Группы соединения трансформаторов (реферат)

Учреждение образования «БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра АППИЭ

Реферат на тему: «Cхемы соединения обмоток трехфазного двухобмоточного трансформатора. Группы соединения трансформаторов»

Выполнил:

студент 3 курса 3 группы ф-та ИДиП

Трацевский В.С.

Проверил:

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов

Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки - высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, или фазы. Таким образом, трехфазный трансформатор имеет шесть независимых фазных обмоток и 12 выводов с соответствующими зажимами, причем начальные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают буквами A, B, С, конечные выводы - X, Y, Z, а для аналогичных выводов фаз обмотки низшего напряжения применяют такие обозначения: a,b,c,x,y,z.

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду -Y, либо в треугольник - Δ (рис. 1).

Выбор схемы соединений зависит от условий работы трансформатора. Например, в сетях с напряжением 35 кВ и более выгодно соединять обмотки в звезду и заземлять нулевую точку, так как при этом напряжение проводов линии передачи будет в √3 раз меньше линейного, что приводит к снижению стоимости изоляции.

Рисунок 1

Осветительные сети выгодно строить на высокое напряжение, но лампы накаливания с большим номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Поэтому их целесообразно питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также выгодно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.

С другой стороны, с точки зрения условий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целесообразно включать в треугольник (Δ ).

Фазный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора находят, как соотношение фазных напряжений при холостом ходе:

nф = Uфвнх / Uфннх,

а линейный коэффициент трансформации, зависящий от фазного коэффициента трансформации и типа соединения фазных обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора, по формуле:

nл = Uлвнх / Uлннх.

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам "звезда-звезда" (Y/Y) или "треугольник-треугольник" (Δ/Δ), то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. nф = nл.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме "звезда - треугольник" (Y/Δ) - nл = nф√3, а по схеме "треугольник-звезда" (Δ / Y) - nл = nф /√3

Группы соединений обмоток трансформатора

Рисунок 2

Трансформаторы делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах. В однофазном трансформаторе напряжения первичной и вторичной обмоток могут совпадать по фазе или быть сдвинутыми на 180°. Это зависит от направления намотки обмоток и обозначения выводов, т. е. от маркировки. Если обмотки трансформатора намотаны в одну сторону и имеют симметричную маркировку выводов (рис. 2, а), то индуцированные в них ЭДС имеют одинаковое направление. Следовательно, совпадают по фазе и напряжения холостого хода. При изменении маркировки выводов одной из фаз или направления намотки одной фазы (рис. 2, б) получается сдвиг по фазе между векторами первичного и вторичного напряжения, равный 180°.

Группы соединений обозначают целыми числами от 0 до 11. Номер группы определяют величиной угла, на который вектор линейного напряжения обмотки НН отстает от вектора линейного напряжения обмотки ВН. Для определения номера группы этот угол следует разделить на 30°.

В трехфазных трансформаторах фазные ЭДС двух обмоток, расположенных на одном и том же стержне, могут, так же как и в однофазных трансформаторах, либо совпадать, либо быть противоположными по фазе. Однако в зависимости от схемы соединения обмоток (У или Д) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями. Для примера на рис. 3 показаны схемы соединения обмоток У/У и соответствующие векторные диаграммы для нулевой (а) и шестой (б) групп; на рис. 4 показаны схемы соединения обмоток У/Д и соответствующие векторные диаграммы для одиннадцатой (а) и пятой (б) групп.

Изменяя маркировку выводов обмоток, можно получить и другие группы соединений: при схеме У/У — четные: вторую, четвертую и т. д.; при схеме У/Д — нечетные: первую, третью и др. Согласно ГОСТу  промышленность выпускает трехфазные силовые трансформаторы только двух групп: нулевой и одиннадцатой . Это облегчает практическое включение трансформаторов на параллельную работу.

Рис.  3.  Группы  соединений  обмоток трехфазного трансформатора при схеме У/У

Рис. 4. Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора при схеме У/Д

При соединении обмотки НН по схеме Z_H, а обмотки ВН по схеме У (рис. 5) фазные напряжения обмотки НН сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений обмотки ВН (например, Ú_a10 относительно Ú_A0 ) на угол 330°, т. е. при таком соединении имеем одиннадцатую группу. Это объясняется тем, что между векторами линейных напряжений (не показанных на рис. 5) имеется такой же угол.

Рис. 5. Группа соединений обмоток трехфазного трансформатора при схеме Y/Zн

Группа соединения трансформатора определяется по векторной диаграмме напряжений, построенной для первичной и для вторичной обмоток по так называемому правилу часов. Суть правила: если вектор линейного напряжения первичной обмотки совместить с минутной стрелкой часов и стрелку поставить на цифру 12 циферблата, то положение часовой стрелки, совмещенной с одноименным вектором линейного напряжения вторичной обмотки, покажет номер группы. Всего на циферблате 12 цифр и принципиально возможны 12 групп с учетом направлений намоток обмоток и с учетом соединений обмоток в звезду или треугольник.

Определение группы соединения обмоток трансформатора

Метод фазометра. Проверку группы соединения фазометром называют прямым методом, так как он дает возможность беспосредственно определить угловой сдвиг между первичной и вторичной ЭДС. Параллельная обмотка фазометра включается на линейные напряжения со стороны питания НН, а последовательная – на линейное напряжение обмотки ВН. При проверке групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов выполняют не меньше двух измерений (для двух пар соответствующих линейных вводов). При определении группы соединения обмоток методом фазометра необходимо для избежания ошибок проверить правильность чередования подведенного до обмоток трансформатора трехфазного напряжения.

Рисунок 6. Проверка группы соединения обмоток трансформатора с помощью фазометра

Метод двух вольтметров. Соединяют зажимы А и а трансформатора (6). К одной из его обмоток подводят напряжение (обычно 220 В) и измеряют поочередно напряжение между зажимами в—В, в—С, с—В (х—X при испытании однофазных трансформаторов). Измеренные значения напряжения сравнивают с расчетными из таблицы, гдеU₂ – линейное напряжение на зажимах обмотки НН, К_л - линейный коэффициент трансформации.

Рисунок 7. Проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора методом двух вольтметров.

Векторные диаграммы и расчетные формулы для определения группы соединения обмоток трансформаторов (группы 12(0) и 11)

Возможное соединение обмоток и векторная диаграмма линейных ЭДС	U b-B	U b-C	U c-B
УУ; ДД	U2(Кл – 1)	U2	U2
УД; ДУ	U2	U2	U2

Минск 2014