треугольник или треугольник-звезда может использоваться с несимметричной нагрузкой и третьими гармониками.

Соединение треугольником Y- Δ и Δ-Y обеспечивает сбалансированное напряжение на стороне Y и обеспечивает путь для прохождения третьей гармоники и их кратных без использования нейтрального провода.

Разомкнутый треугольник (соединение V-V)

В системе треугольник-треугольник один трансформатор поврежден или случайно размыкается, а оставшиеся два трансформатора будут продолжать питать трехфазную систему с пониженной нагрузочной способностью. Это соединение известно как соединение Open Delta или соединение V-V.

Таким образом, при подключении по схеме открытого треугольника два из трех трансформаторов работают с трехфазной нагрузкой.

Схема подключения этой системы показана на рисунке ниже.

Разомкнутый треугольник (соединение V-V)

Приложенное напряжение в первичной обмотке равно; V AB , V BC и V CA . Напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, равно; V ab и V bc . Между точками а и с нет обмотки. Но между точками а и с создается разность потенциалов.

(1)

Допустим, линейное напряжение на первичной стороне составляет V P , а на вторичной стороне — V S .

Для расчета напряжения вторичной стороны мы предполагаем нулевое полное сопротивление утечки в трансформаторе.

Подставьте эти значения в уравнение-1.

Таким образом, доказано, что напряжение между точками a и c такое же, как напряжение вторичной линии и разнесено во времени на 120 °.Следовательно, приложенное напряжение является сбалансированным трехфазным напряжением на вторичной стороне, если мы рассматриваем полное сопротивление утечки.

Теперь по схеме треугольник-треугольник подключены три трансформатора, которые работают в режиме 100% нагрузки. Но в случае подключения открытого треугольника подключаются два трансформатора.

Кажется, в состоянии открытого треугольника; мы можем подключить 66,6% нагрузки. Но в таком состоянии этого не произойдет.

Предположим, что V 2B и I 2B являются номинальными значениями вторичного фазного напряжения и фазного тока соответственно.А при соединении треугольником фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы, а линейный ток в √3 раз больше фазного тока.

В состоянии замкнутого треугольника-дельты,

Теперь, в состоянии открытого треугольника, один трансформатор удален. Следовательно, линейный ток I 2B равен номинальному вторичному току трансформатора.

В условиях открытого треугольника,

Возьмите соотношение нагрузки ВА для обоих условий;

Итак, мы видим, что в состоянии открытого треугольника мы можем подключить 57.7% нагрузка дельта-дельта.

Увеличение в процентах каждого трансформатора соединения V-V;

Следовательно, каждый трансформатор в соединении V-V перегружен на 73,2%. Следовательно, в случае разомкнутого треугольника нагрузка должна быть уменьшена. В противном случае обмотки трансформатора могут перегреться, а в худшем случае — выйти из строя.

Соединение Скотта

Соединение Скотта используется для соединения двух однофазных трансформаторов для выполнения трехфазного преобразования в двухфазное или наоборот.

В соединении Скотта два трансформатора соединены электрически. Но эти трансформаторы не имеют магнитного соединения.

Один трансформатор является основным трансформатором, а второй известен как вспомогательный трансформатор.

Схема подключения Скотта показана на рисунке ниже.

Scott Connection

Трехфазные клеммы — это A, B и C. Главный трансформатор — это трансформатор с центральным ответвлением. И он подключен к клеммам B и C. Нарезка берется из точки D.

Первичная обмотка подключена к клеммам B и C, а вторичная обмотка подключена к клеммам a1a2.

Вспомогательный трансформатор подключается между линейным выводом A и центральным ответвленным выводом D. Первичная обмотка вспомогательного трансформатора подключается между выводами A и C, а вторичная обмотка подключается между b1 и b2.

Трехфазные линейные напряжения (V AB , V BC и V CA ) сбалансированы. Векторная диаграмма этой системы представлена ​​на рисунке ниже.

Фазорная диаграмма Подключение Скотта

В BC принимается в качестве опорного напряжения.

Точка D разделяет BC первичной обмотки на две равные части. Следовательно, количество витков в части BD равно количеству витков в части DC.

Допустим, общее количество витков в первичной обмотке главного трансформатора составляет T P . Тогда количество витков в BD и DC равно T P /2.

Напряжение на BD и части постоянного тока одинаковое, и оно составляет половину напряжения на BC.

Напряжение между A и D равно;

Следовательно, напряжение на первичной обмотке вспомогательного трансформатора в 0,866 раза больше основного трансформатора, а электрический угол между обоими напряжениями составляет 90˚.

Приложенное первичное напряжение вспомогательного трансформатора составляет AD, В, а вторичное напряжение вспомогательного трансформатора составляет 2a В.

Вспомогательное вторичное напряжение (V 2a ) опережает вторичное основное напряжение (V 2m ) на 90 °, как показано на рисунке ниже.

Вспомогательное вспомогательное и основное напряжение

Напряжение на виток должно быть одинаковым для одинакового магнитного потока в каждом трансформаторе. Следовательно, чтобы поддерживать одинаковое напряжение на виток в первичной обмотке главного трансформатора и первичной обмотке вспомогательного трансформатора, нам необходимо установить 0,866T P витков в первичной обмотке вспомогательного трансформатора.

Итак, вторичное напряжение обоих трансформаторов имеет одинаковые номинальные напряжения.V 2a и V 2m равны по величине и разнесены на 90˚. Таким образом, получается сбалансированная двухфазная система.

Соединения обмоток трехфазного трансформатора

В однофазном, а также в трехфазном трансформаторе обмотки размещены на структуре сердечника, которая состоит из многослойного стального сердечника. Эта структура сердечника, поддерживающая две обмотки трансформатора, размещается внутри бака трансформатора (погруженного в масло для охлаждения). Выводы первичной и вторичной обмоток выведены через бак трансформатора.

Но прежде чем вывести, три обмотки (каждая обмотка для каждой фазы) первичной и вторичной соединены внутри трансформатора. Давайте посмотрим на возможный способ соединения первичной и вторичной обмоток трехфазного трансформатора.


Для обмоток трехфазного трансформатора используются следующие соединения:
  • звезда-звезда (Y — Y),
  • треугольник-треугольник (Δ — Δ),
  • звезда-треугольник (Y — Δ) и
  • Дельта-Стар (Δ — Y).

Звезда-звезда (Y — Y) Соединение:

При соединении звездой-звездой выводы трехфазной обмотки как на первичной, так и на вторичной стороне соединены в форме буквы «Y».Поскольку первичная и вторичная обмотки соединены одинаковым образом (то есть звездой). Это известно как соединение звезда-звезда. Этот тип подключения наиболее экономичен для трансформаторов, работающих на малые токи и высокие напряжения.

Преимущества соединения звезда-звезда:

  • Напряжение фазы при соединении звездой В ф. = 1 / √3 × линейное напряжение. Мы можем видеть, что линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения, которое снижает количество витков катушки, необходимое для каждой фазы.
  • Изоляция, необходимая для обмоток, также уменьшается для витков катушки, что является наиболее экономичным.
  • Сдвиг фаз между первичным и вторичным напряжениями практически равен нулю. Следовательно, первичное и вторичное напряжения синфазны.
  • Обмотки трансформатора со звездой достаточно хороши для использования при балансировке нагрузки.

Недостатки соединения звезда-звезда:

  • Если к нейтральной точке звезды обмотки на стороне нагрузки нет заземления.Когда нагрузка несимметрична, трудно контролировать фазное напряжение на стороне нагрузки. Этого можно избежать, подключив нейтральную точку (точку звезды) первичной обмотки к нейтральной точке электростанции.
  • Форма волны потока в сердечнике трансформатора искажается, если нет надлежащей нейтральной точки, подключенной к первичной обмотке. Потому что трансформатор не может рисовать свою часть третьей гармоники. Следовательно, может происходить изменение величины тока намагничивания и возникновение гармоник в напряжении питания.

