Схемы соединения обмоток.
Первичная и вторичная обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены по схемам «звезда», «звезда с выведенной нулевой точкой», «треугольники» или «зигзаг с выведенной нулевой точкой». Обычно обмотку высшего напряжения соединяют по схеме «звезда», что позволяет при заданном линейном напряжении иметь меньшее число витков в фазе. Согласно ГОСТу схему соединения «звезда» обозначают знаком Y, русской буквой У или латинской Y; схему «треугольник» — знаком Δ, русской буквой Д или греческой Δ; схему «зигзаг» — латинской буквой Z. Если нулевая точка обмотки выведена из трансформатора, то у буквенного обозначения ставят индекс н. Начала и концы обмотки ВН обозначают А, В, С и X, Y, Z; для обмотки НН — а, b, с и х, у, z; вывод нулевой точки — О (для ВН) и о (для НН).
Схемы соединения обмоток силовых трансформаторов.
Трехфазные трансформаторы характеризуются двумя коэффициентами трансформации:
а) фазным — равным отношению числа витков wВН фазы обмотки ВН к числу витков wHH фазы обмотки НН или же отношению фазных напряжений этих обмоток в режиме холостого хода:
kф = wвн/wнн = Uоф.вн/Uоф.нн
б) линейным — равным отношению линейного напряжения обмотки ВН к линейному напряжению обмотки НН в режиме холостого хода:
kл = Uол.вн/Uол.нн
Для схем У/У и Д/Д коэффициенты трансформации равны: kл = kф; для схемы У/Д линейный коэффициент kл = √3kф, а для схемы Д/У - kл = kф/√3.
При соединении обмотки трансформатора по схеме Zн каждая фаза состоит из двух одинаковых катушек, которые размещены на разных стержнях и соединены между собой встречно так, чтобы векторы индуктируемых в них ЭДС вычитались.
Схема ZH неэкономична, так как при одном и том же фазном напряжении Uф она требует большего расхода обмоточного провода, чем при схемах У и Д. Это объясняется тем, что в рассматриваемой схеме фазное напряжение Uф в √3 раз больше напряжения UK на каждой катушке, а при размещении двух катушек на одном стержне и их последовательном соединении Uф = 2UK. Поэтому обычно схему ZH не применяют; ее используют только в трансформаторах для вентильных преобразователей.
Обмотки трехстержневых трансформаторов лучше всего соединять по схемам У/Д и Ун/Д. Силовые трансформаторы средней мощности при вторичных напряжениях не более 400 В можно соединять и по схемам Y/Y и Д/Y, так как это позволяет получать от вторичной обмотки не только линейное напряжение 380 В, используемое в силовых цепях, но и фазное напряжение 220 В, требуемое для осветительных установок.
3.4 Параметры и характеристики трансформаторов.
Для испытания трансформатора служат опыты холостого хода и короткого замыкания.
Опыт холостого хода.
При опыте холостого хода трансформатора его вторичная обмотка разомкнута и тока в этой обмотке нет (I2 = 0)
Если первичную обмотку трансформатора включить в сеть источника электрической энергии переменного тока, то в этой обмотке будет проходить ток холостого хода I0. В трансформаторах больших мощностей ток холостого хода может достигать значений порядка 5—10% номинального тока. В трансформаторах малых мощностей этот ток достигает значения 25— 30% номинального тока.
Ток холостого хода I0 создает магнитный поток в магнитопроводе трансформатора. Для возбуждения магнитного потока трансформатор потребляет реактивную мощность из сети. Что же касается активной мощности, потребляемой трансформатором при холостом ходе, то она расходуется па покрытие потерь мощности в магнитопроводе, обусловленных гистерезисом и вихревыми токами.
Так как реактивная мощность при холостом ходе трансформатора значительно больше активной мощности, то коэффициент мощности cos φ его весьма мал и обычно равен 0,2—0,3.
По данным опыта холостого хода трансформатора определяют:
- ток холостого хода I0 (измеряют амперметром, включенный в цепь первичной обмотки),
- потери в стали сердечника Рст (Рст могут быть приняты равными мощности Р0, потребляемой трансформатором при холостом ходе и определяются по ваттметру),
- коэффициент трансформации n (n = U1/U20 ≈ W1/W2, где U20 напряжение на вторичной обмотке при холостом ходе, U1 напряжение на первичной обмотке, W2 и W1 количество витков первичной и вторичной обмоток).
При испытании трехфазного трансформатора определяется фазный ток холостого хода.