§ 8.7. Принцип действия и устройство трехфазного трансформатора

Трансформация напряжения в трехфазных сетях может произ­водиться либо при помощи трех однофазных трансформаторов, со­единенных между собой в трансформаторную группу (рис. 8.16), либо посредством одного трехфазного трансформатора.

Трехфазный трансформатор состоит из трехстержневого сердеч­ника с обмотками высшего и низшего напряжений (рис. 8.17).

Трехфазные обмотки трансформа­торов как первичная, так и вто­ричная могут быть соединены в треу­гольник или в звезду.

Обмотки высшего напряжения всегда выгодно соединять в звез­ду, так как в этом случае фазные обмотки рассчитываются на фаз­ное напряжение, в раза меньше линейного, что облегчает изо­ляцию обмоток. Наоборот, обмотки низшего напряжения выгодно соединять в треугольник, так как при этом соединении фазный ток в раза меньше линейного, что при больших нагрузках весьма существенно.

В табл. 8.1 даны отношения линейных напряжений при различ­ном соединении обмоток.

Наиболее распространенные способы соединения первичной и вторичной обмоток даны в табл. 8.2 в соответствии с ГОСТ 401-41. различные схемы соединения обмоток ВН и НН характеризуются смещением относительно друг друга векторов первичных и вто­ричных линейных э. д. с. У гол смещения векторов обозначается циф­рами от 1 до 12, которые входят в условное обозначение группы соединений обмоток. Каждая порядковая цифра соответствует уг­ловому смещению в 30° и при ее умножении на 30 дает угол смеще­ния в градусах.

В основу цифровых обозначений .углов смещения положен часо­вой циферблат. Вектор э. д. с. обмотки низшего напряжения со­ответствует часовой стрелке, а вектор э. д. с. обмотки высшего на­пряжения — минутной. Совпадение по фазе векторов э. д. с. мо­жет быть лишь при условии, что обе обмотки трансформатора (ВН и НН) имеют одинаковые схемы соединения, например, звезда — звезда, намотаны в одну сторону и имеют одинаковое обозначение зажимов. В этом случае угол сдвига фаз между векторами э. д. с. равен нулю (а=0) и трансформатор принадлежит к группе 12 (а=30°Х12=360°). Векторы э. д. с. первичной и вторичной обмоток совпадут по направлению подобно стрелкам часов, совпадающих на цифре 12.

Если вторичную обмотку намотать в обратном направлении от­носительно первичной или поменять местами у одной из обмоток ее начало и конец, то между векторами э. д. с. создастся сдвиг фаз 180° (30° X 6), и трансформатор будет иметь группу соединений 6 (Y/Y — 6). У однофазного трансформатора возможны только эти две группы соединений — 12 и 6.

У трехфазных трансформаторов группа соединений определяет­ся углом сдвига фаз между линейными значениями э. д. с. E₁ и Е₂. Всего может быть получено 12 групп соединений. Так, при соединении обмоток ВН и НН по схеме Y/, одинаковом направ­лении их намотки и обозначении зажимов векторы линейных э. д. с. E₂ сдвинуты относительно векторов линейных э. д. с. E₁ на угол 330° (по направлению часовой стрелки) и группа соединений будет 11 (30° X 11=330°).

При встречной намотке обмоток ВН и НН или перемене местами начал и концов одной из обмоток получается группа 5(30°X5=150°).

. Основными группами соединений являются 12 для схемы соединений обмоток Y/Y и 11 для схемы соединений Y/.

Способы соединения обмоток трансформаторов зависят в основ­ном от характера нагрузки. Так, соединение Y/Y₀-12 приме­няется при смешанной осветительно-силовой нагрузке. Трехфазные силовые потребители (электродвигатели, электронагревательные установки) включаются на линейное напряжение 380 (или 220) в, а осветительные потребители — на фазное напряжение 220 (или 127) в.

Когда вторичное линейное напряжение выше 400 в, применяется соединение обмоток Y/-11. Для передачи электрической энер­гии на дальние расстояния применяется соединение Yo/-11, что позволяет делать заземление системы на стороне высшего на­пряжения.