Подключение трансформатора к шинопроводу — НТЦ ЭНЕРГО-РЕСУРС

Различные варианты подключения трансформатора к шинопроводу. Слева-направо: шины медные гибкие изолированные, шины медные гибкие плетеные, компенсаторы медные пластинчатые, сочетание жестких и плетеных шин.

Подключение шинопровода к трансформатору и распределительному щиту — наиболее ответственные и трудоёмкие процессы в монтаже шинопровода.

Основные факторы:

• Подключение трансформатора к шинопроводу  требует высокой точности;
• Монтажные работы осуществляются в ограниченном пространстве;
• Выводы трансформаторов имеют довольно хрупкие изоляторы;
• Большой объём ручной работы.

Для проведения подобных работ высокой сложности и точности применяются гибкие элементы:

1. Шины медные гибкие изолированные ШМГИ имеют высокую гибкость даже на максимальных сечениях. ШМГИ используют, когда нет точных данных о расстоянии между шинопроводом и выводами траснформатора. Шины медные гибкие изолированные ШМГИ — это пакет медных пластин толщиной 0,8-1,0 мм, помещённый в общую изоляцию, при этом пластины между собой не соединены и свободно перемещаются друг относительно друга. При монтаже ШМГИ к выводам трасформатора, обязательно нужен вибродемпфирующий изгиб шины.

Многие типы трансформаторов выпускаются с алюминиевыми проводниками. Для исключения электрохимической коррозии в паре медь-алюминий, при монтаже применяются  пластины переходные медные луженые в качестве прокладки между алюминевым выводом трансформатора и медной шиной ШМГИ. В этом случае применяется оцинкованный крепеж.

2. Компенсаторы шинные алюминиевые КША типовых размеров в исполнении Б У2 для болтового подключения применяются для подключения трансформатора к алюминиевым проводникам шинопровода. Компенсаторы шинные алюминиевые КША изготавливаются из пакетов алюминиевой ленты марки А5м толщиной 0,5 мм. Контактные площадки изготавливаются из алюминиевой шины АД31т, к которым приваривается пакет алюминиевых пластин.   Соединение шины с лентой: сварочный шов, выполненный ручной электро-дуговой сваркой в среде защитных газов (аргон).

3. Компенсаторы шинные медные КШМ обладают высокой гибкостью и малым нагревом. Компенсаторы шинные медные КШМ (пластинчатые ) изготавливаются из медной фольги толщиной 0,2-0,3 мм с контактными площадками, сформированными в монолит по технологии диффузионной сварки. Технология диффузионной сварки обеспечивает отсутствие окислов в соединении и его долговечность, однородность структуры и высокое качество, что в свою очередь ведет к отсутствию нагрева в месте соединения пластин и отсутствию электрических потерь, по сравнению с технологией пайки. Контактные площадки компенсатора шинного медного КШМ могут быть лужеными.

Также применяются Компенсаторы шинные медные КШМ типовых размеров в исполнении Б У2 для болтового подключения, они изготавливаются из пакета медных пластин (лента ДПРНМ ГОСТ 1173-2006, толщина 0,3 мм) к которому приваривается контактная площадка из медной твердой шины М1т ГОСТ 434-78.

4. Шины медные плетеные ШМП обладают высокой гибкостью и позволяют соединять трансформатор и шинопровод в разных плоскостях и особенно в стесненных монтажных условиях и при несовпадениии по осям установки. Шины медные плетеные ШМП изготавливаются из плетеных луженых косичек, которые опрессованы в медные плоские контактные площадки. Контактные площадки шины медной плетеной могут быть лужеными. Также шины медные плетеные изолированные ШМПИ могут быть изготовлены в изоляции на 1 кВ и 10 кВ.

Почему рекомендуется использовать гибкие шины?

Шинопровод и трансформатор не рекомендуется соединять жёсткой шиной, чтобы избежать аварии на линии электропередач:

1. Гибкие элементы гасят вибрации трансформатора, которые негативно влияют на соединения контактов.
2. Гибкие шины компенсируют разницу в изменениях размеров элементов трансформатора и шинопровода при нагревании и охлаждении.
3. Гибкие элементы позволяют компенсировать несоосность выводов трансформатора и шинопровода, допущенные при установке трансформатора и монтаже шинопровода.

Выбор типа гибкого соединения осуществляется, как правило, на этапе проектирования. Но на практике в процессе монтажа могут возникать ситуации, отличные от предполагаемых. Поэтому после установки шинопровода и ГРЩ необходимо сделать новые замеры и определиться с подходящим вариантом. Необходимо стремиться к максимально точному расположению выводов соединяемых конструкций: так, расстояние от выводов шинопровода до выводов трансформатора допускается в пределах 300 мм. Если есть большие отклонения, лучше всего компенсировать их плетеными шинами, более дорогими, но самыми гибкими в нескольких плоскостях.

Применение гибких элементов  проверено многолетним опытом и гарантирует длительную и безаварийную работу оборудования.

НТЦ Энерго-Ресурс производит по чертежам заказчиков все виды гибких подключений трансформаторов к шинопроводам и шинным сборкам любого производства, а также производит шинопроводы и шинные мосты как  со степенью защиты IP 55/66 в клепаном оребрённом алюминиевом корпусе, так и IP 68/69K в литом корпусе на токи до 7500 А с медными и алюминиевыми проводниками.

