3.2 Схемы и группы соединения обмоток трансформатора
Для расчета номера группы соединения обмоток трансформатора необходимо сделать следующее:
- определить угол между векторами соответствующих линейных напряжений (или ЭДС) обмоток ВН и НН;
- разделить этот угол на 300.
Необходимо учитывать, что вектор напряжения обмотки ВН всегда является опережающим, а положительное направление вращения векторов – против часовой стрелки. То есть, вектор напряжения обмотки НН всегда отстает от соответствующего вектора напряжения обмотки ВН.
Применяется практическая система векторов ЭДС и напряжений. На схемах соединения обмоток, например, / – рисунок 2а, вектора фазных ЭДС направлены от концов обмоток к началам. Принимается, что обмотки имеют одинаковое направление намотки витков на каркасах катушек. Данная схема соответствует 0-ой группе соединения обмоток.
На рисунке 2б, при таком же соединении обмоток, выводы вторичной обмотки обозначены противоположно, по сравнению со схемой 2а. Так как направление намотки не изменилось, то вектора вторичных ЭДС поворачиваются на 1800 и номер группы соединения для этой схемы – 6.
Всего существует 12 возможных вариантов групп соединения обмоток трансформаторов при круговой перестановке обозначений выводов. При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН номера групп – четные; при разных схемах – нечетные.
Номер группы соединения обмоток можно определить не только теоретически – по векторным диаграммам, но и практически – по диаграммам напряжений. Для этого электрически соединяют одноименные выводы обмоток ВН и НН одной фазы: например, А и а. Затем подают пониженное напряжение на обмотку ВН и измеряют напряжения UВв, UВс, UСв, UСс. Проводят отрезки, соответствующие этим напряжениям в каком-либо масштабе, и соединяют их концы. Вид получившейся диаграммы соответствует определенной группе соединения обмоток (рисунок 4).
0 6
11
Рисунок 4 – Диаграммы напряжений некоторых групп
соединения обмоток трансформаторов
Положительной особенностью трансформатора с соединением вторичной обмотки в зигзаг, по сравнению со схемой соединения в звезду, является то, что при несимметричной нагрузке значительно меньше нарушается
симметрия фазных напряжений. Такие трансформаторы целесообразно применять в сельских электрических сетях, где наиболее вероятна несимметричная нагрузка фаз при подключении однофазных потребителей. Недостатком трансформатора со схемой /Z является дополнительный расход меди для вторичной обмотки, так как каждая фазная обмотка состоит из двух частей, расположенных на разных стержнях по принципу кругового перемещения.
Так как вектора ЭДС
полуобмоток смещены относительно друг
друга на 1200, то при заданном фазном
вторичном напряжении общее число витков
в фазных обмотках НН должно быть увеличено
в
,
по сравнению со схемой соединения .
При этом увеличиваются индуктивные
падения напряжения в обмотках НН.
а б
в г
Рисунок 2 – Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:
а, в – для 0 группы соединения;
б, г – для 6 группы соединения
а б
в г
Рисунок 3 – Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:
а, в – для 1 группы соединения;
б, г – для 11 группы соединения