Соединение треугольник-треугольник (Δ — Δ):

В этом типе подключения конец одной катушки трехфазной обмотки соединен с концом другой катушки. Таким образом, три катушки соединены таким образом, что они образуют треугольную форму. Обмотки, соединенные треугольником, могут генерировать большие токи при низких значениях напряжения. На рисунке ниже показаны соединения Δ — Δ и треугольники напряжения.

Преимущества соединения треугольник-треугольник:

  • Нет сдвига фаз между первичным и вторичным напряжениями.
  • При соединении обмоток треугольником третьи гармоники могут протекать без подсоединения нейтрали. Следовательно, вероятность искажения формы волны потока будет меньше.
  • Фазный ток уменьшен в √3 раза. Следовательно, пропускная способность проводника по току уменьшается, что снижает общую стоимость проводника.
  • Это соединение может удовлетворительно работать при несимметричной нагрузке по сравнению с соединением звездой.
  • Непрерывность больше, т.е. если одна из фаз отключена (неисправность) в соединении Δ — Δ, работа продолжается в разомкнутом треугольнике (или в V — V) с уменьшенной (58%) мощностью.

Недостатки соединения треугольник-треугольник:

  • В Δ — напряжение линии подключенной обмотки равно фазному напряжению. Это увеличивает затраты на изоляцию по сравнению с Y-Y-соединением.
  • Этот тип подключения не подходит для целей распределения, где требуется обратный путь (нейтральная точка).

Соединение звезда-треугольник (Y — Δ):

Этот тип соединения обмоток используется там, где нам нужно снизить уровни напряжения, например, в конце линии передачи.Здесь заземлена нейтраль первичной обмотки трансформатора.

В этой системе коэффициент трансформации K равен отношению напряжения вторичной фазы к напряжению первичной фазы. Также протекание тока третьей гармоники в Δ-соединенной обмотке может управлять системой, даже когда она неуравновешена, с минимальным искажением формы волны магнитного потока.

На первичной стороне трансформатора обмотка соединена звездой. Здесь, в линии, соединенной звездой, напряжение в √3 раза превышает фазное напряжение, что снижает эффективное использование необходимой изоляции фаз.Но между первичным и вторичным напряжениями будет сдвиг фаз.


Соединение треугольником (Δ — Y):

Это комбинация обмотки, соединенной треугольником на первичной стороне и соединения звездой на вторичной стороне, как показано ниже. Соединение по схеме треугольник-звезда можно использовать там, где необходимо увеличить уровни напряжения или увеличить.

Этот тип подключения хорошо подходит для целей распределения благодаря наличию 3-фазной 4-проводной системы на вторичной стороне.Но ограничивается его применениями из-за наличия фазового сдвига между первичной и вторичной обмотками.


Часть 15: Трансформаторы | ITACA

15.1 Однофазные трансформаторы

Трансформаторы

состоят из первичных обмоток и вторичных катушек (называемых обмотками), которые состоят из витков изолированного провода. Катушки расположены на сердечнике из магнитного материала, который увеличивает величину магнитного потока, создаваемого одной катушкой, и обеспечивает связь большей части с другой катушкой; таким образом увеличивается взаимная индуктивность.Простой трансформатор показан на рисунке 15.1a, а соответствующая принципиальная схема — на рисунке 15.1b. Первичная обмотка имеет напряжение U 1 на ней и состоит из N 1 витков провода. Вторичная обмотка имеет напряжение U 2 на ней и состоит из N 2 витков.

Рисунок 15.1: (а) простой трансформатор; (б) принципиальная схема простого трансформатора.

Переменный ток в первичной катушке создает переменный магнитный поток в сердечнике, а собственная индуктивность первичной обмотки индуцирует ЭДС, которая противодействует напряжению питания, управляющему током (разделы 6.5 и 9.5). Наведенная ЭДС будет почти такой же величины, как и напряжение питания, и хотя будет небольшая разница из-за потерь (таких как нагрев и неидеальная магнитная связь), это обычно игнорируется. Изменяющаяся ЭДС от первичной катушки связывает со второй катушкой и взаимную индуктивность вызывает наведение ЭДС во вторичной обмотке (раздел 6.4). Обычно предполагается, что весь поток от первичных звеньев к вторичной обмотке, хотя это не совсем так, это хорошее приближение, и наведенная ЭДС на виток в первичной обмотке считается такой же, как наведенная ЭДС на виток в первичной обмотке. вторичный.Таким образом:



Если предполагается эффективность 100%:


Где I 1 и I 2 — это первичный и вторичный токи, а cos  1 и cos  2 — первичный и вторичный коэффициенты мощности. Если предполагается, что два коэффициента мощности одинаковы, они отменяют и:

Следовательно:

Для трансформатора с большим количеством витков в первичной обмотке, чем во вторичной U 1 > U 2 , такой трансформатор называется понижающим трансформатором .Для трансформатора с большим количеством витков во вторичной обмотке, чем в первичной обмотке U 1 2 , такой трансформатор называется повышающим трансформатором .

Пример

Трансформатор 75 кВА имеет понижающий коэффициент 12: 1 с 2400 витками первичной обмотки и первичным напряжением 3,3 кВ. Вычислить:

  1. количество вторичных витков,
  2. вторичное напряжение,
  3. вольт на виток,
  4. — первичный и вторичный токи полной нагрузки.

(1.) количество вторичных витков:

так:


(2) вторичное напряжение:

так:


(3.) В на оборот:

или:

(4.) первичный и вторичный ток при полной нагрузке:


15,2 Обмотки с резьбой

Коэффициент напряжения зависит от отношения числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки. Если от одного трансформатора требуется более одного вторичного напряжения, может быть предусмотрено несколько вторичных обмоток.Все обмотки размещены на одном магнитном сердечнике, и это расположение показано на рисунке 15.2a.

В некоторых случаях требуется одно регулируемое напряжение, и это может быть достигнуто путем отвода первичной или вторичной обмотки. На рисунках 15.2b и c показаны обмотки с ответвлениями, где количество катушек в обмотке, которые были отведены, можно изменить путем переключения между выводами. Отводить и первичную, и вторичную обмотки необычно, трансформаторы с малой мощностью обычно ответвляются на вторичную обмотку.

Рисунок 15.2: Методы получения нескольких напряжений от одного трансформатора: (а) несколько вторичных обмоток; (d) первичная обмотка с ответвлениями; (c) вторичная обмотка с ответвлениями.

15.3 Трехфазные трансформаторы

Трехфазный трансформатор фактически такой же, как три однофазных трансформатора, соединенных в трехфазной схеме, и можно использовать три отдельных однофазных трансформатора, хотя гораздо чаще все обмотки находятся на одном сердечнике. .Трехфазные трансформаторы имеют шесть обмоток, три первичные обмотки и три вторичные обмотки, которые могут быть соединены по схеме звезды (Y) или треугольника (D). Первичная обмотка обычно обозначается заглавной буквой Y или D, а вторичная обмотка — строчной буквой y или d.

Рисунок 15.3: Трехфазные трансформаторы, подключенные аналогичным образом: (a) звезда-звезда — для первичной и вторичной обмоток один конец каждой обмотки соединен вместе, образуя нейтраль; (б) дельта-треугольник — один конец каждой обмотки подключен к следующей обмотке.

На рисунке 15.3a показан трансформатор, в котором первичная и вторичная обмотки соединены звездой, такой трансформатор называется трансформатором звезда-звезда , звезда-звезда или Yy трансформатор. На рисунке 15.3b показан трансформатор дельта-дельта , сетка-сетка или Dd , где как первичный, так и вторичный сердечники соединены треугольником. Вторичная и первичная катушки не обязательно должны быть подключены в одной конфигурации, поэтому также возможны соединения звезда-треугольник (Yd) и треугольник (Dy), как показано на рисунке 15.4. Трансформаторы с вторичными обмотками, соединенными треугольником, редко используются для питания потребителей, так как нет места для нейтрального провода; такие трансформаторы используются для передачи высокого напряжения между подстанциями.