По теме

Шинопроводы и шинные мосты IP55/66/68/69К

Элементы шинопровода

Монтаж шинопровода

Пластины переходные медные луженые

Шины изолированные ШМГИ, ШМГИ-10, ШМТИ, ШАТИ

 

Как подключить трансформатор тока: информация, маркировка, инструкция

Сегодня обсудим, как подключить трансформатор тока. Рассмотрим некоторые особенности измерительных приборов. Должны называть инструмент вспомогательным. Используется совместно со счетчиками электрической энергии, защитными цепями. Ток вторичной обмотки пропорционален потребляемому полезной нагрузкой – электрическими двигателями, нагревательными приборами, освещением. Позволит оценить параметры мощной промышленной сети без риска порчи контрольного оборудования. Косвенной выгодой становится безопасность обслуживающего персонала, снимающего показания, ведущего контроль. Значительно уменьшает требования к квалификации, снимает другие ограничения.

Общие сведения о трансформаторах тока

Трансформаторы тока создаются согласно нормативной документации. Параметры регламентированы. Например, стандартами:

1. ГОСТ 7746-2001.
2. ГОСТ 23624-2001.

Небольшой трансформатор

Дело касается коэффициента трансформации. Главный параметр, показывающий отношение меж токами первичной, вторичной обмоток. Цифра позволит сопрягать трансформатор тока с счетчиком, защитным автоматом. Причем требования значительно снижаются. Сеть потребляет 200 А, коэффициент трансформации равен 100, достаточно наличия защитного автомата 2 А. Видите, очень выгодно. Безопасность персонала расписали.

Получается, во вторичной цепи напряжение сетевое. Выгоды не получается. Собственно, поэтому прибор называется трансформатором тока. Не меняет напряжения. Напоминаем, действующее значение фазы напряжения 380 вольт составляет 220 вольт. Работа с промышленной сетью напоминает однофазные. Трансформаторов тока понадобится три. Счетчик измеряет напряжение, ток, определяя параметры:

• Полную мощность потребления в ВА.
• Реактивную мощность в вар.
• Активную мощность Вт.

Часто нужен нейтральный провод (даже в трехпроводных промышленных сетях). К трансформатору тока не относится. Включается не так, как обычный. Первичная обмотка малого сопротивления, чтобы не вносить возмущений в цепь. Включается последовательно полезной нагрузке (двигателям).

Типичный трансформатор включается следующим образом: нагрузка находится в цепи вторичной обмотки. Позволит развязать потребителя, источник по постоянному току (гальваническая развязка), получить нужные параметры. В нашем случае (!) манипуляций с входными напряжениями, токами не производится.

В цепь вторичной обмотки включается прибор измерения, контроля. Счетчики снабжены двумя катушками: тока, напряжения. В цепь вторичной обмотки включается первая. Катушка напряжения одним концом заводится на фазу, на второй подается нейтраль. Комплексный подход позволит оценить мощность. На нейтраль положено заводить один конец токовой катушки. Как узнать последовательность действий более подробно? Схема дается на приборе контроля, измерения. Трансформатор тока является изделием универсальными, тонкости нужно искать на корпусе (шильдике) стороннего оборудования.

Первичная обмотка включается последовательно полезной нагрузке, вторичная используется для внедрения в сеть устройств контроля, измерения. Подробная схема включения зависит от типа сопрягаемых устройств, приводится на корпусе, шильдике, инструкцией. Рассмотрим, как трансформатор тока обозначается электрическими схемами. На просторах сети встретим много ошибок. В предыдущих обзорах приводили рисунок трансформатора тока, просто копируем из предыдущей локации:

1. Прямой толстой линией показана первичная обмотка. К одному концу подводится фаза, к другому подключается потребитель. Холодильник, кондиционер, завод. Чертеж дан показывает трехфазное напряжение 380 вольт. Показана одна ветка. Прочие подключаются аналогично. В нижнем правом углу можем видеть измерительные катушки счетчика. Одна из возможных схем, не является догмой. Подробно электрические карты приводятся корпусами, шильдиками приборов. Можно достать на специализированном форуме.

   Подключение трансформатора тока

2. Витками схема обозначает вторичную обмотку. Иногда на рисунках точки включения могут лежать на толстой линии, не должно смущать. Для большей наглядности выводы вторичной обмотки расположили ниже. К ним подсоединяются приборы измерения, контроля. Здесь ток меньше потребляемого полезной нагрузкой (холодильники, кондиционеры) в разы. Сколько – показывает коэффициент трансформации. Кстати, согласно ГОСТ, не может быть произвольным. Значение выбирается из ряда! Согласно требованиям к измерительным приборам, контрольным, ток вторичной цепи равен 1, 2, 5 А. На такие условия работы рассчитываются счетчики, прочие контрольные, учетные приспособления. Коэффициент трансформации выбирается за счет варьирования тока полезной нагрузки, протекающего в первичной обмотке. Пределы широкие. Приводим неполный ряд, взятый из стандартов (для измерительных лабораторных трансформаторов тока), указанных выше – подробно читатели могут ознакомиться с документом самостоятельно: 0,1; 0,5; 1; 1,5; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 800 А; 1; 1,2; 5; 6; 8; 15; 16; 18; 30; 32; 50; 60 кА. Из неполного перечня видно: не всегда трансформатор тока понижающий. Может повысить значение тока 0,1 А до 5 А. Что позволит использовать мощные измерители простейшими цепями. Счетчик должен давать возможность учитывать существующее положение дел, некоторые предназначены для использования только с определенным коэффициентом трансформации. Подробно о пригодности прибора судим в каждом конкретном случае отдельно.

