6.Трехфазные трансформаторы: групповой и стержневой. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Особенности работы. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов

групповой и стержневой. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Особенности работы.

По конструкции магнитопроводы делятся на стержневые и броневые. Магнитопровод однофазногостержневого тр-ра имеет два стержня, на которых размещаются обмотки и два ярма, которые служат для создания замкнутого магнитопровода.

Трансформирование трехфазной системы напряжений можно выполнить тремя однофазными трансформаторами, обмотки которых соединяются по схеме звезды или треугольника и присоединяются к трехфазной сети. Такое устройство называется трехфазной трансформаторной группой илигрупповым тр. Повышенные габариты и стоимость ограничивают применение трансформаторной группы

В зависимости от сдвига фаз между одноименными линейными напряжениями вторичных и первичных обмоток тр-ры делятся на группы. В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в "звезду" (Y), либо в "треугольник" (Δ) и реже в "зигзаг" (Z). Первые две схемы соединения трехфазных обмоток обозначаются прописными русскими буквами: соответственно У, Д.

Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30.Так как сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360,при кратности 30, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 и 0.

Маркировка выводов и определение групп осуществляется по следующим принципам:

При смене маркировки одной из обмоток вкруговую на шаг, группа изменяется на 4, вектор линейных ЭДС поворачивается на 1200.
При смене маркировки 1-й из обмоток на другую группа изменяется на 6, вектор линейных ЭДС сменяется на 1800.
Если схемы соединения обмоток НН и ВН одинаковы, то меняя маркировку одной из обмоток, получается 6 четных групп соединения.
Если схемы соединения обмоток ВН и НН разные, то изменяя маркировку 1-й из обмоток, получаем 6 нечетных групп соединения.

При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, получают четные группы соединения, а при неодинаковых – нечетные. 0,6,11 и 5 называют основными, а все получаемые из них производными. Основные группы соединения имеют некоторое преимущество перед производными, т.к. предусматривают одноименную маркировку выводов обмоток, расположенных на одном стержне.

7.Потери мощности в трансформаторе. Коэффициент полезного действия трансформатора. Влияние характера нагрузки на величину кпд.

Потери и КПД: В процессе трансформирования электрической энергии часть ее теряется на электрические и магнитные потери.

Электрические потеривызывают нагрев обмоток трансформатора во время работы. Мощность электрических потерь равна сумме потерь в первично и вторичной обмотках (m– число фаз трансформатора):

Магнитные потери имеют 2 составляющих – потери на перемагничивание материала (гистерезис), потери на вихревые токи. Все эти составляющие прямопропорциональны частоте питающей сети, поэтому они не зависят от нагрузки трансформатора, в отличии от потерь электрических.

Третьей составляющей являются добавочные потери, которые являются трудноучитываемыми и их, при подсчёте, берут в процентном отношении от полезной мощности трансформатора.

КПД трансформатора– есть отношение полезной мощности к потребляемой.

гдеβ– коэффициент нагрузки;SHOM– номинальная мощность трансформатора;- коэффициент нагрузки.

- номинальные магнитные потери;- номинальные электрические потери.

Максимальное значение КПД имеет максимальное значение при такой нагрузке при которой переменные потери равны постоянным потерям,т.е. при

Анализ выражения для КПД говорит о том, что он зависит как от величины (β), так и от характера (cosφ2). Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, при которой магнитные потери равны электрическим: , т.е. при β=Обычно КПД трансформатора имеет максимальное значение при

β = 0,45 - 0,65 и при дальнейшем увеличении нагрузки уменьшается относительно мало.

studfiles.net

8.2 Группы соединения обмоток и условия параллельной работы трехфазных трансформаторов.

Как первичные, так и вторичные обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены звездой и треугольником (рис.2.11 а,б). Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов в звезду и треугольник соответственно обозначают Y, . Начала фаз обмоток высшего напряжения обозначаются буквами А, В, С, а начала фаз обмоток низшего напряжения – а, в, с; концы фаз обмоок ВН – Х, Y, Z, а концы фаз обмоток НН – x, y, z. Если обмотка имеет выведенную нулевую точку, то в соответствующем обозначении указывается вывод нулевой точки, например: Y0.

Для включения на параллельную работу трансформаторы объединяются в группы, которые обозначают, например, следующим образом: Y/Y0– 12, Y/ - 11 и т.д., где знак над чертой показывает схему соединения обмоток высшего напряжения, знак над чертой – схему соединения обмоток низшего напряжения, цифра – угол между векторами линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжений, выраженных числом угловых единиц по 30о.