На рисунке 15.3 показан стандартный метод маркировки обмоток трехфазного трансформатора. Три первичные обмотки обозначены заглавными буквами A, B и C. Три вторичные обмотки обозначены строчными буквами a, b и c. Каждая обмотка имеет два конца и обозначена цифрами 1 и 2, так что концы первичной обмотки второй обмотки обозначены буквами B 1 и B 2.

Рисунок 15.4: Трехфазные трансформаторы с различным подключением первичной и вторичной обмоток: (а) звезда-треугольник; (б) дельта-звезда.

Если первичная и вторичная обмотки подключены одинаково (т.е. звезда-звезда или треугольник-треугольник), расчеты такие же, как и для однофазных трансформаторов, при условии, что система сбалансирована (раздел 13.4). Когда первичная и вторичная обмотки имеют разные типы подключения, общее соотношение витков трансформатора усложняется.Например, рассмотрим однофазный трансформатор с соотношением витков 1: 1, входное и выходное напряжения на обмотках одинаковы. Это также будет справедливо для трехфазного трансформатора с одинаковым подключением первичной и вторичной обмоток. Однако, если трехфазный трансформатор подключен по схеме звезда-треугольник (рисунок 15.4a) и имеет напряжение первичной линии U, каждая из соединенных звездой первичных обмоток будет иметь фазное напряжение на нем, которое составляет U / √3 ( напряжение между любой линией и нейтральной точкой).Тогда на каждой из вторичных обмоток будет наведено такое же напряжение, и, поскольку эти обмотки соединены треугольником, напряжение U / √3 будет вторичным. Таким образом, трансформатор звезда-треугольник с соотношением витков 1: 1 обеспечивает понижение √3: 1. Для рисунка 15.4a:

Для трансформатора, работающего по схеме треугольник-звезда, происходит аналогичный эффект, но есть повышение линейного напряжения 1: √3 в дополнение к эффекту витков. Таким образом, из рисунка 15.4b:

Допускается параллельное подключение только идентичных трансформаторов.Трансформаторы идентичны, если их передаточные числа одинаковы и когда первичная и вторичная обмотки соединены одинаковым образом.

Пример

Трехфазный трансформатор мощностью 660 кВА соединен звездой-звездой, и каждая из трех первичных обмоток имеет 6500 витков. Первичные обмотки питаются линейным напряжением 11 кВ, а вторичные обмотки должны обеспечивать сетевое напряжение 415 В. Вычислить:

  1. напряжения первичной и вторичной фаз,
  2. количество витков на каждой вторичной обмотке,
  3. первичный и вторичный токи полной нагрузки.

(1.) Напряжение первичной и вторичной фазы:


Поскольку трансформатор подключен по схеме звезда-звезда, строго следует использовать соотношение фазных напряжений. хотя линейные напряжения имеют такое же соотношение.

(2.) количество витков на каждой вторичной обмотке:

так:

(3.) Мощность в трехфазной сбалансированной системе определяется по (раздел 14.5):

Вольтамперы можно рассчитать, разделив мощность на коэффициент мощности (см. Часть 12), так:



Пример

Трехфазный трансформатор 3000/415, подключенный по схеме треугольник-звезда, выдает 100 кВА при полной нагрузке.Вычислить:

  1. передаточное число первичного к вторичному,
  2. ток полной нагрузки в каждой вторичной обмотке,
  3. ток первичной линии полной нагрузки,
  4. ток полной нагрузки в каждой первичной обмотке.

(1.) передаточное число витков:

(2.) Для вторичной обмотки, соединенной звездой, линейный и фазный токи одинаковы, поэтому ток обмотки:

(3.) ток первичной линии полной нагрузки:

(4.) Ток полной нагрузки в каждой первичной обмотке:

15.4 Конструкция трансформатора

Если трансформатор сконструирован, как показано на рисунке 15.1a. если первичная и вторичная обмотки расположены на отдельных ветвях, часть магнитного потока, создаваемого первичным сердечником, не будет связана с вторичным сердечником. Лучшая компоновка, называемая трансформатором с сердечником , показана на рисунке 15.5a. Если вес и стоимость не являются проблемой, можно сделать еще лучшую конструкцию, называемую фургон-трансформер корпусного типа , которая проиллюстрирована на рисунке 15.5б.

Рисунок 15.5: Конструкция однофазного трансформатора: (а) трансформатор с сердечником и; б) трансформатор кожухового типа. Путь магнитного потока через сердечник показан белым цветом.

Рисунок 15.6: Конструкция трехфазного трансформатора: (а) сердечник, трехполюсный трансформатор и; (б) панцирный пятиконечник

Трансформаторы с сердечником и оболочкой также могут быть сконструированы для трехфазных трансформаторов (рисунок 15.6). Преимущества каждого типа:

  • Сердечник (или трехлепестковый) является наиболее часто используемым методом изготовления, меньший размер сердечника означает меньший вес и меньшие затраты.
  • Корпус типа
  • (или пятиконечный) используется для более крупных трансформаторов, поскольку они могут быть изготовлены с меньшей высотой.

Автотрансформаторы 15,5

Автотрансформатор имеет только одну обмотку с ответвлениями, которая является как первичной, так и вторичной обмоткой машины. Поскольку требуется только одна обмотка, автотрансформатор дешевле обычного трансформатора. Понижающий и повышающий трансформаторы показаны на рисунке 15.7.

Рисунок 15.7: Автотрансформаторы: (а) понижающий; (б) повышение.

Если пренебречь потерями, то соотношение витков, напряжения и тока одинаково для трансформаторов с двойной обмоткой, то есть:

где:
N 1 = количество витков, подключенных к входному напряжению
N 2 = количество витков, подключенных к выходному напряжению
U 1 = входное (первичное) напряжение
U 2 = выход (вторичное) напряжение
I 1 = входное (первичное) напряжение
I 2 = выходной (вторичный) ток

Недостатки автотрансформатора:

  • Между входом и выходом имеется прямое металлическое соединение, тогда как в двухобмоточном трансформаторе соединение только магнитное, что обеспечивает гальваническую развязку двух обмоток.
  • В случае обрыва цепи в общей части обмотки на выходных клеммах появится входное напряжение понижающего автотрансформатора.

Пример

Понижающий автотрансформатор имеет обмотку на 200 витков, через которую подается питание 240 В. Выходной сигнал берется с нейтрали источника питания и от ответвления на 80 витков с нейтрального конца обмотки. Вычислить:

(1.) выходное напряжение
(2.) ток в каждой части обмотки, если ток от источника питания 20A

(1.) выходное напряжение:

так:

(2) ток в каждой части обмотки:

так:


Обратите внимание, что катушка выдерживает только 30 А в секции с ответвлениями (общей) и 20 А в секции без ответвлений. В обычном трансформаторе первичная обмотка должна выдерживать 20 А, а вторичная обмотка — 50 А (возможно, потребуется более толстый провод).

Недостатки автотрансформатора:

  • Между входом и выходом имеется прямое металлическое соединение, тогда как в двухобмоточном трансформаторе соединение только магнитное, что обеспечивает гальваническую развязку двух обмоток.
  • В случае обрыва цепи в общей части обмотки на выходных клеммах появится входное напряжение понижающего автотрансформатора.

15.6 Потери трансформатора, КПД и регулирование

Потери железа

Потери в стали были рассмотрены в разделах 5.3 и 5.4. Поскольку потери в стали зависят от частоты источника питания, предполагается, что они остаются постоянными и не зависят от нагрузки трансформатора.