Что касается приборов, применяемых за пределами лабораторий, разброс ниже. Обратите внимание, нагрузка вторичной цепи ученых должна быть по возможности активной. Точнее говоря, если коэффициент мощности меньше 1, следует подключать только индуктивные сопротивления. По большей части выполняется, в особенности для трехфазных цепей. Сварочный аппарат на входе содержит обмотку трансформатора, двигатель подключается на катушку статора, ротора. Касается счетчиков, где витой провод послужит для оценки параметров напряжения, тока. Примеры индуктивных сопротивлений. В реальности лучше перестраховаться, если коэффициент мощности меньше 1 (реактивное сопротивление обусловило возникновение потерь), пусть лучше импеданс (комплексное сопротивление) будет индуктивным, не емкостным.

Маркировка трансформаторов тока

Различные трансформаторы

Прежде, чем произвести подключение трансформатора, убедитесь, что годится выбранным целям. Из сказанного выше понятно, как оценить количественно параметры, для применения знаний на практике следует уметь читать маркировку изделия. Код регламентируется стандартом. Приводим перечень параметров, указываемых производителем на шильдике трансформатора тока:

1. Логотип производителя с последующей надписью «трансформатор тока». Достаточно сложно промахнуться, выбрав в магазине другой прибор.
2. Тип трансформатора характеризуется конструктивными особенностями, видом изоляции. Расшифровка приводится в стандартах, указанных выше. Рядом в маркировке идет климатическое исполнение. Есть сомнения в умении читать шильдик, проще дома заранее распечатать таблицы ГОСТ. При необходимости следует изучить конструктивные особенности. Поможет понять, как подключить трансформатор, оценить пригодность для цепи в принципе.
3. Порядковый номер по реестру предприятия-изготовителя понадобится при обращении в службу поддержки (иностранные компании), используется для отчетности, если покупку осуществит не физическое лицо.
4. Номинальное напряжение первичной обмотки указывается для всех трансформаторов тока за исключением встроенных. Потому что в последнем случае электрические параметры должны быть соблюдены внешним по отношению к прибору устройством.
5. Номинальная частота может отсутствовать, если (по значению напряжения) можно понять: стандартна для государства (РФ – 50 Гц).
6. В природе встречаются трансформаторы с несколькими выводами вторичной обмотки. Позволит получить два-три прибора в одном. В зависимости от электрической схемы будет меняться коэффициент трансформации. Напротив параметров указывается номер вторичной обмотки.

   Характеристики трансформатора тока

7. Коэффициент трансформации является важнейшей величиной, идет далеко не первым в маркировке. Обозначается прямой, наклонной дробью, в числителе стоит первичный ток, в знаменателе вторичный. Коэффициент трансформации намного больше единицы. Среди лабораторных изделий найдем вопиющие исключения из правила. Планируется подключение трансформаторов тока в маломощную цепь для использования стандартных приборов учета – ищите покупку по другому номеру ГОСТ (23624-2001).
8. Класс точности важен мощным потребителям. Едва ли захочется платить лишние деньги. При необходимости обращайте внимание на параметр. Расшифровывается согласно ГОСТ 7746-2001.
9. Номинальный класс безопасности прибора свидетельствует о том, что упоминали выше: за счет более мягких условий во вторичной обмотке риск поражения электрическим током падает. При соблюдении требований никто не гарантирует 100%, что несчастный случай не произойдет. Производственный процесс сразу закладывает некую мизерную вероятность летальных исходов, наша задача цифру уменьшить. Про коэффициент безопасности вторичной обмотки трансформатора тока расскажем следующим образом. Допустим, максимальный ток счетчика составляет 20 А. Коэффициент трансформации обозначен 20/2 А. Коэффициент безопасности изделия должен равняться 10, не более. При коротком замыкании первичной обмотки сердечник войдет в насыщение, ток вторичной цепи не превысит 20 А. Счетчик не сгорит. Аналогично рассчитывается безопасность рабочего персонала.
10. Предельная кратность тесно связана с предыдущим значением. Отношение некоторого тока, при котором погрешность составляет не менее 10%, к номинальному. Предел, при котором трансформатор тока способен помогать в измерениях, выступать средством контроля.

Надеемся, читатели теперь знают, чем рассматриваемая задача отличается от вопроса о том, как подключить понижающий трансформатор 220/12 В. Совершенно разные вещи. Обмотки идут последовательно с нагрузкой, измерителем. Коэффициент трансформации показывает, какой прибор контроля можно использовать во вторичной цепи.

Трехфазный трансформатор — Конструкция и соединения условия эксплуатации. Современный сценарий энергосистемы значительно склонен к трехфазным системам на каждом этапе ее работы, то есть генерации, передачи, распределения и львиной доли нагрузки в виде отраслей.

