Тема 2.3. Группы соединения обмоток и параллельная работа трансформаторов

2.3.1. Группы соединения обмоток

Группа соединения выражает сдвиг фаз между ЭДС обмоток ВН и НН. (рис. 28). Сдвиг фаз возникает при изменении направления намотки обмотки НН или при перестановке обозначения её выводов. Т. к. сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 0.

В однофазных трансформаторах возможны лишь две группы соединения: группа 0 (ЭДС обмоток ВН и НН совпадают по фазе), и группа 6 (ЭДС обмоток ВН и НН сдвинуты по фазе на 180°).

Рис. 28. Трансформаторная группа (а) и трёхфазный трансформатор (б).

Трёхфазное напряжение обычно преобразуют стержневыми трёхфазными трансформаторами, в которых первичная и вторичная обмотки каждой фазы расположены на одном стержне. Только при очень больших мощностях (более 10 МВ·А) применяют три однофазных трансформатора, т. к. они более удобны при монтаже и транспортировке. Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены «звездой» - Ү, «звездой с выведенной нулевой точкой» - Үн или «треугольником» - ∆. Обычно обмотку ВН соединяют «звездой», что позволяет при заданном линейном напряжении иметь меньшее число витков в фазе, т. к. фазное напряжение при этом в √3 раз меньше линейного. Зажимы обмоток ВН обозначают буквами: начала – А, В, С, концы – X, Y, Z; зажимы обмоток НН – начала – а, в, с, концы – x, y, z. В каждой фазе трёхфазного трансформатора происходят те же процессы, что и в однофазном трансформаторе, поэтому в нём сохраняются те же соотношения между токами, напряжениями и числами витков. Для облегчения практического включения трансформаторов на параллельную работу их разделяют на группы в зависимости от сдвига по фазе

между линейными напряжениями, измеренными на одноимённых зажимах.

Группы обозначают целыми числами от 0 до11. Применением различных способов можно создать 12 различных групп соединений. Трансформаторы, соединённые по схеме «звезда – звезда» имеют нулевую группу и обозначаются Ү/Ү-0 или Ү/Үн-0. При этом сдвиг между ЭДС обмоток ВН и НН будет равен нулю. Если же на стороне НН в нулевую точку соединить зажимы а, в, с, а снимать напряжение с зажимов x, y, z, то ЭДС обмотки НН изменит фазу относительно ЭДС обмотки ВН на 180° и трансформатор будет принадлежать к группе 6 (Ү/Ү-6).Трансформаторы, соединённые по схеме звезда – треугольник или треугольник – звезда, имеют одиннадцатую группу и обозначаются Ү/∆-11 или ∆/Ү-11. В этом случае ЭДС обмотки НН отстаёт от ЭДС обмотки ВН на угол 330°. Стандарт определяет схемы и группы соединения, применяемые для силовых двухобмоточных трансформаторов общепромышленного назначения (рис. 29).

Трёхфазные трансформаторы, как и однофазные, бывают двухобмоточные и многообмоточные. На тяговых подстанциях иногда устанавливают трёхобмоточные трансформаторы с двумя вторичными обмотками, одна из которых питает контактную сеть, а другая – электрические потребители близлежащих районов.