Потери меди

Это связано с сопротивлением провода, из которого сделаны обмотки.Если вторичная обмотка трансформатора подключена к разомкнутой цепи, так что ток не течет, первичная обмотка все равно будет пропускать небольшой ток, который обеспечивает количество ампер-витков, необходимое для создания магнитного потока в сердечнике. Поскольку этот ток намагничивания очень мал, его обычно принимают равным нулю. Когда вторичная обмотка подключена к замкнутой цепи, в ней будет течь ток, потери мощности в проводнике равны P = I 2 R, поэтому потери в меди будут пропорциональны квадрату тока.Таким образом, трансформатор, работающий на половинной нагрузке, будет иметь только четверть потерь в меди, которые он имеет при обеспечении полной нагрузки. Можно сказать:

Эффективность

Помимо обеспечения выходной мощности, ввод трансформатора должен обеспечивать потери трансформатора. Таким образом:



Постановление

Сопротивление и реактивное сопротивление индуктивности обмотки трансформатора обеспечивают полное сопротивление, через которое должен проходить выходной ток. Таким образом, в обмотках трансформатора происходит падение электрического потенциала (U), величина которого зависит от эффективного импеданса и тока (U = IZ).По мере увеличения потребляемого тока падение напряжения увеличивается, и поскольку ЭДС, индуцированная во вторичных обмотках, является постоянной (не зависит от тока нагрузки), выходное напряжение должно падать. Разница между выходным напряжением холостого хода и выходным напряжением полной нагрузки, выраженная в процентах от напряжения холостого хода, называется регулировкой напряжения :

Значение регулирования напряжения обычно составляет несколько процентов.

Базовая электротехника

СОЕДИНИТЕЛЬ ОБМОТКИ ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Обычно используемые обмотка трехфазного трансформатора расположение первичной и вторичной сторон:

Трансформатор является важным устройством для передачи электроэнергии от одной ступени к другой в системе передачи и распределения электроэнергии.Трансформаторы могут быть однофазными или трехфазными. Наше обсуждение ограничивается устройством обмоток трехфазного трансформатора .

Статья по теме: Трехобмоточный трансформатор : https://vietnamtransformer.com/our-news/what-is-a-three-winding-transformer-difference-between-three-windings-in-a-transformer

На схеме показаны три наиболее часто используемых метода расположения обмотки трехфазного трансформатора : звезда, треугольник и зигзаг.Каждый метод может применяться как к первичной, так и к вторичной обмотке.

Катушка «звезда» трансформатора содержит четыре клеммы, используемые, когда для заземления требуется подключение нейтрали. Обычно соединение звездой используется в первичных и вторичных обмотках распределительных трансформаторов низкого напряжения и вторичных обмотках распределительных трансформаторов.

Катушки треугольника содержат наиболее часто используемые тройные клеммы на обмотках высокого напряжения, обычно это катушка, подключенная к источнику питания.Соединение треугольником также позволяет протекать третьей гармонике, что улучшает формы сигналов тока и напряжения на обеих сторонах трансформатора. Катушки треугольника могут быть немного дороже, потому что изоляция должна выдерживать полное линейное напряжение.

Зигзагообразная обмотка требует, чтобы каждая трехфазная обмотка была разделена пополам. Каждая половина соединена с половиной катушки на другом плече сердечника. Зигзагообразная обмотка используется для подавления третьей гармоники или обеспечения нейтрального соединения в качестве заземленного трансформатора в качестве силового выпрямителя.Высшие гармоники могут выйти из строя и должны быть уменьшены минимально.

Расположение обмоток трансформатора

В соответствии со стандартом IEC 60076 используются некоторые конкретные цифры и буквы, например, для клемм высокого напряжения (HV) с прописными буквами.

например: A-B-C, R-Y-B, U-V-W, L1-L2-L3 и клеммы для низкого напряжения (LV) имеют строчные буквы, например: a-b-c, r-y-b, u-v-w, l1-l2-l3. Каждая обмотка имеет начальный номер 1 и конечный номер 2.Ленты пронумерованы 3, 4, 5 и т. Д. От пускового терминала

.

Выбор букв и цифр зависит от страны

Используемые буквы или цифры Наций

США L1 L2 L3

1 2 3

Европа U V W

R S T

Великобритания R Y B

A B C

Катушка типа, эл.грамм. звезда, дельта, обозначается буквой, опять же в верхнем регистре для HV и в нижнем регистре для катушки LV. Буквы есть,

Поскольку сдвиг фазового угла может происходить на трансформаторе из-за способа его подключения, необходимо определить этот сдвиг. Система нумерации для этого основана на стрелках часов. Каждая минутная позиция на часах дает разность фаз 30 °, например

.

Это часто встречающиеся смещения.(Обратите внимание, что вектор вращается против часовой стрелки).

Например, трансформатор с обмоткой треугольником ВН, обмоткой НН звездой и смещением + 30 °. Он описывается буквами и цифрами как трансформатор Dyll.

Трансформаторы в электротехнике — это очень большая область, которую необходимо обсуждать и широко использовать. Это просто не может иметь смысла в статье или даже в книге о Трансформерах. Но, надеюсь, это описание схемы расположения обмоток трехфазного трансформатора поможет вам в вашей работе и заставит вас захотеть узнать больше о трансформаторах в вашей сфере деятельности.


3-фазная мощность, значения напряжения и тока

Трехфазное соединение по схеме треугольник: линия, фазный ток, напряжения и мощность в конфигурации Δ

Что такое соединение треугольником (Δ)?

Delta or Mesh Connection ( Δ ) Система также известна как трехфазная трехпроводная система ( трехфазная трехпроводная ) и является наиболее предпочтительной системой для передачи электроэнергии переменного тока при распределении, Обычно используется соединение звездой.

В системе межсоединений Delta (также обозначается как Δ ) начальные концы трех фаз или катушек соединены с конечными концами катушки. Или начальный конец первой катушки соединен с конечным концом второй катушки и так далее (для всех трех катушек), и это выглядит как замкнутая сетка или цепь, как показано на рис. (1).

Проще говоря, все три катушки соединены последовательно, образуя тесную сеть или цепь. Из трех переходов вынуты три провода, и все токи, исходящие из перехода, считаются положительными.

В соединении треугольником соединение трех обмоток выглядит как короткое замыкание, но это не так, , если система сбалансирована, то значение алгебраической суммы всех напряжений вокруг сетки равно нулю в соединении треугольником .

Когда клемма разомкнута в Δ, то нет возможности протекать токи с базовой частотой вокруг замкнутой ячейки.

Также прочтите:

На заметку: В дельта-конфигурации, в любой момент, значение ЭДС одной фазы равно результирующей величине ЭДС двух других фаз, но в противоположном направлении.

Рис (1). Трехфазная мощность, значения напряжения и тока при соединении треугольником (Δ)

Значения напряжения, тока и мощности при соединении треугольником (Δ)

Теперь мы найдем значения линейного тока, линейного напряжения, фазного тока, фазных напряжений и Питание в трехфазной системе переменного тока треугольником.

Линейные напряжения (V L ) и фазные напряжения (V Ph ) при соединении треугольником

На рис.2 видно, что между двумя клеммами имеется только одна фазная обмотка (т.е.е. между двумя проводами имеется одна фазная обмотка). Следовательно, в соединении треугольником, напряжение между (любой парой) двумя линиями равно фазному напряжению фазной обмотки , которая подключена между двумя линиями.

Поскольку последовательность фаз R → Y → B, направление напряжения от фазы R к фазе Y положительное (+), а напряжение фазы R опережает напряжение фазы Y на 120 °. Аналогично, напряжение фазы Y опережает фазное напряжение B на 120 °, а его направление положительно от Y к B.

Если линейное напряжение между;

  • Строка 1 и Строка 2 = V RY
  • Строка 2 и Строка 3 = V YB
  • Строка 3 и Строка 1 = V BR

Затем мы видим, что V RY ведет V YB на 120 ° и V YB провода V BR на 120 ° .