Таким образом, на каждом этапе этих операций трехфазный трансформатор играет решающую роль, поэтому он должен быть адаптирован к этим изменениям.

В этой статье мы обсудим базовую конструкцию трехфазных трансформаторов, основные соединения, которые представляют собой соединение «звезда-треугольник», соединение «треугольник-звезда», соединение «треугольник-треугольник» и соединение «звезда-треугольник».

Загрузить полные примечания к формуле электронных устройств в формате PDF

Содержание

• 1. Что такое трехфазный трансформатор?
• 2. Конструкция трехфазного трансформатора
• 3. Соединения трехфазного трансформатора
• 4. Соединение «звезда-треугольник» (Y-Y)
• 5. Соединение «звезда-треугольник»
• 6. Соединение «треугольник-треугольник»
• 7. Соединение «треугольник-треугольник»

Прочитать статью полностью

Что такое трехфазный трансформатор?

Трехфазный трансформатор представляет собой трансформатор, состоящий из трех наборов первичных и вторичных обмоток. Они работают как электрическая система, которая имеет три фазы. Трехфазные трансформаторы могут быть сконструированы двумя способами: один состоит из трех одинаковых однофазных трансформаторов, соединенных в группу трехфазных трансформаторов, либо один блок трехфазного трансформатора с обмотками трех фаз, намотанными на одно ядро.

В настоящее время батареи трехфазных трансформаторов используются редко, так как отдельный блок трехфазного трансформатора легче, дешевле, занимает меньше места. Однако до сих пор имеются значительные установки трехфазных трансформаторных батарей.

Конструкция трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор может быть выполнен в виде единого блока путем размещения первичной и вторичной обмотки всех трех фаз в одном сердечнике. Это можно сделать, используя либо трехфазную конструкцию с сердечником, либо трехфазную конструкцию с оболочкой.

На приведенной выше схеме показан трансформатор с трехфазным сердечником, намотанным на одножильный сердечник. На рисунке обмотки расположены одна над другой, но в действительности обмотка низкого напряжения расположена рядом с сердечником, а обмотка высокого напряжения размещена над ним с соответствующей изоляцией. С другой стороны, мы можем соединить три одинаковых однофазных трансформатора, соединенных звездой или треугольником, чтобы сформировать группу трехфазных трансформаторов, как показано ниже.

Соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор представляет собой либо единый блок с обмотками всех трех фаз, намотанными на один сердечник, либо группу трехфазных трансформаторов с тремя отдельными трансформаторными блоками, первичная и вторичная обмотки могут быть соединены либо звездой ( Y) или соединение треугольником. Следовательно, возможны четыре различных соединения первичной и вторичной обмоток, а именно:

1. Соединение звезда-звезда (Y-Y)
2. Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)
3. Соединение треугольник-звезда (Δ-Y)
4. Соединение треугольником-треугольником (Δ-Δ)

Основная цель:

• Проанализировать, как схемы подключения трехфазных трансформаторов влияют на параметры каждой фазы трансформатора, и проанализировать, как гармоники, наведенные в трехфазная система повлияет на работу трансформатора.

Чтобы понять это, мы должны иметь базовое представление о гармониках, возникающих при соединении звездой и треугольником. Следует отметить, что

• При соединении звездой нет возможности появления токов тройной гармоники ни в фазах, ни в линиях, но возможно наличие напряжения третьей гармоники в фазах, но не в линиях.
• При соединении треугольником исключены напряжения тройной гармоники ни в фазах, ни в линиях, но возможны токи третьей гармоники в фазах, но не в линиях.
• В однофазном трансформаторе из-за нелинейности сердечника ток холостого хода представляет собой остроконечную синусоиду, следовательно, существует возможность наличия третьей гармоники в токе холостого хода, что, в свою очередь, помогает нам в получении синусоидального потока в сердечнике. То есть поток в сердечнике не содержит третьей гармонической составляющей, как и индуцированное напряжение.

Соединение звездой-звездой (Y-Y)

В этом соединении первичная и вторичная обмотки трансформатора соединяются звездой, как показано на рисунке.

На приведенном выше рисунке показано соединение Y-Y трехфазного трансформатора с нулевым сдвигом фазы, мы также можем подключить его со сдвигом фазы 180, и мы можем обсудить это далее в наших лекциях по теме векторных групп. .

Пусть E ₁ и E ₂ — пофазное напряжение на первичной и вторичной сторонах. Аналогично, E _l1 и E _l2 представляют собой линейные напряжения на первичной и вторичной стороне.

Тогда коэффициент трансформации

k =E ₁ /E ₂

Мы знаем, что при соединении звездой напряжение линии в √3 раза превышает фазное напряжение ₂  = (E _l1 /√3)/(E _l2 √3)

Есть некоторые серьезные недостатки, связанные с соединением Y-Y, они

• Напряжение в фазах будет сильно несимметричным при наличии несбалансированных нагрузок.
• Значительное присутствие третьей гармоники в напряжении увеличивает нагрузку на изоляцию и даже приводит к пробою изоляции.

Поскольку третья гармоническая составляющая в токе холостого хода невозможна, следовательно, существует возможность третьей гармонической составляющей в потоке, что может привести к тройной гармонической составляющей в напряжении.