Так первое обозначение группы показывает, что обмотки ВН и НН соединены в звезду, причем обмотки НН имеют выведенную нулевую точку и угол между векторами линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжения равен или 00.

Группы трехфазных трансформаторов зависят от схемы соединения обмоток, обозначения зажимов фаз обмоток высшего и низшего напряжений и от направления намотки.

Если направление намотки обмоток высшего и низшего напряжений одинаково, то индуктируемые в них ЭДС совпадают по фазе, если направление намотки встречное, то ЭДС находится в противофазе.

При соединении обмоток ВН и НН по схеме звезда с одинаковым направлением намотки (рис.2.12 а), а ЭДС, индуктируемые в фазах этих обмоток, совпадают по фазе (вектора Еа и ЕА, Ев и ЕВ, Ес и ЕС параллельны). Вектора линейных ЭДС соответствующих зажимов обмоток (ЕАВ и Еав) также параллельны, т.е. угол между ними 0 или 3600 и трансформатор принадлежит к группе 12.

Если изменить обозначение зажимов обмоток НН (рис. 2.2б), то параллельными будут фазные векторы Ес и Еа, Еа и Ев, Ев и Ес, так как катушки фаз "с" и "А", "а" и "В", "в" и "С" находятся на одних и тех же стержнях и сцеплены одним потоком. Угол между векторами линейных ЭДС ЕАВ и Еав в этом случае равен 120°, т.е. группа 4.

Если обмотки НН намотать встречно обмоткам ВН или, что то же самое, изменить обозначения начал и концов фаз НН, то фазные ЭДС имеют встречное направление, а угол между векторами линейных ЭДС ЕАВ и Еав равен 180°, т.е. будет группа 6. В общем случае при соединении обмоток звезда-звезда Y/Y получается любая четная группа - 2,4,6,8,10,12.

При соединении звезда-треугольник (рис.2.13) вектора фазных ЭДС обмоток, находящихся на одних стержнях сердечника, при согласном направлении намоток (рис.2.13 а) имеют одинаковое направление (вектора ЕА и Еса, EВ и Еав, EС и Евс). Как известно, при соединении обмоток треугольником линейные ЭДС совпадают с фазными (UΔл = UΔФ ), а при соединении звездой линейные ЭДС сдвинуты на 30° по фазе относительно фазных (UYл =UYФ). Поэтому для схемы рис.2.13 а треугольники линейных ЭДС обмоток ВН и НН будут смещены на (-30°) или (+ 330°) (например, между векторами ЕАВ и Еав), т.е. имеет место группа 11.

Рис. 2.13 Соединение обмоток по схеме

«звезда - треугольник»

При встречном направлении намотки обмоток НН (рис.2.13 б) треугольники линейных ЭДС обмоток ВН и НН будут смещены на 150° (например, между векторами ЕАВ и ЕXY ), т.е. имеет место группа 5.

В общем случае при соединении обмоток звезда-треугольник Y/Δ получается любая нечетная группа 1,3,5,7,9,11.

При определении номера группы соединений трехфазных трансформаторов можно также пользоваться следующим условным правилом "часов". Если вектор первичного линейного напряжения совместить с минутной стрелкой часового циферблата, установленной на цифре 12, а вектор вторичного линейного напряжения - с часовой стрелкой, то номер группы выражается цифрами часового циферблата (один час на часовом циферблате соответствует углу в 30°).

В России стандартными группами являются группы Y/Y0 -12, Y/Y0 -6, Y/Δ - 11, Yo/Δ - 11. В этих группах обмотки ВН соединены по схеме "звезда" и фазная ЭДС в раз меньше, чем при соединений по схеме "треугольник", так как линейные напряжения для обоих схем одинаковы. Поэтому при соединении обмоток по схеме "звезда" проще, изоляция обмотки ВН и обмотки имеют меньшее число витков. Обмотки НН в стандартных группах преимущественно соединяются в треугольник, так как чувствительность к несимметрии нагрузок значительно меньше, чем при соединении по схеме "звезда". По схеме "звезда с нулем" (Y0) можно получить два различных напряжения при четырехпроводной сети, например, 380/220 В или 220/127 В.