Предположим,

V RY = V YB = V BR = V L …………… (линейное напряжение)

Тогда

V L = V PH

И.е. при соединении треугольником, линейное напряжение равно фазному напряжению .

Линейные токи (I L ) и фазные токи (I Ph ) при соединении треугольником

Как видно из приведенного ниже (рис. 2), общий ток каждой линии равен разность векторов между двумя фазными токами в соединении треугольником , протекающем по этой линии. т.е.

  • Ток в линии 1 = I 1 = I R — I B
  • Ток в линии 2 = I 2 = I Y — I R
  • Ток в линии 3 = I 3 = I B — I Y

{Vector Difference}

Рис (2).Линейный и фазовый ток и линейное и фазовое напряжение в треугольнике (Δ) Соединение

Ток линии 1 можно найти, определив разность векторов между I R и I B , и мы можем сделать это, увеличив I B. Вектор в обратном порядке, так что I R и I B образуют параллелограмм. Диагональ этого параллелограмма показывает разность векторов I R и I B , которая равна току в строке 1 = I 1 .Более того, обращая вектор I B , он может указывать как (-I B ), следовательно, угол между I R и -I B (I B , когда перевернут = -I B ) составляет 60 °. Если,

I R = I Y = I B = I PH …. Фазные токи

Тогда;

Ток, протекающий в строке 1, будет;

I L или I 1 = 2 x I PH x Cos (60 ° / 2)

= 2 x I PH x Cos 30 °

= 2 x I PH x ( √3 / 2) …… Так как Cos 30 ° = √3 / 2

I L = √3 I PH

i.е. При соединении по схеме треугольник линейный ток в √3 раза больше фазного тока.

Точно так же мы можем найти токи расширения двух линий, как указано выше. т.е.

I 2 = I Y — I R … Векторная разница = √3 I PH

I 3 = I B — I Y … Разность векторов = √3 I PH

As, все токи в линии равны по величине, т.е.

I 1 = I 2 = I 3 = I L

Следовательно,

IL = √3 I PH

Это видно на рисунке выше;

  • Линейные токи разнесены на 120 ° друг от друга
  • Линейные токи отстают на 30 ° от соответствующих фазных токов
  • Угол Ф между линейными токами и соответствующими линейными напряжениями составляет (30 ° + Ф), т.е.е. каждый линейный ток отстает на (30 ° + Ф) от соответствующего линейного напряжения.

Связанный пост: Осветительные нагрузки, соединенные звездой и треугольником

Питание в соединении треугольником

Мы знаем, что мощность каждой фазы;

Мощность / Фаза = В PH x I PH x CosФ

И суммарная мощность трех фаз;

Общая мощность = P = 3 x V PH x I PH x CosФ … .. (1)

Мы знаем, что значения фазного тока и фазного напряжения при соединении треугольником;

I PH = I L / √3….. (Из I L = √3 I PH )

V PH = V L

Ввод этих значений в уравнение мощности ……. (1)

P = 3 x V L x (I L / √3) x CosФ …… (I PH = I L / / √3)

P = √3 x√ 3 x V L x (I L / √3) x CosФ… {3 = √3x√3}

P = √3 x V L x I L x CosФ

Следовательно доказано;

Питание в треугольнике ,

P = 3 x V PH x I PH x CosФ ….или

P = √3 x V L x I L x CosФ

Где Cos Φ = коэффициент мощности = фазовый угол между фазным напряжением и фазным током (а не между линейным током и линейным напряжением).

То же самое объясняется в MCQ трехфазной цепи с пояснительным ответом (MCQ № 1)

На заметку:

При соединении звездой и треугольником общая мощность при сбалансированной нагрузке равна .

Т.е. общая мощность в трехфазной системе = P = √3 x V L x I L x CosФ

Полезно знать:

Сбалансированная система — это система, в которой:

  • Напряжения всех трех фаз равны по величине.
  • Напряжения всех фаз совпадают по фазе друг с другом i.е. 360 ° / 3 = 120 °
  • Все трехфазные токи равны по величине
  • Все фазные токи синфазны друг другу, т.е. 360 ° / 3 = 120 °
  • Трехфазная сбалансированная нагрузка — это система, в которой нагрузка подключенные к трем фазам, идентичны.

Также читайте:

Почему в трансформаторе используется соединение треугольником?

Почему в трансформаторе используется соединение треугольником?

Преимущества подключения звезда-треугольник Первичная сторона подключена звездой.Следовательно, требуется меньшее количество оборотов. Это делает подключение экономичным для больших высоковольтных понижающих силовых трансформаторов. Нейтраль первичной обмотки может быть заземлена, чтобы избежать искажений.

Почему у большинства соединений трехфазного трансформатора хотя бы одна сторона подключена в треугольник?

Следовательно, всегда предпочтительно иметь по крайней мере одну обмотку, соединенную треугольником в трехфазном трансформаторе, что устранит ток третьей гармоники во внешней цепи и, таким образом, предотвратит взаимное влияние линий электропередачи на сети связи.

Как третичная обмотка удаляет третью гармонику?

Вы можете пояснить схемой? Третичные обмотки силового трансформатора напрямую не удаляют 3-ю гармонику. Скорее, они позволяют магнитодвижущей силе (МДС), действующей на магнитный поток в железном сердечнике, уравновешиваться вокруг каждого замкнутого пути сердечника.

В чем преимущество соединения треугольником трех однофазных трансформаторов?

Дельта-звезда: обычно используется в повышающем трансформаторе по тем же причинам, что и выше.Дельта-Дельта: дает преимущество, заключающееся в том, что один из трансформаторов может быть удален, в то время как оставшиеся два трансформатора могут обеспечивать трехфазную мощность на 58% от исходной батареи.

В чем разница между трансформатором звезды и треугольника?

При соединении звездой линейное напряжение равно трехкратному корню фазного напряжения, тогда как при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению. При соединении звездой фазное напряжение в 1 / √3 раз меньше линейного напряжения, тогда как при соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению.

Почему у Delta Connection нет нейтрали?

Почему при соединении треугольником нет нулевого провода? — Quora. в случае дисбаланса. в соединении Y, если имел место дисбаланс нагрузки по фазам, в нейтральной линии будет обратный ток.

Как вы рассчитываете ток в Delta Connection?

Трансформатор Соединение треугольником и треугольником В группе трансформаторов, соединенных треугольником (Dd), линейное напряжение VL равно напряжению питания VL = VS.Но ток в каждой фазной обмотке задается как: 1 / √3 × IL линейного тока, где IL — линейный ток.

В чем разница между трансформатором, соединенным звездой и треугольником?

В конфигурации системы треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению, тогда как в системе звездой фазная нагрузка или однофазные нагрузки проходят через все провода. Система треугольника соединена в форме треугольника, а система звезды — в форме буквы «Y» или в форме звезды.

Что такое 3-я пятая и 7-я гармоники?

Гармоники — это напряжения или токи, которые действуют на частоте, которая является целым (целочисленным) кратным основной частоты. Таким образом, учитывая основную форму волны 50 Гц, это означает, что частота 2-й гармоники будет 100 Гц (2 x 50 Гц), 3-я гармоника будет 150 Гц (3 x 50 Гц), пятая — 250 Гц, 7-я — 350 Гц и так далее.

Почему опасны 3-е гармоники?

Третья гармоника вызывает резкое увеличение тока в нейтральном проводнике.Гармоники вызывают сбои в работе электронных компонентов, нагрев трансформатора и выход из строя конденсаторов коррекции коэффициента мощности.

Каковы преимущества подключения ∆ ∆?

Преимущество преобразования ∆ — ∆: Основное преимущество трансформатора ∆ — ∆ состоит в том, что если один трансформатор перестает работать, то два других трансформатора продолжают работать. Это называется открытым дельта-соединением.

Какое соединение лучше Star или Delta?

Delta Connection обычно используется в распределительных сетях.Поскольку требуется меньшая изоляция, Star Connection можно использовать на больших расстояниях. Соединения Delta используются для более коротких расстояний. Соединения треугольником часто используются в приложениях, требующих высокого пускового момента.

