Схемы соединений обмоток трансформаторов (Страница 1) — Студенческий Раздел — Советы бывалого релейщика
Страницы 1
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
1 Тема от
Qwerty 2012-10-19 06:47:01- Qwerty
- Пользователь
- Неактивен
Тема: Схемы соединений обмоток трансформаторов
В каких случаях обмотки силовых трансов соединяют в звезду, а в каких в треугольник, на каких сторонах НН или ВН и с чем это связано?
2 Ответ от
Phantom 2012-10-19 06:59:02- Phantom
- Пользователь
- Неактивен
Re: Схемы соединений обмоток трансформаторов
если кратко, то звезда для заземления нейтрали, а треугольник для фильтрации токов нулевой последовательности,
подробнее читайте в книжках,например Каминский. Звезда, треугольник, зигзаг…
3 Ответ от
Qwerty 2012-10-19 07:41:09- Qwerty
- Пользователь
- Неактивен
Re: Схемы соединений обмоток трансформаторов
Phantom вот если взять КТП.
..На трансах КТП обычно по ВН треугольник, а по НН — звезда. И где тут фильтрация токов нулев. последоват-ти?
4 Ответ от
Phantom 2012-10-19 10:09:01- Phantom
- Пользователь
- Неактивен
Re: Схемы соединений обмоток трансформаторов
Qwerty пишет:
Phantom вот если взять КТП…На трансах КТП обычно по ВН треугольник, а по НН — звезда. И где тут фильтрация токов нулев. последоват-ти?
примеров соединений трансформаторов куча, все зависит от режима нейтрали и требуемых напряжений напряжений,
в вашем примере на НН КТП необходимо иметь 380В и 220В, а это только звезда с нулем, из треугольника не получите этих напряжений;
треугольник на ВН потому что сеть и изолированной нейтралью…
5 Ответ от
SVG 2012-10-19 10:21:01- SVG
- guest
- Неактивен
Re: Схемы соединений обмоток трансформаторов
Qwerty пишет:
На трансах КТП обычно по ВН треугольник, а по НН — звезда.
Это чудесная редкость, когда на первичке КТП треугольник. Так трансформаторы делали в ту пору, когда меди не жалели. А нынче (с 70-х годов примерно) алюминий и в звезду.. Что на стороне НН токи однофазного КЗ маленькие, что при несимметричной нагрузке у потребителя большие перекосы напряжения всем было «до лампочки»
Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса
| Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб. |
..Просто спрашиваю.
Со стороны потребителя такого принципиального значения нет. Например, трансформатор с треугольником на 6кВ можно перебрать на 10кВ перебрав в звезду. У двигателей это вообще штатная возможность. А ведь двигатели это трансформаторы с воздушным зазором. При разных схемах — будут разные сопротивления трансформатора (токи короткого).
Вот из-за неё и делали. А в остальном — сплошные минусы.
Силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ.
Области применения разных схем соединения обмотокОтсутствие у изготовителей и заказчиков чёткого представления о принципиальных отличиях свойств силовых трансформаторов малой мощности с разными схемами соединения обмоток приводит к ошибкам в их применении. Причём неправильный выбор схемы соединения трансформаторных обмоток не только ухудшает технические показатели электроустановок и снижает качество электроэнергии, но и приводит к серьёзным авариям.
Об этом напоминают нижегородские проектировщики Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман, которые в своём материале акцентируют внимание на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности.
Алевтина Федоровская, технический директор
Владимир Фишман, главный специалист Группы компаний «Электрощит — ТМ — Самара» Филиал «Энергосетьпроект — НН — СЭЩ», г.
Нижний Новгород
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:
— «звезда/звезда» – Y/Yн;
— «треугольник–звезда» – D/Yн;
— «звезда–зигзаг» – Y/Zн.
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 трёхстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Магнитные потоки трёх 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 трёхфазной сети представляется в виде геометрической суммы трёх 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 D/Yн.
