Групи з'єднання обмоток трифазного трансформатора.

В обмотках вищої і нижчої напруги, які розміщені на одному стрижні, індукуються ЕРС, що співпадають за фазою. ЕРС, які виникають між однойменними клемами вищої і нижчої напруги (лінійні ЕРС), наприклад ЕРС і можуть або співпадати за фазою, або бути зсунуті взаємно одна одної на кут, що кратний 30.

З чим це пов’язане ?

Розглянемо трифазний трансформатор із з’єднанням обмоток .

Стрілками показані позитивні напрямки ЕРС. Векторна діаграма фазних ЕРС обмоток трансформатора має вигляд:

Вектор будується як геометрична сума фазних ЕРС, що зустрічаються на шляху обходу від клеми А до клеми В. На цьому шляху зустрічаються дві ЕРС і , причому ЕРС Е_В приймається із знаком «+» (оскільки її позитивний напрямок співпадає з напрямком обходу), а ЕРС Е_А із знаком «–».

ВекторЕ_ab, як це видно з діаграми, складається тільки з вектораЕ_b.

Кут між ЕРС Е_АВ і Е_ab (і відповідно між іншими парами ЕРС) складає 330.

Р озглянемо з’єднання .

Кут між ЕРС Е_АВ і Е_ab тут складає 360 (ЕРС співпадають за фазою).

Кут між однойменними лінійними ЕРС обмоток вищої і нижчої напруг визначає так звану групу з’єднання обмоток трансформатора. Величину цього кута прийнято умовно показувати числом, кожній одиниці якого відповідає 30. Так для маємо групу 11 (330 : 30 = 11), а для маємо групу 12 (360 : 30 = 12).

Прийнята система позначення груп з’єднання пов’язана з наочним зображенням зсуву фаз годинниковими стрілками циферблату. Вектор лінійної ЕРС обмотки вищої напруги співпадає з хвилинною стрілкою, що показує на 12. Вектор ЕРС обмотки нижчої напруги співпадає з годинною стрілкою. Тоді число, на яке вказує годинна стрілка, визначає групу з’єднання.

Використовуючи різні схеми з’єднання обмоток можна отримати різні групи з’єднання. Різноманітність груп з’єднання незручна для експлуатації трансформаторів. Тому стандарт обмежує кількість різних схем і груп з’єднань – трьома:

– 12; – 11; – 11.

Числа 12 і 11 вказують на групу з’єднання, а індекс «0» – наявність виведеної на кришку трансформатора нульової точки.

Навантажувальна здатність трансформатора Номінальні параметри трансформатора

Робота трансформатора супроводжується втратами енергії, що виділяється у вигляді тепла в обмотках і магнітопроводі. Втрати потужності в обмотках Р_е (електричні втрати або втрати в міді) пропорційні квадрату струму. Для трифазного трансформатора:

Р_е = 3(І₁²R₁ + I₂²R₂) = 3(I₁²R₁ + I₂²R₂)  3I₁²R_к.

Ці втрати залежать від величини навантаження трансформатора.

Втрати потужності в сталі магнітопроводу Р_м (магнітні втрати) пропорційні квадрату магнітного потоку і, отже, квадрату напруги U₁, оскільки U₁ E₁ = 4,44fw₁Ф_m.

Змінний магнітний потік Ф індукує в сталевому осерді вихрові струми (струми Фуко), що замикаються в площині, перпендикулярній до осі потоку. Ці струми викликають нагрів сталі і призводять до втрат потужності. Крім того виникають втрати, що обумовлені явищем гістерезису при періодичному перемагнічуванні сталі. Сумарні втрати називають магнітними втратами або втратами в сталі. Величина цих втрат визначається за емпіричною формулою Р_м = [_вf2B_m2 + _гfB_m2]G, де f – частота перемагнічування, _в, _г – емпіричні коефіцієнти; B_m – максимальна магнітна індукція; G – вага магнітопроводу.

Загальні втрати із збільшенням навантаження збільшуються, а відповідно збільшується температура нагріву трансформатора і може досягти найбільшого допустимого значення. Величина цих втрат визначається максимально допустимим довготривалим навантаженням трансформатора, тобто його номінальною потужністю .

Номінальні U_1н, U_2н, І_1н, І_2н вказуються в паспорті на спеціальному щитку трансформатора. Номінальна потужність трансформатора вказується в кіловольт–амперах [кВА].