Проблема, связанная с несбалансированными нагрузками, может быть решена с помощью жесткого заземления нейтрали, нейтраль также обеспечит путь для токовых дисбалансов в нагрузке. С другой стороны, третья гармоническая составляющая напряжения может быть подавлена ​​с помощью обмотки третичного треугольника на том же сердечнике.

Соединение по схеме «звезда-треугольник»

Схема соединения трехфазного трансформатора по схеме «звезда» показана ниже. Соединение Y предпочтительнее в приложениях, требующих понижения напряжения, так как оно обеспечивает почти на 43 % меньшую нагрузку на изоляцию на стороне ВН, поскольку фазное напряжение составляет 57,7 % линейного напряжения при соединении звездой.

Наличие треугольной обмотки может свести на нет влияние третьей гармонической составляющей в напряжениях, так как они могут потребляться в виде циркулирующих токов внутри треугольной обмотки. Но проблема, связанная с этим подключением, заключается в том, что вторичное напряжение трансформатора смещено на 30º относительно первичного напряжения, это вызовет проблемы при параллельной работе трансформаторов. Во время параллельной работы фазовый угол вторичных трансформаторов должен быть одинаковым, поэтому мы должны позаботиться об этом фазовом сдвиге при параллельном подключении трансформаторов.

Соединение треугольником-звездой

На приведенном ниже рисунке показано соединение трехфазного трансформатора по схеме треугольник-звезда. Как правило, такое подключение трехфазного трансформатора предпочтительнее в приложениях, где необходимо повысить уровни напряжения. С заземлением нейтрали, используемым на стороне звезды, это соединение также можно использовать в распределенных приложениях.

Подобно соединению «звезда-треугольник» трехфазного трансформатора, соединение «треугольник-звезда» также невосприимчиво к третьей гармонической составляющей напряжения. Это соединение также вызывает фазовый сдвиг на 30º, так как вторичная обмотка отстает от первичного напряжения на 30º на рисунке выше.

Соединение «треугольник-треугольник»

Соединение «треугольник-треугольник» может использоваться в приложениях с низким энергопотреблением, поскольку обе стороны должны работать с сетевым напряжением. Следующий рисунок может дать основное представление о соединениях.

Это подключение трехфазного трансформатора имеет то преимущество, что один трансформатор из блока может быть снят для ремонта или технического обслуживания, а два других трансформатора будут работать как блок трехфазных трансформаторов с мощностью 57,7% от прежней. Это соединение известно как соединение «открытый треугольник» или «V».

Часто задаваемые вопросы о трехфазном трансформаторе

• Что такое трехфазный трансформатор?

  Трехфазный трансформатор представляет собой особый тип трансформатора, который имеет три набора первичных и вторичных обмоток. Они имеют четыре различных типа соединений:

  • Соединение звезда-треугольник (Y-Y)
  • Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)
  • Соединение треугольник-треугольник (Δ-Y)
  • Соединение треугольник-треугольник (Δ) -Δ)

• Какие проблемы связаны с соединением Y-Y трехфазного трансформатора?

  Есть две основные проблемы, связанные с соединением Y-Y. Во-первых, это наличие третьей гармоники в фазном напряжении, а во-вторых, это соединение чувствительно к помехам со стороны нагрузки, которые, в свою очередь, вызывают дисбаланс фазных напряжений.

• В чем преимущества соединения треугольник-треугольник трехфазного трансформатора?

  Преимущества этого соединения в том, что в напряжении отсутствуют третьи гармоники напряжения, а во-вторых, если какой-либо из блоков, связанных с банком, поврежден, то оставшиеся два блока могут действовать как трехфазные трансформатор мощностью 57,7 процента от исходной установки.

• Что такое третичная обмотка трехфазного трансформатора?

  В соединении Y-Y трехфазного трансформатора дополнительная обмотка треугольника была размещена на сердечнике для компенсации третьей гармоники напряжения, она известна как третичная обмотка. Эту обмотку также можно использовать для питания охлаждающих вентиляторов трансформатора и осветительных нагрузок подстанции.

• Что такое Скотт соединение трансформатора?

  Раньше соединение Скотта или Т-образное соединение использовалось для получения двухфазного питания от трехфазного трансформатора. Мы должны использовать два однофазных трансформатора для реализации этой конструкции, которые являются основным трансформатором и вспомогательным трансформатором.

• Каковы преимущества трехфазного трансформатора по сравнению с блоком трехфазных трансформаторов?

  Для конструкции трехфазного трансформатора в одном блоке потребуется меньше материала сердечника и меди по сравнению с группой трансформаторов из трех блоков, следовательно, стоимость конструкции одного блока будет меньше. Если мы используем Y-образное соединение, это снизит требования к изоляции, а также с точки зрения пространства, а моноблочная конструкция будет занимать меньше места.

• Сколько существует типов соединений трехфазного трансформатора?

  Всего существует 4 соединения трехфазного трансформатора: соединение звезда-звезда (Y-Y), соединение звезда-треугольник (Y-Δ), соединение треугольник-звезда (Δ-Y) и соединение треугольник-треугольник ( Δ-Δ).