Зачем вам нужна третичная обмотка в Delta Connection?

Третичная обмотка при соединении треугольником обеспечивает стабильность основных обмоток. Трехфазный трансформатор с обмотками, соединенными треугольником, не имеет внутренней нейтральной точки и нейтральной клеммы, но напряжение между фазами будет очень стабильным.

Почему в индукции используются обмотки, соединенные треугольником?

Дельта-обмотка. Напряжение, приложенное к каждой обмотке, будет равно линейному напряжению. Используется для высоких пусковых напряжений крутящего момента. Обычно низкотемпературные двигатели, работающие от 415 В, подключаются по схеме треугольник, поскольку нет большой экономии на изоляции, поскольку разница напряжений между соединениями звездой и треугольником составляет всего 165 В.

Какова роль обмотки треугольником в трансформаторе?

Этот циркулирующий ток в этой обмотке треугольником уравновешивает составляющую нулевой последовательности небалансной нагрузки, следовательно, предотвращает ненужное развитие небалансного потока нулевой последовательности в сердечнике трансформатора.

Этот циркулирующий ток в этой обмотке треугольником уравновешивает составляющую нулевой последовательности небалансной нагрузки, следовательно, предотвращает ненужное развитие небалансного потока нулевой последовательности в сердечнике трансформатора.

Какая схематическая диаграмма для соединения треугольником?

Схематическую диаграмму в правом верхнем углу, возможно, легче анализировать, поскольку четко видны дельта-соединения. На векторной диаграмме в правом нижнем углу показаны геометрические отношения между токами цепи высокого и низкого напряжения, а уравнения в центре внизу показывают эти отношения математически.

Какая прямая последовательность в трансформаторе звезда-треугольник?

В стандартном трансформаторе треугольник-звезда (или звезда-треугольник) токи прямой последовательности и напряжения на стороне высокого напряжения опережают токи прямой последовательности и напряжения на стороне низкого напряжения на 30 °.

Однофазные трансформаторы, подключенные треугольником



ЗАДАЧИ

• объясните с помощью схем, как подключаются однофазные трансформаторы. в трехфазной схеме с замкнутым треугольником.

• Опишите отношения между напряжениями на каждой катушке и на трехфазные линии для входа (первичный) и вывода (вторичный) блока трансформаторов дельта-дельта.

• перечислить шаги процедуры проверки правильности подключения вторичные обмотки в схеме с замкнутым треугольником включают типичное напряжение чтения.

• опишите, как блок трансформаторов, соединенных треугольником, может обеспечить оба 240 В, трехфазная нагрузка и 120/240 В, однофазная, трехпроводная нагрузка.

• Опишите, используя схемы, соединение открытого треугольника и его использование.

• определить ответвления первичной обмотки для трехфазного подключения.

Большая часть электроэнергии вырабатывается трехфазными генераторами переменного тока. Трехфазные системы используются для передачи и распределения вырабатываемая электрическая энергия. Напряжение в трехфазных системах часто должно быть преобразованным, либо от более высокого значения к более низкому значению, либо от более низкого значения значение к более высокому значению.

Преобразование напряжения в трехфазных системах обычно достигается с помощью использование трех однофазных трансформаторов (1). Эти трансформаторы могут быть подключены несколькими способами для получения желаемых значений напряжения.

Обычная схема подключения, которую часто требуется использовать электрику для трех однофазных трансформаторов используется соединение по схеме «треугольник».

Другой тип соединения, который обычно используется, — это открытый треугольник или V соединение, которое требует только двух трансформаторов для преобразования напряжения на трехфазная система.

СОЕДИНЕНИЕ ЗАКРЫТЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК

Когда три однофазных катушки подключены так, что каждый конец катушки подключен к началу другой катушки, простая система замкнутого треугольника принудительно (2).


ил. 1 Три больших однофазных, станционного класса, маслонаполненных трансформаторы (McGraw-Edison Company, Power Systems Division)


ил. 2 Простое соединение треугольником

Когда три катушки помечены как Coil A, Coil B и Coil C, конец каждой из трех катушек обозначена буквой 0.Начало катушек помечены A, B и C. Обратите внимание, что каждый конец катушки соединен с другой катушкой. начало. Каждая из трех точек соединения связана с подводящим проводом. трехфазная система.

Если три однофазных трансформатора должны использоваться для понижения 2400 вольт, трехфазный, до 240 вольт, трехфазный, используется соединение по схеме «треугольник». Каждый из трех трансформаторов рассчитан на 2400 вольт высоковольтной сети. сторона и 240 вольт на стороне низкого напряжения (3).

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕЛЬТА

Выводы трансформатора на входе высокого напряжения или первичной обмотке каждого однофазный трансформатор маркируется h2 и h3. Провода на низковольтном выходная или вторичная сторона каждого однофазного трансформатора помечены X1 и X2.

Для подключения первичных обмоток высокого напряжения по схеме замкнутого треугольника. к трехфазному источнику три обмотки подключаются следующим образом: при подключении конец одной первичной обмотки подключается к начало следующей первичной обмотки.В fgr3 h2 — начало каждой катушки, а h3 — конец каждой катушки. Таким образом, каждый конец первичной обмотки h3 подключен к началу h2 другой первичной обмотки. Трехфазный Линейный провод также подключается в каждой точке соединения h2-h3. Обратите внимание, что первичный обмотка каждого трансформатора подключается непосредственно к линии напряжения. Это означает, что трансформаторы, соединенные треугольником, должны быть намотаны на всю линию. Напряжение. На рисунке 3 каждое из трех линейных напряжений составляет 2400 вольт, а первичная обмотка каждого трансформатора также рассчитана на 2400 вольт.После подключения высоковольтной первичной обмотки трехфазный 2400-вольтный вход может быть под напряжением. Нет необходимости проверять полярность входная сторона.


ил. 3 Принципиальная схема подключения трансформатора треугольник-треугольник

Следующим шагом будет подключение низковольтного выхода или вторичных обмоток. в паттерне закрытая дельта. Выводы вторичной обмотки обозначены X1 для начало каждой катушки и X2 для конца каждой катушки.При создании подключения к вторичной обмотке, необходимо соблюдать следующую процедуру:

1. Убедитесь, что выходное напряжение каждого из трех трансформаторов составляет 240 вольт.

2. Соедините конец одной вторичной обмотки с началом другой. вторичная обмотка (4).


ил. 4: Вольтметр используется для проверки правильности подключения.


ил. 5: Показания вольтметра указывают на неправильное подключение.

Напряжение на открытых концах, показанное в 4, должно быть таким же. как выход каждого трансформатора или 240 вольт. Если один из трансформаторов имеет обратное соединение вторичной обмотки, напряжение на разомкнутом концы будут 1,73 х 240 = 415 вольт.

ill 5 показывает неправильное соединение, которое необходимо изменить, чтобы что это такое же соединение, как показано в 4.

илл. 6 показывает правильное подключение вторичной обмотки. третьего трансформатора .Напряжение на двух последних открытых концах должен быть равен нулю, если все трансформаторы подключены, как показано. Если напряжение равен нулю на двух последних открытых концах, они могут быть соединены вместе. Затем в каждую из трех точек соединения X1 — Х2. Эти три провода представляют собой трехфазный выход на 240 вольт. Обратите внимание, что каждый трех линейных напряжений и каждого из трех выходных напряжений трансформатора равно 240 вольт.


ил.6: Показания вольтметра указывают на правильность подключения.

Когда вторичная обмотка третьего трансформатора перевернута, напряжение на последних двух открытых выводах 240 + 240 = 480 вольт.

илл. 7 показывает неправильное соединение, которое приводит к считыванию 480 вольт. Подключения на вторичной обмотке третьего трансформатора должны быть в обратном порядке.

