6.Трехфазные трансформаторы: групповой и стержневой. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Особенности работы.

По конструкции магнитопроводы делятся на стержневые и броневые. Магнитопровод однофазногостержневого тр-ра имеет два стержня, на которых размещаются обмотки и два ярма, которые служат для создания замкнутого магнитопровода.

Трансформирование трехфазной системы напряжений можно выполнить тремя однофазными трансформаторами, обмотки которых соединяются по схеме звезды или треугольника и присоединяются к трехфазной сети. Такое устройство называется трехфазной трансформаторной группой илигрупповым тр. Повышенные габариты и стоимость ограничивают применение трансформаторной группы

В зависимости от сдвига фаз между одноименными линейными напряжениями вторичных и первичных обмоток тр-ры делятся на группы. В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в "звезду" (Y), либо в "треугольник" (Δ) и реже в "зигзаг" (Z). Первые две схемы соединения трехфазных обмоток обозначаются прописными русскими буквами: соответственно У, Д.

Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30.Так как сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360,при кратности 30, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 и 0.

Маркировка выводов и определение групп осуществляется по следующим принципам:

• При смене маркировки одной из обмоток вкруговую на шаг, группа изменяется на 4, вектор линейных ЭДС поворачивается на 120⁰.

• При смене маркировки 1-й из обмоток на другую группа изменяется на 6, вектор линейных ЭДС сменяется на 180⁰.

• Если схемы соединения обмоток НН и ВН одинаковы, то меняя маркировку одной из обмоток, получается 6 четных групп соединения.

• Если схемы соединения обмоток ВН и НН разные, то изменяя маркировку 1-й из обмоток, получаем 6 нечетных групп соединения.

При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, получают четные группы соединения, а при неодинаковых – нечетные. 0,6,11 и 5 называют основными, а все получаемые из них производными. Основные группы соединения имеют некоторое преимущество перед производными, т.к. предусматривают одноименную маркировку выводов обмоток, расположенных на одном стержне.

7.Потери мощности в трансформаторе. Коэффициент полезного действия трансформатора. Влияние характера нагрузки на величину кпд.

Потери и КПД: В процессе трансформирования электрической энергии часть ее теряется на электрические и магнитные потери.

Электрические потеривызывают нагрев обмоток трансформатора во время работы. Мощность электрических потерь равна сумме потерь в первично и вторичной обмотках (m– число фаз трансформатора):

Магнитные потери имеют 2 составляющих – потери на перемагничивание материала (гистерезис), потери на вихревые токи. Все эти составляющие прямопропорциональны частоте питающей сети, поэтому они не зависят от нагрузки трансформатора, в отличии от потерь электрических.

Третьей составляющей являются добавочные потери, которые являются трудноучитываемыми и их, при подсчёте, берут в процентном отношении от полезной мощности трансформатора.

КПД трансформатора– есть отношение полезной мощности к потребляемой.

,

гдеβ– коэффициент нагрузки;S_HOM– номинальная мощность трансформатора;- коэффициент нагрузки.

- номинальные магнитные потери;- номинальные электрические потери.

Максимальное значение КПД имеет максимальное значение при такой нагрузке при которой переменные потери равны постоянным потерям,т.е. при

Анализ выражения для КПД говорит о том, что он зависит как от величины (β), так и от характера (cosφ₂). Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, при которой магнитные потери равны электрическим: , т.е. при β=Обычно КПД трансформатора имеет максимальное значение при

β = 0,45 - 0,65 и при дальнейшем увеличении нагрузки уменьшается относительно мало.