ESE & GATE EE

Электрика Engg.GATEGATE EEESEESE EEOДругие ExamsMock Test

Избранные статьи

9 Следите за последними обновлениями0003

Наши приложения

• BYJU’S Exam Prep: приложение для подготовки к экзамену

GradeStack Learning Pvt. Ltd.Windsor IT Park, Tower — A, 2nd Floor,

Sector 125, Noida,

Uttar Pradesh 201303

help@byjusexamprep. com

Типы и их влияние на производительность системы

Технические статьи

СТРОГО ТЕХНИЧЕСКИЕ: советы наших технических специалистов

---

Выбор соединений трансформатора и типа заземления нейтрали оказывает значительное влияние на производительность системы. Это влияние распространяется на различные аспекты, такие как защитная релейная защита, размеры разрядников и качество выходного трансформатора, ограничивающие уровни гармоник.

Трансформаторы подключаются в различных конфигурациях, некоторые из которых являются треугольником/звездой, звездой/звездой и звездой/треугольником. Трансформаторные соединения влияют на ряд критериев производительности системы, включая следующие:

1. Фазовые сдвиги влияют на релейную защиту и работоспособность системы

2. Заземление нейтрали обмотки, соединенной звездой, влияет на ретрансляцию заземления и общую производительность системы

3. Протекание тока замыкания на землю влияет на релейную защиту и производительность системы

4. Прохождение тока третьей гармоники необходимо для получения синусоидального выходного напряжения трансформатора

5. Соединения, обеспечивающие двенадцатиимпульсное выпрямление

Воздействие на дифференциальную защиту

Одно из воздействий относится к дифференциальной защите трансформатора.

Чтобы понять это влияние, мы должны рассмотреть фазовые сдвиги, возникающие в результате различных соединений.

На рис. 1 показано соединение «звезда-звезда». При этом первичный и вторичный токи во всех фазах совпадают по фазе и, следовательно, нет необходимости в компенсации.

Рис. 1. Соединение звезда-звезда0294 Рисунок 2. Соединение треугольник-звезда

На рисунке 2 показано соединение треугольник-звезда (которое также может быть соединением звезда-треугольник). В связи с этим первичный и вторичный токи во всех фазах не совпадают по фазе. Есть фазовый сдвиг на 30 градусов и, следовательно, необходима компенсация. Эта компенсация осуществляется через соединения трансформатора тока или внутри микропроцессорного дифференциального реле.

На рис. 3 показаны распространенные используемые соединения трансформатора. Фазовые сдвиги обозначаются часовыми позициями на часах. Например, Dd0 означает, что первичный и вторичный ток совпадают по фазе с фазой А обмоток на 12 часов или ноль часов.

Аналогично, соединение DY1 означает, что первичная обмотка соединена треугольником с фазой А, направленной на 12 часов, а вторичная обмотка соединена звездой с фазой А, направленной на 1 час, что приводит к фазовому сдвигу с обмоткой звездой. отставание треугольной обмотки на 30°.

Если мы посмотрим на трехобмоточный трансформатор, соединение, обозначенное как YNy0d1, означает, что первичная обмотка заземлена по схеме «звезда» в положении «12 часов», а вторичная обмотка не заземлена по схеме «звезда» и также установлена ​​в положение «12 часов» или ноль часов. Треугольник треугольника смещен в сторону 1 часа, что приводит к смещению фаз на тридцать градусов относительно обмотки звездой. Буква N или n означает заземленную нейтраль.

Рисунок 3. Общие трансформаторные соединения

Рисунок 4. Типичная плата силовой установки

Phasing Pressions

.

На рис.

4 показана схема типичной силовой установки. Трансформатор Т5, обведенный на схеме кружком, питает вспомогательную нагрузку. Когда генератор запущен и подключен к сети, питание на вспомогательную шину подается через трансформатор Т6. Выключатели B и T находятся в замкнутом положении, а выключатель A разомкнут. Вспомогательная шина питает двигатели и другие нагрузки, необходимые для поддержки генератора. Как только генератор синхронизирован, автоматический выключатель А замыкается, а затем размыкается автоматический выключатель В. Таким образом, два источника, питаемых от автоматических выключателей А и В, на короткое время включаются параллельно. Следовательно, выход трансформатора Т5 и Т6 должен быть синфазным. Для этого трансформатор T5 должен иметь определенное соединение, как показано на рисунке 4. Если повышающий генератор подключен как YNd1, T5 должен быть подключен как DYn1.

Сдвиг кривой повреждения трансформатора

На рис. 5 показан трансформатор «треугольник-звезда» с заземленной нейтралью.

В случае замыкания линии на землю на стороне трансформатора, соединенной звездой, реле заземления на стороне треугольника не обнаружат это замыкание на землю. Это связано с бесконечным сопротивлением нулевой последовательности между двумя обмотками. Тем не менее, фазовые реле будут воспринимать это как межфазное замыкание с амплитудой, уменьшенной до 58% от того, что было бы, если бы имелось трехфазное замыкание на стороне звезды. Кривая повреждения трансформатора, отражающая способность трансформатора выдерживать сквозное замыкание, построена для трехфазного замыкания. По сути, фазовые реле на стороне треугольника воспринимают только 58% тока и, следовательно, не срабатывают вовремя для защиты трансформатора. Следовательно, решение состоит в том, чтобы сместить как кривую повреждения, так и характеристики фазового реле на 58% влево. По сути, настройка реле максимальной токовой защиты фазы нуждается в изменении. 9Рис. 5. Трансформатор типа «треугольник-звезда» с заземленной нейтралью Ток возбуждения содержит 60 Гц вместе с небольшим количеством гармоник. Наиболее заметными гармониками являются 3  , 5  , 7  , 9   и 11  . Гармоника 3 ^rd , которая является наиболее заметной, требует особого внимания. Чтобы разобраться в вопросе, мы должны разобраться в характеристиках этой гармоники.