Параллельная работа трансформаторов целесообразна при переменном графике нагрузки трансформаторной подстанции. В этих случаях при наименьшей токовой нагрузке работает один трансформатор, с увеличением нагрузки число подключаемых трансформаторов увеличивается. При параллельной работе двух трансформаторов Tpl и Тр2 к общим шинам раздельно подключаются первичные и вторичные обмотки как показано на рис. 2.14 применительно к одной фазе. Параллельная работа позволяет повысить коэффициент полезного действия и упрощает обеспечение резерва.

Дня нормальной параллельной работы трансформаторов необходимо:

Равенство номинальных первичных и вторичных напряжений трансформаторов, т.е. коэффициентов трансформации.
Принадлежность трансформаторов к одинаковым группам.
Равенство напряжений короткого замыкания.

При невыполнении первых двух условий возникают уравнительная ЭДС ΔЕу и уравнительный ток Iу, показанный на рис. 2.14 стрелками.

При невыполнении первого условияΔЕу определяется из векторной диаграммы рис.2.15 а, а при невыполнении второго условия ( для случая соединения обмоток двух трансформаторов по схемам Y/Y - 12 и Y/Δ – 11, т.е. угла сдвига между вторичными напряжениями на 30°) из векторной диаграммы рис. 2.15 б.

Так как уравнительный ток замыкается по пути наименьшего сопротивления по вторичным обмоткам параллельно соединенных обмоток трансформаторов, минуя значительное сопротивление нагрузки Zн, то его величина может быть в несколько раз больше номинального, что выводит трансформаторы из строя.

Третье условие должно выполняться для того, чтобы токовая нагрузка распределялась между трансформаторами пропорционально их номинальной мощности. При его несоблюдении один из трансформаторов будет недогружен, а другой - перегружен.

studfiles.net

Группы соединения обмоток трёхфазного трансформатора. 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 (а→b , b→c, с→a). 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 Y/Δ 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: Y/Y - 0 и Y/Δ-11. Они, как правило, и применяются на практике.

При параллельной работе трансформаторов первичные их обмотки присоединяют к общей питающей сети, а вторичные к общей сети, предназначенной для электроснабжения приемников электрической энергии.

Согласно ГОСТ 11677-75 начала и концы первичных и вторичных обмоток трансформаторов обозначают в определенном порядке. Начала обмоток однофазных трансформаторов обозначают буквами А, а, концы - X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего, а малые - к обмоткам низшего напряжений. Если в трансформаторе помимо первичной и вторичной есть еще и третья обмотка с промежуточным напряжением, то ее начало обозначают А m , а конец Х m .

В трехфазных трансформаторах начала и концы обмоток обозначают: А, В, С; X, Y, Z - высшее напряжение; А m , В m , С m ; Х m , Y m , Z m - среднее напряжение; а, b, с; х, у, z - низшее напряжение. В трехфазных трансформаторах с соединением фаз в звезду кроме начала обмоток иногда выводят и нейтраль, т. е. общую точку соединения концов всех обмоток. Ее обозначают О, О m и о. На рисунке 1, а, б показаны схемы соединения обмоток в звезду и треугольник так, как их изображают для трехфазных трансформаторов.

а - в звезду; б - в треугольник

Рисунок 1 - Схемы соединения обмоток трансформатора

Схему соединения в звезду принято обозначать знаком Y, а в треугольник - Δ. Если наружу выводят нейтраль обмоток, то такое соединение обозначают знаком Y н. Если у трансформатора обмотка высшего напряжения соединена в звезду, а низшего - в треугольник, то такое сочетание обмоток обозначают Y/Δ или Y н /Δ.

В числителе этой «дроби» всегда ставят обозначение обмотки высшего напряжения, а в знаменателе - низшего. При наличии третьей обмотки, соединенной, например, также в звезду, обозначение будет таким: Y н /Y/Δ. Обозначение третьей обмотки ставят между обозначениями обмоток высшего и низшего напряжений.

Понятия начала и конца обмотки условны, так как при протекании переменного тока любой конец обмотки можно назвать началом. Однако при практическом осуществлении обмоток и, особенно при их взаимных соединениях использовать эти понятия совершенно необходимо.