ил. 7: (см. Вверху справа) Показания вольтметра указывают на обратное катушка

Внимание: никогда не завершайте последнее подключение, если есть разница напряжений. больше нуля.Если соединения правильные, эта разность потенциалов равно нулю. Соблюдайте технику безопасности. Обесточьте первичную обмотку при выполнении соединения.

Когда три трансформатора соединены своими первичными обмотками по схеме треугольник, а вторичные обмотки — по схеме треугольник, общее соединение называется треугольником. связь. Первый символ дельты указывает способ подключения первичные обмотки, а второй символ треугольника показывает, как вторичные обмотки подключены.Когда два или три однофазных трансформатора используются для ступенчатого понижающее или повышающее напряжение в трехфазной системе, группа называется трансформатором банк.


ил. 8: Схема подключения треугольника-треугольника.

ill 8 — еще один способ сначала показать соединение по схеме «треугольник». показано на рисунке 3. Проследив соединение, можно видно, что все обмотки высокого и низкого напряжения соединены в паттерн закрытая дельта.Схема трансформатора такого типа часто используется электриком.

НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК

При любом подключении трансформатора по замкнутому треугольнику необходимо учитывать два важных факта. имел в виду.

1. Линейное напряжение и напряжение на обмотках трансформатора равны такой же. Исследование любого соединения треугольником показывает, что каждая катушка трансформатора подключается непосредственно к двум линейным выводам: следовательно, линейное напряжение и напряжение обмотки трансформатора должны быть одинаковыми.

2. Линейный ток больше, чем ток катушки при соединении треугольником. трансформаторный банк. Линейный ток равен 1,73 x ток катушки. Изучение соединения трансформатора с замкнутым треугольником показывает, что каждый линейный провод запитан двумя токами обмотки трансформатора, которые не совпадают по фазе и, следовательно, не могут быть добавлено напрямую.

В схеме, показанной на 9, ток катушки в каждом трансформаторе вторичный — 10 ампер. Однако линейный ток составляет 1,73 x 10 или 17.3 амперы. Поскольку токи в катушке не совпадают по фазе, общий ток не равен 10 + 10 или 20 ампер. Скорее, полный ток — это результирующий ток в сбалансированная система с замкнутым треугольником и равна 1,73 x ток катушки (1,73 равно квадратному корню из трех).

Три однофазных трансформатора одинаковой мощности в киловольт-амперах (кВА) используются почти во всех блоках трансформаторов с подключением по схеме треугольник-треугольник, используемых для питания сбалансированные трехфазные промышленные нагрузки. Например, если промышленная нагрузка состоит из трехфазных двигателей, ток в каждом линейном проводе сбалансирован.Для определения общей мощности трансформатора, подключенного по схеме треугольник-треугольник, в кВА. банк, добавьте три номинала трансформатора кВА. Таким образом, если каждый трансформатор номинальная мощность 50 кВА, общая кВА составляет 50 + 50 + 50 = 150 кВА


ил. 9: Линейный ток в квадрате rt (3) умноженный на ток катушки в треугольнике. связь.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ПИТАНИЯ И ОСВЕЩЕНИЯ ОТ ТРАНСФОРМАТОРА, СОЕДИНЕННОГО ТРЕУГОЛЬНИКОМ БАНК

Блок трансформаторов, соединенных треугольником, с одной вторичной обмоткой трансформатора с центральным отводом, может использоваться для питания двух типов нагрузки: (1) 240 В, трехфазный промышленная силовая нагрузка и (2) 120/240 В, однофазное, трехпроводное освещение нагрузка.

Однофазный трансформатор для питания однофазных трехпроводных осветительная нагрузка обычно больше по размеру, чем два других трансформатора в банк. Это позаботится о размещенной здесь дополнительной световой нагрузке. А отвод должен быть выведен из средней точки низковольтной обмотки на 240 вольт. так что можно получить однофазное трехпроводное питание с напряжением 120/240 В. Многие трансформаторы имеют низковольтную сторону, состоящую из двух Обмотки на 120 вольт.Эти обмотки можно соединить последовательно на 240 вольт, параллельно на 120 вольт или последовательно с выведенным отводом, чтобы дать 120 / 240-вольтное обслуживание.

илл 10А иллюстрирует три однофазных трансформатора, соединенных как Блок трансформаторов дельта-дельта. Каждый трансформатор имеет два 120-вольтовых низковольтных обмотки. Эти 120-вольтовые обмотки соединены последовательно, чтобы получить общий выходное напряжение 240 вольт на каждый трансформатор. Схема подключения для высоковольтный ввод или первичная обмотка замкнута треугольником.Низковольтное выходные или вторичные обмотки также подключены по схеме замкнутого треугольника. для обеспечения трехфазного питания 240 В для промышленной силовой нагрузки. Примечание на рисунке 10A средний трансформатор питает однофазный ток, трехпроводная осветительная нагрузка 120/240 вольт. Этот центральный трансформатор имеет среднюю нажмите на вторичную (выходную) сторону, чтобы подать напряжение 120/240 вольт. Также обратите внимание что этот отвод подключен к заземленному нейтральному проводу. ill 10B показывает один представление линейной диаграммы.

Трехфазная промышленная энергосистема на 240 В также подключена к Блок трансформаторов, проиллюстрированный на 10B. Проверка соединений показывает что обе линии A и C трехфазной 240-вольтовой системы имеют 120 вольт К земле, приземляться. Линия B, однако, имеет 208 вольт на землю (120 x 1,73 = 208). Этот ситуация называется высокой фазой.

Статья 384-3 Национального электротехнического кодекса требует, чтобы фаза высокого напряжения или дикая нога, или высокая нога быть оранжевого цвета и помещаться посередине в распределительный щит или щиток.

Осторожно: Ситуация с высокой фазой может представлять серьезную опасность для человека. жизни, а также к любому 120-вольтовому оборудованию, неправильно подключенному между высокая фаза и нейтраль. Когда напряжение на земле превышает 250 вольт на любом проводник в любом металлическом кабельном канале или кабеле с металлической оболочкой, Национальная электротехническая Код требует специальной защиты от склеивания.

Например, если для подключения услуг используется жесткий кабелепровод, необходимо быть два локаута. Одна контргайка используется снаружи и одна внутри любой выпускной коробки. или шкаф.Обычная концевая втулка кабелепровода также должна использоваться для защиты изоляция проводов в кабелепроводе. Где проводники выше для данного размера этот кабельный ввод должен быть изолирующим или эквивалентным, в соответствии с Национальными правилами установки электрооборудования в разделе о шкафах.

Обратите внимание, что для незаземленных цепей наибольшее напряжение между заданными проводник и любой другой проводник цепи считается напряжением К земле, приземляться.


ил.10A: Блок трансформаторов с замкнутым треугольником, питающий однофазный трехпроводной осветительная нагрузка и трехфазная трехпроводная силовая нагрузка.


ил. 10B: Однолинейная схема трансформатора A-is с трехфазным четырехпроводным вторичный.

РАЗЪЕМ ТРЕУГОЛЬНИК ИЛИ V

Трехфазное преобразование энергии возможно с использованием всего двух трансформаторов. Такое соединение называется открытым треугольником или V-соединением. В соединение с открытым треугольником часто используется в экстренных случаях, когда один из трех трансформаторы в банке дельта-дельта выходят из строя.Когда это необходимо как можно скорее восстановить трехфазное электроснабжение потребителя, неисправный трансформатор может быть отключен с помощью разомкнутого треугольника договоренность.

В следующем примере показано, как соединение разомкнутого треугольника может использоваться в чрезвычайная ситуация. Три трансформатора на 50 кВА, каждый на 2400 вольт на обмотка высокого напряжения и 240 вольт на обмотке низкого напряжения, подключены в банке дельта-дельта (11). Этот банк закрытой дельты используется для пошагового понизить трехфазный вход 2400 В до трехфазного выхода 240 В, чтобы снабжение промышленного потребителя.Внезапно трехфазное питание отключено. прервано из-за удара молнии и повреждения одного из трансформаторов. Сервис необходимо немедленно восстановить. Эта ситуация проиллюстрирована на 12.