На рис. 6 показана последовательность гармоник с 1

^st по 3 ^rd . Первая, вторая и третья гармоники имеют характеристики положительной, отрицательной и нулевой последовательности соответственно. Используя фазовые углы первой гармоники в качестве эталона, мы получаем углы последовательности для гармоник 2 ^nd и 3 ^rd путем умножения углов 60 Гц на два и три соответственно. Как показано на рисунках 6 и 7, гармоники 2 ^, и 3 ^, демонстрируют характеристики обратной и нулевой последовательности соответственно.

Рисунок 6. Последовательность 1 ^ST по 3 ^RD Гармоника

.

555555559,

5,

,

,

,

,

,

. Гармоники 6 ^th имеют положительную, отрицательную и нулевую последовательности, а гармоники 7 , 8 и 9 ^th также имеют положительную, отрицательную и нулевую последовательности.

На рисунке 7 мы видим, что векторное добавление IA, IB и IC как для положительной, так и для отрицательной последовательностей приводит к сумме 0 из-за разделения на 120°. Следовательно, в нейтрали нет тока, который мог бы течь обратно к другой доступной нейтрали. Это не относится к 3

^-й -й, 6-й ^-й -й и 9-й ^-й -й гармоники. Это гармоники нулевой последовательности, и сумма на нейтрали в три раза превышает ток в каждой фазе. Гармоники 3 ^rd , 6 ^th и 9 ^th будут течь, если есть обмотка треугольником или близкий путь через землю. Короче говоря, гармоники нулевой последовательности нуждаются в замкнутом пути. Это поясняется на рис. 8.

Кроме того, в случае соединения звезда-треугольник, как показано на рис. 8, 3

^rd гармоническая ЭДС нейтральной линии вызовет третью гармонику тока в треугольнике, который образует замкнутый контур.

Нет необходимости в токе гармоник 3

^rd , протекающих по обмотке звездой. Кроме того, линейная ЭДС гармоник 3 ^rd отсутствует, поскольку все токи гармоник 3 ^rd находятся в фазе.

Рисунок 8. 3-я гармоника в соединении звезда-треугольник

Рисунок 9показывает соединение дельта-дельта. Это соединение не является предпочтительным вариантом по разным причинам. Однако это соединение обеспечивает закрытый путь для прохождения третьей гармоники.

Рис. 9. Соединение треугольник-треугольник

Рис. Источник подает напряжение возбуждения, содержащее 3 ^rd гармоник напряжения фаза-нейтраль. Это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Однако для течения третьей гармоники нет замкнутого пути. Необходимо обеспечить протекание тока третьей гармоники, чтобы устранить любое напряжение третьей гармоники в выходном напряжении трансформатора.

Если трансформатор сердечникового типа, будет протекать ток третьей гармоники, так как в сердечниковом трансформаторе расположение обмоток создает фиктивную тройную треугольник. Если это оболочковый тип, потребуется третичный треугольник, если только нейтраль источника и нейтраль первичной обмотки трансформатора не заземлены. Однако заземление этих двух нейтралей нежелательно, так как поток гармоник 3

^rd между двумя нейтралями вызовет помехи в цепях связи.

Одно исключение, относящееся к гармонике нулевой последовательности (3

^rd , 6 ^th , 9 ^th ) в отличие от нулевой последовательности 60 Гц, заключается в том, что поток этих тройных гармонических токов не подчиняется правилу уравновешивания ампер-витков. Это означает, что протекание тока в одной обмотке не требует протекания тока в другой обмотке. Другими словами, балансировка ампервитков не требуется.

Соединение «звезда-звезда» с незаземленной нейтралью, как показано на рис. 10, имеет другие проблемы, такие как нестабильность нейтрали, перенапряжение и т. д., и, следовательно, не является предпочтительным, если трансформатор не имеет обмотки сердечника.

Рис. 11. Трансформатор кожухового типа. Рисунок 12 (справа). Трансформатор, соединенный звездой-звездой, с заземленной нейтралью системы и заземленной первичной обмоткой трансформатора.

В трансформаторах корпусного типа обязательно используется третичная обмотка. На Рисунке 11 показан трансформатор кожухового типа, и это соединение позволит протекать току третьей гармоники и подавить гармоническое напряжение 3

^rd в выходном напряжении трансформатора. Если бы это был трансформатор с сердечником, третья гармоника будет протекать без третичного треугольника, поскольку обмотка с сердечником создает фиктивный третичный треугольник.

На рис. 12 показан случай, когда трансформатор соединен звездой-звездой, нейтраль системы заземлена, а первичная обмотка трансформатора заземлена. В этом случае 3 гармоники

^rd будут протекать в первичной обмотке по схеме «звезда». Однако поток гармоник между нейтралью системы и первичной нейтралью трансформатора приведет к помехам в системе связи.

