Вопрос 23

Способ связывания фаз звезды и треугольника ( - ). Характерной особенностью такого соединения является равенство фазных напряжений приемника соответствующим линейным напряжениям генератора, т. е.

Первичные и вторичные обмотки трехфазных трансформаторов могут соединяться по схемам звезды или треугольника.

Обмотку высшего напряжения трансформатора с экономической точки зрения выгоднее соединять звездой, т.к. для получения заданного линейного напряжения требуется фазное напряжение U , а, следовательно, требуется меньшее число витков обмотки и облегченная ее изоляция. (Т.к. число витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напряжению, то при соединении звездой для каждой из обмоток необходимо меньшее число витков, но с большим сечением и с изоляцией, рассчитанной лишь на фазное напряжение).Соединение обмоток треугольником конструктивно оправданно при больших токах.

По этой причине соединение звезда/треугольник ( / ) можно считать наиболее распространенным для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низшего напряжения не нужен нейтральный провод.

При использовании трехфазных трансформаторов в сложных системах с большим числом трансформаций и при наличии параллельных ветвей с трансформаторами всегда необходимо знать сдвиг фаз между первичным и вторичным линейным напряжениями. Этот сдвиг характеризуется группой соединения обмоток.

Группа соединения в общем случае зависит от схемы соединения, направления намотки и выбора начала и конца обмоток.

У трансформаторов нормального исполнения направление намотки и обозначение выводов таково, что фазные ЭДС первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе. Тогда группа соединения обмоток зависит только от схем их соединения.

Группа соединения обмоток трехфазного трансформатора определяется цифрой часового циферблата, на которую “указывает” вектор линейной вторичной ЭДС при условии, что вектор линейной первичной ЭДС “направлен на нуль часов”.

Примеры групп соединения обмоток:

1.Соединение / . (рис. 5.25) – нулевая группа.

Сначала строят диаграмму фазных ЭДС (система симметрична – рис. 5.25б). Из векторных диаграмм видно, что при совпадении по фазе фазных ЭДС линейные ЭДС первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе.

Таким образом, если повернуть на угол 30⁰ по часовой стрелке вектор первичной линейной ЭДС Е_АВ и направить его на цифру 0 (или 12) часового циферблата, то вектор вторичной линейной ЭДС Е_ав после его поворота на 30⁰ по часовой стрелке будет направлен также на 0.

При соединении первичной и вторичной обмоток треугольником ( )Е_л=Е_ф; следовательно, группа соединения обмоток будет также нулевой.

Итак, группа соединения 0 получается при одинаковой схеме соединения первичной и вторичной обмоток.Эта группа соединения обозначается: / - 0, / - 0.

Рис.5.25 Нулевая группа соединения обмоток трехфазного трансформатора: а – схема трансформатора, б – векторные диаграммы первичной и вторичной обмоток.

2.Соединение / (рис. 5.26) – группа соединения 11.

Векторная диаграмма ЭДС первичной обмотки (рис.5.26б) остается той же, что и на рис. 5.25б.

На векторной диаграмме ЭДС вторичной обмотки, соединенной , фазная ЭДС Е_ах=Е_а совпадает по фазе с фазной ЭДС Е_А, которая выбирается в качестве базовой (реперной). Поэтому вектор Е_ах проводят параллельно вектору Е_А._. ЭДС Е_ах направлена из точки x в точку а (рис.5.26 а), соответственно обозначены начало и конец вектора Е_ах (на рис5.26 б). При соединении  объединяют в одну точку начала и концы разных фаз: а и у, в и с, с и х. Потенциалы этих точек соответственно равны, и на векторной диаграмме конец вектора Е_ах обозначен двумя буквами «а» и «у». Вектор ЭДС Е_ву проводится из точки «у» параллельно вектору ЭДС Е_в. Аналогично проводится вектор ЭДС Е_сz. Определяя группу соединения по вектору первичной линейной ЭДС Е_АВ, необходимо иметь вектор линейной ЭДС Е_{ав .} Из векторной диаграммы для первичной обмотки видно, что вектор линейной ЭДС всегда направлен из точки, обозначающей второй индекс (В), в точку, обозначающую первый индекс (А). Следовательно, ЭДС Е_ав направлена из точки в в точку а. На векторной диаграмме (рис.5.26б) построены линейные ЭДС вторичной обмотки: Е_ав , Е_вс , Е_са .

Рис.5.26. Группа соединения обмоток трансформатора 11: а) схема трансформатора, б) векторные диаграммы обмоток трансформатора.

После поворота вектора ЭДС Е_АВ на 30⁰ по часовой стрелке совмещаем его с цифрой 0 на часовом циферблате. Вектор вторичной ЭДС Е_ав после поворота также на 30⁰ по часовой стрелке будет направлен на цифру 11, т.к. угол между векторами Е_АВ и Е_ав составляет 30⁰.

Таким образом, при соединении / получили группу соединения 11( / -11) .

Согласно ГОСТ 1167-65 приняты и выпускаются трансформаторы со схемами и группами соединения 0 и 11.