Картина токов симметричных составляющих в обмотках в этом режиме представлена на рис. 1. В неповреждённых фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трёх симметричных составляющих тока равна нулю (рабочей нагрузкой фаз пренебрегаем), а в повреждённой фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Его величина определяется известной формулой:
(1)
где Uл – линейное напряжение;
R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.
Сопротивление 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 D/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 неё 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; Х0 < Х1.
Рис. 1. Токи симметричных составляющих в обмотках трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания
IA21, IA22, IA20, IB21, IB22, IB20, IC21, IC22, IC20 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей вторичной обмотки;
IA11, IA12, IA10, IB11, IB12, IB10, IC11, IC12, IC10 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей первичной обмотки.
Рис. 2. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток D/Yн
Рис. 3. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Zн
Как следует из формулы (1), это обеспечивает большую величину тока ОКЗ у трансформаторов со схемами Y/Zн по сравнению с трансформаторами со схемами D/Yн.
Теперь обратимся к трансформаторам со схемой соединения обмоток Y/Yн. Как известно, в обмотках, соединённых в звезду без выведенной нулевой точки, токи нулевой последовательности протекать не могут. Поэтому в режиме ОКЗ токи этой последовательности протекают только во вторичной обмотке трансформатора.
Совпадающие по фазе магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые токами вторичной обмотки, выходят за пределы магнитного сердечника и замыкаются через металлический кожух трансформатора (рис.
4). Это определяет значительно большую величину сопротивлений нулевой последовательности таких трансформаторов: 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 расчёту 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 расчётов 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 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 D/Yн, то получим:
(2)
Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трёхфазного 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 трёхфазного КЗ, то есть Iокз << I3фкз.
Какие при этом могут возникнуть трудности с защитой, особенно если она выполнена со стороны обмотки ВН предохранителями 6(10) кВ, можно показать на конкретном примере.
На рис. 5 изображена схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ питания собственных нужд (ТСН) ПС 110/35/6 кВ. На ПС с переменным оперативным током такие трансформаторы устанавливаются на ОРУ и подключаются к воздушному вводу, идущему от силового трансформатора к вводной ячейке ЗРУ-6(10) кВ. Защита трансформатора, включая кабель 0,4 кВ до щита 0,4 кВ, выполняется предохранителями 6 кВ. Токи КЗ в конце защищаемой предохранителями зоны – при вводе на щит 0,4 кВ приведены в табл. 1. Как из неё видно, минимальное значение тока КЗ через предохранители 6 кВ имеет место при однофазном замыкании на стороне 0,4 кВ.
Таблица 1. Токи короткого замыкания в конце защищаемой предохранителями зоны за трансформатором 100 кВА, 6/0,4 кВ, D/Yн при вводе на щит 0,4 кВ
Рис.
5. Схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ для питания собственных нужд ПС 110/35/6 кВ
Согласно существующим рекомендациям по условиям отстройки от броска тока намагничивания трансформатора мощностью 100 кВА номинальный ток предохранителей принимается равным Iн.пр = (2 ÷ 3) Iн.тр. В данном случае Iн.пр 2 ·10 А 20. Принимаем Iн.пр = 20 А.
Минимальный отключаемый ток предохранителем типа ПКТ-6 кВ, 20 А согласно каталожным данным составляет Iмин.откл.пр = 240 А, что значительно больше токов КЗ, приведенных в табл. 1.
Таким образом, защита предохранителями типа ПКТ 6 кВ оказывается нечувствительной. Более того, при протекании тока КЗ ниже минимально отключаемого, предохранитель не только не защищает оборудование, но и разрушается сам, вызывая аварию.
В качестве защитного аппарата можно рассмотреть возможность использования предохранителей зарубежных фирм, например марки Merlin Gerin.