В этом случае, если в дополнение к заземлению нейтрали, как показано на рис. 12, имеется тройник треугольника, 3

^rd гармоника будет разделена между первичной обмоткой и обмоткой треугольником, и это разделение не имеет значения.

На рис. 13, показанном ниже, показано наилучшее соединение для прохождения гармоник 3

^rd . Гармоническая ЭДС 3 ^rd воздействует на обмотку треугольником, и результирующая гармоника 3 ^rd протекает в обмотке треугольника.

Нет необходимости в протекании во вторичной обмотке соответствующей 3-й

^-й -й гармоники, т. к. не требуется уравновешивающих ампер-витков до 3 ^rd , 6 ^th , 9 ^th касаются гармоник.

Рис. 13. Оптимальное соединение для прохождения гармоник 3 ^rd . Рисунок 14 (справа). То же, что и на рис. 13, но здесь первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка соединена треугольником.

На рис. 14 показана та же конфигурация, что и на рис. 13, за исключением того, что первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка соединена треугольником. В этом случае также 3 ^rd гармонический ток имеет закрытый путь для протекания в дельте.

Соединения для повышающих трансформаторов генератора (GSU)

Одним из факторов, влияющих на выбор соединения трансформатора, является протекание тока замыкания на землю через трансформатор. Соединения могут разрешать или блокировать протекание токов замыкания на землю между двумя частями системы, соединенными через трансформатор.

Одной из важных областей, требующих особого внимания, является выбор подключения трансформатора для GSU.

На рис. 15 показано подключение GSU по схеме «звезда-заземление/звезда-заземление». Такое подключение нежелательно, поскольку величина замыкания на землю, протекающего в каждой обмотке, не является определяющей во время замыкания на землю на любой стороне GSU. Это соединение затрудняет определение правильных настроек реле защиты заземления.

Рис. 15. Блок GSU, подключенный по схеме «звезда с заземлением» или «звезда с заземлением». Рисунок 16 (справа). GSU соединен треугольником на стороне высокого напряжения и соединен звездой на стороне генератора.

Если этот GSU имеет корпусную конструкцию, он будет содержать третичную обмотку. Наличие третичной обмотки еще больше усложнит релейную защиту от замыканий на землю. Короче говоря, определение распределения тока между двумя заземленными системами затруднено.

Если GSU представляет собой конструкцию основного типа, физическое третичное устройство не требуется. Трансформатор сердечникового типа по своей конструкции создает фиктивную треугольную цепь. С соединением, показанным на рис. 15, заземляющая ретрансляция усложняется, независимо от того, является ли это конструкцией корпуса или сердечника.

На рис. 16 показано соединение GSU по схеме «треугольник» на стороне высокого напряжения и заземление по схеме «звезда» на стороне генератора. Это нежелательное соединение для GSU.

Замыкание на землю между линией, соединяющей GSU и трансформатором T1, будет устранено автоматическим выключателем A. Однако сторона трансформатора, соединенная звездой, не увидит этого замыкания, и, следовательно, выключатель B не сработает. Заземленный проводник останется подключенным к генератору и, следовательно, будет находиться под напряжением. Это вопрос безопасности, и, кроме того, если от линии отведена распределительная цепь, генератор будет питать незаземленную систему.

Это неприемлемая ситуация.

Одним из решений является установка заземляющей батареи на стороне высокого напряжения GSU, как показано на рис. 17. Это обеспечит путь для прохождения тока замыкания на землю через заземляющий трансформатор. Это позволит отключить выключатель B через реле, подключенное к нейтрали заземляющей батареи.

Рис. 17. Заземляющая батарея на верхней стороне GSU. Рисунок 18 (справа). Желательное соединение для трансформатора GSU.

На рис. 18 показано желаемое соединение. Замыкания на землю в линии электропередачи будут устранены тормозами A и B. Замыкания на землю на стороне генератора будут устранены путем отключения выключателя B через реле заземления, применяемые на генераторе. Нейтраль генератора заземлена.

Роль подключения трансформатора в выпрямлении

На рис. 19 показана система привода с регулируемой скоростью, используемая на промышленных предприятиях для питания двигателей с регулируемой скоростью.

Происходит выпрямление с последующим преобразованием постоянного тока в регулируемую мощность 60 Гц для двигателя.

Обычно используются 6-импульсные и 12-импульсные схемы. На рис. 14 показано 12-импульсное выпрямление с использованием двенадцати диодов/тиристоров. Недостаток более дешевого варианта 6-импульсной схемы двоякий. Выход постоянного тока не является гладким, а выпрямление создает значительные гармоники, которые вводятся во входящий источник питания переменного тока. Двумя основными гармониками, которые создают искажения напряжения и тока, являются 5

^-й -й и 7-й ^-й -й гармоники.

Рис. 19. Система привода с регулируемой скоростью

Проблема качества постоянного тока решена за счет использования более дорогого варианта 12-импульсного выпрямителя, в котором используется схема 12 диодов/тиристоров. Проблема гармонических искажений решается введением 30-градусного фазового сдвига между двумя вторичными обмотками, как показано на рис.