Допустим, что мы имеем два витка, один из которых (1) принадлежит первичной обмотке, а второй (2)-вторичной (рисунок 2, а). Оба витка сцеплены с одним и тем же магнитным потоком Ф 0 . Направления наводимых в витках эдс (в данный момент времени) показаны стрелками. Условимся называть левые зажимы началами, а правые - концами витков и обозначим их соответственно А и а, X и х. При таком обозначении зажимов мы должны считать, что эдс E 1 и Е 2 в витках совпадают по фазе, так как в любой момент времени они направлены

levevg.ru

§ 1.8. Трансформирование трехфазного тока и схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов

Рис. 1.20. Трансформаторная группа (а) и трехфазный трансформатор (б)

Трансформирование трехфазной системы напряжений можно осуществить тремя однофазными трансформаторами, соединенными в трансформаторную группу (рис. 1.20, а). Однако относительная громоздкость, большой вес и повышенная стоимость — недостаток трансформаторной группы, поэтому она применяется только в установках большой мощности с целью уменьшения веса и габаритов единицы оборудования, что важно при монтаже и транспортировке трансформаторов.

Рис. 1.21. Трехстержневой магнитопровод и векторные диаграммы

В установках мощностью примерно до 60000 кВ-А обычно применяют трехфазные трансформаторы (рис. 1.20, б), у которых обмотки расположены на трех стержнях, объединенных в общий магнитопровод двумя ярмами (см. рис. 1.2). Но полученный таким образом магнитопровод является несимметричным: магнитное сопротивление потоку средней фазы ФВ меньше магнитного сопротивления потокам крайних фаз ФА и Фс (рис. 1.21, а).

Так как к первичным обмоткам трехфазного трансформатора подводится симметричная система напряжений и то в магнитопроводе трансформатора возникают магнитные потоки и , образующие также симметричную систему (рис. 1.21, 6). Однако вследствие магнитной несимметрии магнитопровода намагничивающие токи отдельных фазовых обмоток не равны: намагничивающие токи обмоток крайних фаз ( и ) больше намагничивающего тока обмотки средней фазы . Кроме того, токи и оказываются сдвинутыми по фазе относительно соответствующих потоков и на угол α. Таким образом, при симметричной системе трехфазного напряжения, подведенного к трансформатору, токи х.х. образуют несимметричную систему (рис. 1.21, в).

Для уменьшения магнитной несимметрии трехстержневого магнитопровода, т.е. уменьшения магнитного сопротивления потокам крайних фаз, сечение ярм делают на 10—15% больше сечения стержней, что уменьшает их магнитное сопротивление. Несимметрия токов х.х. трехстержневого трансформатора практически не отражается на работе трансформатора, так как даже при небольшой нагрузке различие в значениях токов , и становится незаметным.

Таким образом, при симметричном питающем напряжении и равномерной трехфазной нагрузке все фазы трехфазного трансформатора, выполненного на трехстержневом магнитопроводе, практически находятся в одинаковых условиях. Поэтому рассмотренные выше уравнения напряжений, МДС и токов, а также схема замещения и векторные диаграммы могут быть использованы для исследования работы каждой фазы трехфазного трансформатора.

Обмотки трехфазных трансформаторов принято соединять по следующим схемам: звезда; звезда с нулевым выводом; треугольник; зигзаг с нулевым выводом. Схемы соединения обмоток трансформатора обозначают дробью, в числителе которой указана схема соединения обмоток ВН, а в знаменателе — обмоток НН. Например, Y/A означает, что обмотки ВН соединены в звезду, а обмотки НН — в треугольник.

Рис. 1.22. Соединение обмоток в зигзаг

Соединение в зигзаг применяют только в трансформаторах специального назначения, например в трансформаторах для выпрямителей (см. § 5.2). Для выполнения соединения каждую фазу обмотки НН делят на две части, располагая их на разных стержнях. Указанные части обмоток соединяют так, чтобы конец одной части фазной обмотки был присоединен к концу другой части этой же обмотки, расположенной на другом стержне (рис. 1.22, а). Зигзаг называют равноплечным, если части обмоток, располагаемые на разных стержнях и соединяемые последовательно, одинаковы, и неравноплечными, если эти части неодинаковы. При соединении в зигзаг ЭДС отдельных частей обмоток геометрически вычитаются (рис. 1.22, б).

Выводы обмоток трансформаторов принято обозначать следующим образом: обмотки ВН — начало обмоток А, В, С, соответствующие концы X, Y, Z; обмотки НН — начала обмоток а, Ь, с, соответствующие концы х, у, z.

При соединении обмоток звездой линейное напряжение больше фазного (), а при соединении обмоток треугольником линейное напряжение равно фазному (Uл = Uф ).

Отношение линейных напряжений трехфазного трансформатора определяется следующим образом:

Схема соединения обмоток	Y/Y	∆/Y	∆/∆	Y/∆
Отношение линейных напряжений

Таким образом, отношение линейных напряжений в трехфазном трансформаторе определяется не только отношением чисел витков фазных обмоток, но и схемой их соединений.