Номинальный ток предохранителя специалисты компании рекомендуют выбирать из условия Iпр.0,1с 12 Iном.тр. Пользуясь времятоковой зависимостью, приведенной в [5], определяем, что этому условию удовлетворяет предохранитель Fusarc c номинальным током 20 А, минимальный ток отключения которого равен 55 А. Казалось бы, этот предохранитель надёжно защищает электрооборудование, т. к. минимально отключаемый им ток меньше минимального тока КЗ: 62 А 55 А. Однако время отключения данным предохранителем тока КЗ, равного 62 А, составляет 7 с. При таком длительном времени необходимо учитывать эффект спада тока, вызванный увеличением активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева [6]. В результате спада тока его значение приближается к минимальному току отключения предохранителя –55 А, что делает защиту ненадёжной.
Улучшить надёжность защиты можно путём применения силового трансформатора 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Zн.
В этом случае минимальный ток короткого замыкания через предохранители увеличивается до 80 А, а время его отключения предохранителем сокращается до 0,6 с и защита становится достаточно надёжной.
Если же в рассмотренном примере будет применён трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Yн, то минимальный ток КЗ через предохранители составит лишь 22 А. Очевидно, что защитить электрооборудование предохранителями 6 кВ при таком токе невозможно. Недостатки трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yн проявляются и в нормальных режимах работы при неравномерной загрузке фаз. Потери напряжения в более загруженной фазе могут резко возрасти по сравнению с менее загруженными фазами, особенно при большой загрузке трансформатора и низком cos j нагрузки.
Однако означает ли всё вышесказанное, что трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн не должны изготавливаться вообще? Представляется, что это не так. Не всегда большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора является недостатком.
Например, при применении трансформаторов более 1000 кВА может возникнуть проблема устойчивости однофазной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ к току ОКЗ. В этом случае большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой Y/Yн поможет решить эту проблему.
Что же касается защиты таких трансформаторов, то она решается с помощью релейной защиты и выключателя 6(10) кВ, а с низкой стороны – с помощью вводного автомата.
Выводы
Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн. Несколько меньший эффект даёт схема D/Yн. Схему Y/Yн для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yн может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.
Литература
1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
2. Ульянов С. А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1952. – 280 с.
3. ГОСТ 3484.1-88 (СТ СЭВ 1070-78). Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей / Под ред. Большама Я. М., Круповича В. И., Самовера М. Л. и др. – М.: Энергия, 1975. – 696 с.
5. Каталог на предохранители Fusarc Merlin Gerin (стандарт DIN).
6. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
Соединения обмоток трехфазного трансформатора
Здравствуйте, читатели приветствуют вас в новом посте. В этом посте мы подробно рассмотрим соединения обмоток трехфазного трансформатора . Трансформатор является самым основным компонентом энергосистемы, который используется для изменения значений напряжения в соответствии с потребностями системы и ее использованием. Трехфазный трансформатор обычно используется в конце генерации или на мощной электростанции, где необходимо понизить большое напряжение.
Обычно три обмотки наматывают на три сердечника трехфазного трансформатора. Существуют различные методы соединения, используемые для обеспечения связи между этими обмотками для протекания тока и необходимой системы. В этом посте мы узнаем о различных соединениях, используемых в трансформаторе, и их значениях напряжения и тока в соответствии с проектными решениями. Итак, давайте начнем с соединений обмоток трехфазного трансформатора.
Соединения обмоток трехфазного трансформатора
- Обычно три передачи однофазных цепей соединяются таким образом, что 3 обмотки с одинаковыми значениями напряжения соединяются треугольником, а другие три обмотки с одинаковыми значениями напряжения соединяются звездой.
- Этот тип конфигурации для трансформатора называется треугольником, звездой или звездой-треугольником.
- Существует еще один вариант подключения: звезда-звезда или треугольник-треугольник.
- Если в этих 3 однофазных трансформаторах имеется 3 обмотки первичная вторичная и третичная, то две обмотки могут быть соединены по схеме «у», а другие по схеме «треугольник», 2 могут быть по схеме «треугольник», а третья по схеме «у».
- Вместо использования трех отдельных трансформаторов можно построить один трансформатор с тремя обмотками на одном сердечнике.
- Использование однофазной сети дешево и снижает потери.
- В случае неисправности необходимо заменить только один блок, а не три однофазных блока.