ил. 11: Три однофазных трансформатора, используемых для создания трехфазного распределения. система .


ил. 12: Открытое соединение треугольником. ПРИМЕЧАНИЕ: ТРАНСФОРМАТОР 3 НЕИСПРАВЕН. ВЕДУЩИЕ ОТКЛЮЧЕНЫ.


ил. 13: Принципиальная схема соединения треугольником или V.

Трансформатор 3 неисправен. Если все выводы поврежденного трансформатор отключен, банк замкнутого треугольника автоматически становится блок трансформаторов открытого треугольника.

Принципиальная схема этого соединения с открытым треугольником проиллюстрирована на 13. Обратите внимание, что после снятия одного трансформатора треугольное расположение катушек открыт с одной стороны. Поскольку схематическая диаграмма напоминает букву V, это расположение также называется V-образным соединением.

Хотя кажется, что общая кВА банка открытой дельты должна составлять две трети рейтинг банка с закрытой дельтой, фактический рейтинг в кВА банка с открытой дельтой составляет всего 58 процентов емкости закрытого дельта-банка. Причина для это то, что токи двух трансформаторов в разомкнутом треугольнике не совпадают по фазе, в результате чего общая доступная мощность разомкнутого треугольника банк составляет всего 58 процентов вместо 66,7 процента.

В примере с открытым треугольником подключены три трансформатора мощностью 50 кВА. в банке дельта-дельта.Это дает общую мощность в кВА 50 + 50 + 50 = 150 кВА для замкнутой дельты. Когда один трансформатор отключен, блок трансформаторов переходит в конфигурацию открытого треугольника, и общая Мощность кВА в настоящее время составляет только 58 процентов от первоначальной мощности по замкнутому треугольнику.

150×0,58 = 87кВА

В некоторых случаях сначала устанавливается блок трансформаторов с разомкнутым треугольником. Третий трансформатор добавляется при увеличении промышленной мощности нагрузки. на банке трансформатора гарантирует добавление.Когда третий трансформатор добавляется в банк, формируется закрытый дельта банк.

Когда два трансформатора установлены по схеме открытого треугольника, Общая емкость банка может быть определена с помощью следующей процедуры.

1. Сложите два отдельных трансформатора номинальной мощностью кВА. (Для данной проблемы однофазные трансформаторы рассчитаны на 50 кВА.)

50 + 50 = 100 кВА

2. Затем умножьте общее значение кВА на 86,5 процента. Это даст общая мощность трансформаторной батареи открытого треугольника в кВА.

100 x 86,5% = 87 кВА

Таким образом, у банка с открытой дельтой мощность кВА составляет 58 процентов от мощности. закрытого дельта-банка; банк с открытой дельтой имеет мощность 86,5 процента кВА мощности двух трансформаторов.

Другой способ объяснить снижение процентной доли выходной кВА — использовать номинальные напряжения и токи. В паттерне открытая дельта нет вектора сложение тока в точке соединения; линейный ток равен к току катушки.Как и в паттерне закрытая дельта, открытая дельта напряжение на линиях такое же, как напряжения катушки. Результаты могут быть показано в следующем примере: Если каждый из трансформаторов рассчитан на 50 кВА и вторичное напряжение 240 вольт, тогда ток катушки каждого трансформатор 50 000/240 = 208 А. В схеме разомкнутого треугольника линия I равна Катушка I и линия E равны катушке E. Трехфазная мощность двух трансформаторов подключенный открытый треугольник:

Линия E x Линия I x 1.73 = 86,5 кВА.

Это то же самое, что 86,55% от добавленных двух кВА. Это тоже то же самое, что и 58% от первоначальной 150 кВА или в 1,73 раза больше, чем 50 кВА.

ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ПЕРВИЧНЫМИ ОТВЕТВИТЕЛЯМИ

Некоторые распределительные трансформаторы на заводе предварительно собираются и подключаются на заводе-изготовителе. заводом в трехфазную батарею в едином корпусе или как единое целое. Эти сборки состоят из трех однофазных трансформаторов в одном корпусе, обычно сухого типа с воздушным охлаждением.У некоторых есть клеммы первичного ответвления, так что напряжение питания можно подобрать более точно (14). Электрик необходимо производить регулировку на работе, пока первичная обмотка трансформатора соответствует измеренному напряжению питания. Вторичный затем будет производить требуемое напряжение для достижения более точного соответствия напряжению, указанному на паспортной табличке оборудования. Коммунальные предприятия не всегда предоставляют желаемое точное напряжение. Также может быть падением напряжения внутри установки.

При использовании ответвлений на трехфазном трансформаторе или группе трансформаторов важно, чтобы одинаковые ответвления были подключены к каждой из трех основных обмоток. в том же положении на каждой катушке.(См. Раздел «Отводы первичной обмотки трансформатора» в блоке 17.) При неправильном подключении отводов могут возникнуть следующие проблемы:

1. Выходное напряжение на каждом из трех вторичных напряжений не будет такой же. Это приведет к сильным несимметричным токам, которые вызовут перегрев. асинхронных двигателей.

2. Нежелательный циркулирующий ток создаст состояние «ложной нагрузки». если трансформатор подключен по схеме треугольник-треугольник.

Отводы используются для стабильно высокого или низкого напряжения.Они не используются с напряжения, которые колеблются или часто меняются.


ил. 14: Отводы для трехфазной батареи .

РЕЗЮМЕ

Однофазные трансформаторы часто используются для создания различных схем питание трехфазных нагрузок. Один из паттернов — паттерн закрытая дельта. В этом шаблон, линейное напряжение такое же, как фазное напряжение, но ток на линиях в 1,73 раза больше тока катушки. Убедитесь, что выводы катушки отмечены правильно и дважды проверьте процедуры подключения перед подачей питания банк дельта-трансформаторов.

Однофазные трансформаторы могут подключаться по схеме разомкнутого треугольника для обеспечения питание системы пониженной мощности, если один из фазных трансформаторов терпит неудачу. Однофазные трансформаторы, подключаемые по замкнутому или разомкнутому треугольнику. не обязательно должен быть такой же номинал кВА. Часто один трансформатор больше, если система должна обеспечивать трехфазный треугольник и несколько однофазных трехпроводных системы. Если надлежащее номинальное напряжение недоступно на первичной обмотке трансформатора, могут потребоваться отводы первичной обмотки, чтобы вернуть напряжение в норму. надлежащий уровень.

ВИКТОРИНА

1. Какое практическое применение однофазных подключенных трансформаторов? в конфигурации дельта-дельта?

2. Какое простое правило необходимо соблюдать при выполнении соединения треугольником?

3. Покажите схему подключения трех подключенных однофазных трансформаторов. по схеме замкнутого треугольника. Этот блок трансформаторов используется для понижения 2400 вольт, трехфазный, до 240 вольт, трехфазный. Каждый трансформатор рассчитан на при 50 кВА, при 2400 вольт на высоковольтной обмотке и 240 вольт на обмотка низкого напряжения.Марк ведет H X и так далее. Показать все напряжения.

4. Какова общая мощность трансформаторной батареи с замкнутым треугольником в вопрос 3?

5. Каково одно из практических применений блока трансформаторов с открытым треугольником?

6. Составьте схему подключения двух однофазных трансформаторов. в открытой дельте. Каждый трансформатор рассчитан на 10 кВА, с 4800 вольт на обмотка высокого напряжения, а на обмотке низкого напряжения 240 вольт. Этот банк трансформаторов должен понизить 4800 вольт, трехфазный, до 240 вольт, три фаза.Марк ведет H X и так далее. Показать все напряжения. Подсчитайте общую Мощность кВА этого блока трансформаторов открытого треугольника.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.