Пример 1.3. Трехфазный трансформатор номинальной мощностью Sном =100 кВ-А включен по схеме Y/∆. При этом номинальные линейные напряжения на входе и выходе трансформатора соответственно равны: U1ном = 3,0 кВ, U2ном = 0,4 кВ. Определить соотношение витков wllw2 и номинальные значения фазных токов в первичной I1ф и вторичной I2ф обмотках.

Решение. Фазные напряжения первичных и вторичных обмоток

Требуемое соотношение витков в трансформаторе w1/w2 = U1ф/U2ф= 1,73/0,4 = 4,32.

Номинальный фазный ток в первичной обмотке (соединенной в звезду)

I1Ф = I1ном=SHOM/(√3U1ном) = 100/(√3·3,0) = 19,3 А.

Номинальный фазный ток во вторичной обмотке (соединенной в треугольник)

I2Ф = I2ном /√З = SHOM /(3 U2ном) = 100/(З • 0,4) = 8,33 А.

Таким образом, соотношение фазных токов I2Ф/ I1Ф =83,3/19,3 = 4,32 равно соотношению витков в обмотках трансформатора.

studfiles.net

Вопрос 21. Понятие группы соединения обмоток однофазного трансформатора.

Группа соединения обмоток трансформатора определяется углом сдвига между векторами одноименных линейных ЭДС (например, EAB и Eab или EBA и Eba) обмоток высшего и низшего напряжений.

В однофазном трансформаторе обмотка ВН обозначается прописными латинскими буквами: А – начало, Х – конец. Обмотка НН – строчными латинскими буквами: а – начало, х – конец . При наличии третьей обмотки с промежуточным (средним) напряжением начало и конец ее обозначают соответственно Am и Xm.

Изобразим фрагмент стержневого магнитопровода однофазного двухобмоточного трансформатора (рис.1.16). Обе обмотки намотаны по левой винтовой линии, имеют одинаковое направление намотки. У обеих обмоток начала А и а находятся сверху, а концы Х и х – снизу, т.е. одинаково промаркированы.

Будем считать ЭДС наводимую в обмотке, положительной, если она действует от конца обмотки к ее началу. В обеих обмотках ЭДС наводит один и тот же основной магнитный поток. А одинаковые направления намотки и одинаковая маркировка позволяют утверждать, что названные ЭДС этих обмоток в каждый момент времени действуют в одинаковом направлении, т.е. одновременно положительны или отрицательны.

Рис. 1.17

ЭДС исовпадают по фазе. Угол между векторами ЭДС первичной и вторичной обмоток равен нулю. Условное обозначение(нулевая группа). Если в одной из обмоток сменить маркировку на обратную (рис.1.17) или изменить направление намотки, то в каждый момент времени в обмотках будут действовать ЭДС противоположные по знаку. Угол между векторами ЭДС первичной и вторичной обмоток равен 180. Для определения группы соединения обмоток этот угол необходимо разделить на 30. Условное обозначение(шестая группа).

Таким образом, в однофазных трансформаторах возможно получить только две группы соединения обмоток: нулевую и шестую.

Вопрос 22. Понятие группы соединения обмоток трехфазного трансформатора

В трехфазном трансформаторе обмотка ВН обозначается прописными латинскими буквами: А, В, С – начала, X, Y, Z – концы. Обмотка НН строчными латинскими буквами: a, b, c – начала, x, y, z – концы. Чередование фаз А, В, С принято считать слева направо, если смотреть на трансформатор со стороны отводов обмотки ВН.

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в “звезду” (Y), либо в “треугольник” () и реже в “зигзаг” (Z). Первые две схемы соединения трехфазных обмоток обозначаются прописными русскими буквами: соответственно У, Д.

Выбор схемы соединений зависит от условий работы трансформатора. Например, в сетях с напряжением 35 кВ и более выгодно соединять обмотки в звезду и заземлять нулевую точку, так как при этом напряжение проводов линии передачи будет в √3 раз меньше линейного, что приводит к снижению стоимости изоляции.

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. В трехфазных трансформаторах можно получить 12 различных групп соединений обмоток.