- IF неисправность в схеме дельта-дельта
- Если произойдет сбой в однофазной конфигурации треугольника треугольника, мы изменим его, два других будут работать и питать нагрузку
- В случае однофазного преобразования мы можем написать doted в каждой конечной точке каждой катушки, обозначенный конец может быть определен как h2 для катушки высокого напряжения и X1 для катушки низкого напряжения.
- Противоположная точка будет обозначена h3 и X2
- На приведенной выше схеме показаны 3 однофазных трансформатора, соединенных звездой.
- В схеме заглавные буквы X, Y, Z обозначают конец высокого напряжения и строчные буквы x, y z обозначают точки низкого напряжения.
- Точки высокого напряжения обозначаются h2, h3 и h4, а меньшее напряжение — Y1, Y2 и Y3.
- В случае подключения трансформатора «звезда к звезде» или «треугольник к треугольнику» напряжение на клеммах нейтрали h2, h3 и h4 совпадают по фазе с напряжением на нейтральных точках, обозначенных Y1, Y2 и Y3
- Схема, показанная на рисунке выше, дает ту же информацию о трансформаторе.
Как передать омические параметры пофазного импеданса одной стороны трехфазного трансформатора
- На приведенной ниже диаграмме показана другая конфигурация подключения трансформатора с трансформатором пофазного импеданса с одной стороны на другую.
Y-Y подключение на перенос импеданса фазы
Delta Y Подключение на фазовое перенос импеданса
Дельта-подключение к фазе. , всего 2
Купоны на 54 доллара также могут применяться к заказам на 3D-печать, для специального предложения 3D-печати оно начинается с 1 долларов
Автор: Генри
http://www.theengineeringknowledge.com
Я профессиональный инженер, выпускник известного инженерного университета, также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также являюсь автором технического контента, мое хобби — исследовать новые вещи и делиться ими с миром.
Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.
— Схема трансформатора с двумя первичными обмотками
спросил
Изменено 2 года, 2 месяца назад
Просмотрено 2к раз
\$\начало группы\$
Я строю схему с использованием нескольких трансформаторов. В основном я использовал трансформаторы с одной первичной и одной или двумя вторичными обмотками. Однако на этот раз трансформатор, с которым я работаю, имеет две первичные обмотки и две вторичные обмотки, как на диаграмме ниже:
смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab
Как правильно подключить такой трансформатор? Обе первичные стороны должны быть подключены к чему-то, чтобы работать? В моем моделировании я использую только одну первичную обмотку и одну вторичную в качестве мостового выпрямителя, поэтому другая не используется вообще.
Если я решу сделать S1 и S2 центрированными, придется ли мне также использовать P2?
РЕДАКТИРОВАТЬ: Больше информации, я работаю со 115 Vrms. Это преобразователь сигналов. Если мне нужно дать ему модель, это 14А-56-28
- трансформатор
- выпрямитель
- мостовой выпрямитель
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Прежде всего, на вашей схеме показаны 2 отдельных трансформатора. Если это один трансформатор, то должен быть только один магнитопровод, как на картинке ниже. В CircuitLab нет модели трансформатора с двумя первичными обмотками. Так что, если вам это действительно нужно, вы должны создать его.
A) «Как правильно подключить такой трансформатор?»
Можно подключать в любом порядке. Хорошей практикой является подключение всех обмоток в одном направлении, чтобы избежать инверсии фаз.
B) «Если я решу сделать S1 и S2 центрированными, мне придется также использовать P2?»
Нет. Просто оставьте концы P2 неподключенными.
\$\конечная группа\$
3
\$\начало группы\$
Вы должны подключить две первичные обмотки параллельно для входа 120 В и последовательно для входа 240 В (при условии, что трансформатор рассчитан на вход 120/240 В).
Необходимо соблюдать полярность первичных обмоток при их подключении — в техпаспорте должно быть указано правильное подключение.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Трансформатор с 2 идентичными первичными и 2 идентичными вторичными обмотками должен быть подключен к первичной обмотке параллельно для номинального напряжения и последовательно для удвоенного напряжения.