Для обозначения группы (и соответственно угла сдвига) векторы линейных ЭДС уподобляют стрелкам часового циферблата. Вектор линейной ЭДС обмотки BН совмещают с минутной стрелкой часов и устанавливают неподвижно против цифры 12 (0). Вектор линейной ЭДС обмотки НН, совмещают с часовой стрелкой, и устанавливают против той цифры часового циферблата, которая определяет номер группы соединения, причем угол между стрелками равен углу сдвига между векторами одноименных линейных ЭДС. Возможно получение следующих групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов: 0-я, 1-я, 2-я, … и 11-я группы. Этим группам соответствуют углы сдвига между векторами одноименных линейных ЭДС обмоток ВН и НН: 0°, 30°, 60°, и 330°.

studfiles.net

групповой и стержневой. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Особенности работы.

Маркировка выводов и определение групп осуществляется по следующим принципам:

При смене маркировки одной из обмоток вкруговую на шаг, группа изменяется на 4, вектор линейных ЭДС поворачивается на 1200.
При смене маркировки 1-й из обмоток на другую группа изменяется на 6, вектор линейных ЭДС сменяется на 1800.
Если схемы соединения обмоток НН и ВН одинаковы, то меняя маркировку одной из обмоток, получается 6 четных групп соединения.
Если схемы соединения обмоток ВН и НН разные, то изменяя маркировку 1-й из обмоток, получаем 6 нечетных групп соединения.

7.Потери мощности в трансформаторе. Коэффициент полезного действия трансформатора. Влияние характера нагрузки на величину кпд.

КПД трансформатора– есть отношение полезной мощности к потребляемой.

гдеβ– коэффициент нагрузки;SHOM– номинальная мощность трансформатора;- коэффициент нагрузки.

- номинальные магнитные потери;- номинальные электрические потери.

β = 0,45 - 0,65 и при дальнейшем увеличении нагрузки уменьшается относительно мало.

studfiles.net

2.4. Группы соединений обмоток трансформатора

Группы соединений обмоток трансформаторов определяются и характеризуются взаимным угловым смещением линейных векторов ЭДС в обмотках ВН, СН и НН. Смещение этих векторов определяется схемой соединения обмоток в звезду или треугольник и направлением их намотки.

Соединяя обмотки ВН, СН и НН по этим схемам и изменяя направления их намотки, получают различные группы соединения обмоток трансформаторов. При различных соединениях обмоток в звезду и треугольник можно получить 12 различных углов сдвига фаз линейных ЭДС от 0 до 330° через каждые 30°, т.е. получить 12 различных групп.

Для определения угла сдвига фаз удобно пользоваться часовым обозначением, которое принято стандартным. Часовое обозначение векторов ЭДС заключается в следующем: вектор линейной ЭДС обмотки ВН изображается на часовом циферблате минутной стрелкой и всегда устанавливается на 0 (12) ч, а вектор линейной ЭДС обмотки СН (трехобмоточного трансформатора) или НН изображается часовой стрелкой и указывает группу в часовом обозначении.

Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов условно обозначают в виде дроби, где в числителе пишется буква, указывающая соединение обмотки ВН, а в знаменателе – буква, определяющая соединение обмотки НН (для двухобмоточного), или (для трехобмоточного трансформатора), буквы, указывающие соединение обмоток СН и НН (например Yн / Yн / Д).

Рядом с дробью через дефис пишется одно или два числа, характеризующие угол сдвига фаз; линейных ЭДС в часовом обозначении. Для двухобмоточного трансформатора пишут одно число, для трехобмоточного – два. Для трехобмоточных трансформаторов первое число указывает группу между обмотками ВН и СН, а второе – между обмотками ВН и НН.

Группа обозначается на заводском щитке трансформатора и в проверке не нуждается. Однако, если к одному из двух параллельных трансформаторов, имеющих одинаковые группы соединении, подключить фазы сети не в том порядке как это указано обозначениями фаз на вводах трансформатора, то на вторичной стороне получится напряжение с различным сдвигом фаз. Циклическим перемещением фаз на вводах можно получить для одного и того же трансформатора три различные группы соединений.

ГОСТ на трансформаторы и автотрансформаторы предусматривает производство трансформаторов с схемами и группами соединения обмоток ВН, СН и НН, приведенными на рис. 2.6-2.11.

Рис. 2.6. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Рис. 2.7. Схема и группа соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов

Рис. 2.8. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трехобмоточных трансформаторов

Рис. 2.9. Схема и группа соединения обмоток трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов

Рис. 2.10. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН

Рис. 2.11. Схемы и группы соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН

Группы соединений, отличных от стандартных, могут быть получены при присоединении однофазных трансформаторов в трехфазные группы при изменении начал и концов обмоток.

studfiles.net

Каталог товаров