9.2. Групи з'єднань трифазних трансформаторів

До цих пір при вивченні роботи трансформаторів ми твердили, що вектори ЕРС і співпадають по фазі. Це справедливо лише при однаковому намотуванні і однойменному маркуванні виводів первинної і вторинної обмоток (рис. 9.2а). Якщо ж в трансформаторі змінити напрямок намотування обмоткиНН або при зберіганні намотування переставити позначення її виводів (рис. 9.2а - в дужках), то векторвиявиться зсунутим по фазі відноснона кут 180° (рис. 9.2б). Аналогічні справи з зсувом первинної і вторинної напруг, оскільки для внутрішнього навантаження (споживача) ЕРС і напруга мають однакову Фазу.

У трифазних трансформаторах кут а залежить також і від схеми з'єднання первинної і вторинної обмоток, причому його значення може змінюватися від 0 до 360°, а кратність зсуву складає 30°. В залежності від значення кута трансформаторі розділяють на групи з'єднань, які позначають цифрами годинникового циферблату 1, 2, 3, 4, 5,.6, 7, 8, 9, 10, 11 і 0.

Рис.9.2. Групи з'єднань обмоток однофазного трансформатора

Як видно з рис. 9.2, для однофазних трансформаторів можливі дві групи з'єднань: нульова (рис. 9.2а) ішоста (рис. 9.26). В СРСР виготовляють однофазні трансформатори лише нульової групи (кут), яка позначається.

Група з'єднання визначається так: вектор первинної лінійної напруги підводять до цифри 12 годинникового циферблату, тоді вектор вторинної лінійної напруги покаже номер групи з'єднань; якщо вектори співпадають - група нульова Можна визначити групу, розділивши кут зміщення а цих векторів на 30.

Рис.93.Групи з'єднань обмоток трифазного трансформатора при схемі Y/Y

Дім прикладу на рис. 9.3 показані схемі з'єднання обмотокY/Yі відповідні векторні діаграми для нульової (рис. 9.3а) і шостої (9.36) груп. На рис. 9.4 показані схеми з'єднання обмотокY/і відповідні векторні діаграми дляодинадцятої (рис. 9.4а) іп'ятої (рис. 9.46) груп.

Розглянуті чотири групи з'єднання (0, 6, 11 і 5) називаються основними. 31 них шляхової колового пере маркування можна отримати і інші (похідні) групи

Рис. 9.4. Групи з'єднань обмоток трифазного трансформатора при схем Y/

з'єднань: при схемах Y/Yі/- парні, а при схемахY/і/Y- непарні. Наприклад, якщо в трансформаторі з групою з'єднанняY/Y- 0 виводі обмоткиНН перемаркувати і замість послідовностіаbс прийняти послідовністьсbа, то векторповернеться на кут, утвориться групаY/Y- 4, переставивши позначення виводівY/Y- 4, отримаємо групуY/Y-10 тощо.

В СРСР виготовляють трифазні силові трансформатори лише двох груп - нульової і одинадцятої, що полегшує їх включення на паралельну роботу.

9.3.Паралельна робота трансформаторів

Роздроблення загальної трансформаторної потужності на ряд паралельно працюючих трансформаторів (їх первинні і вторинні обмотки відповідно ввімкнені паралельно) дозволяє:

краще вирішити проблему резервного електропостачання споживачів;

відключити частину трансформаторів при зменшенні навантаження;

спростити організацію профілактичного ремонт.

При цьому повинні бути збережені такі три умови ввімкнення на паралельну роботу:

1. номінальні первинні і відповідно вторинні напруги повинні бути однакові, тобто повинні бути однакові коефіцієнти трансформації .

2. паралельно працюючі трансформатори повинні належати до однієї групи з'єднань;

3. Рис. 9.5. Схеми ввімкнення (а) s заміщення (б) трансформаторів, виникнення напруги при їх паралельній роботі з різними коефіцієнтами трансформації (в) або належності до різних груп з'єднань обмоток (г)

   паралельно працюючі трансформатори повинні мати однакові напруги короткого замикання.

Розглянемо по черзі наслідки недотримання цих умов.

Нерівність коефіцієнтів трансформації, тобто (вважається, що). При цьому між паралельно ввімкненими трансформаторами (рис. 9.5а) повний опір якихі(див. п. 8.9), виникає зрівнювальний струм, обумовлений різницею вторинних напруг (рис. 9.5в):

Цей зрівнювальний струм перевантажує трансформатор з більш високою напругою холостого ходу (з меншим коефіцієнтом трансформації). Трансформатор з великим коефіцієнтом трансформації виявляється не довантаженим. Оскільки перевантаження трансформаторів не припустиме, доводиться знижувати загальне навантаження. На практиці допускається паралельна робота трансформаторів, якщо різниця в їх коефіцієнтах трансформації не перевищує 6,5 %, а для трансформаторів з - не більше1 %.В такому випадку значення, буде невеликим і зрівнювальний струм незначним.

Неоднакові групи з'єднання.В цьому випадку між однойменними затискачами вторинних обмоток виникає різниця напруг (рис. 9.5г), яка при найменшій можливості значення кутадосягає значення. У абсолютно однакових трансформаторів зрівнювальний струм

В даному випадку величина являє собою напругу, прикладену до короткозамкненого трансформатора,є струмом короткого замикання. Порівнюючи ці величини алогічними в п.8.9 бачимо, що вони приблизно в 3-5 разів перевищують напругу короткого замикання і номінальній струм трансформатора. Як. видно, таке ввімкнення ні в якому разі неприпустиме.

Неоднакові напруги короткого затикання, тобто.

Розподіл навантаження між двома паралельно ввімкненими трансформаторами (див. рис. 9.5б) можна визначити з умови

Замінивши комплексні величини їх модулями, отримаємо

або, згідно п. 8.9,

Згідно виразу (8.29) у ; тоді

Таким чином, для того, щоб струми навантаження в паралельно працюючих трансформаторах розподілились прямо пропорційно їх номінальним потужностям ітрансформатори повинні мати однакові напруги короткого замикання.

Дійсно, якщо то при паралельній роботі більше навантажується трансформатор з меншим і щоб не допустити його перевантаження, доводиться знижувати загальне навантаження. Отже, нерівність напруги короткого замикання не дозволяє повного використання паралельного включення трансформаторів за потужністю. Задовільний розподіл навантаження має місце, коли значення відхиляється від його середнього арифметичного значення не більше, ніж на ±10%. Але оскільки різниця в значеннях тим більше, чим більше трансформатори відрізняються за потужністю, рекомендується, щоб відношення номінальних потужностей паралельно працюючих трансформаторів було не більше, ніж.

Ця вимога пояснюється тим, що у трансформаторів різних потужностей активні і реактивні складові напруги короткого замикання (див. вираз 8.29) різні, у трансформаторів великої потужності , більше, а менше, ніж у трансформаторів малої потужності. Якщо але і то струми паралельно працюючих трансформаторів будуть зсунуті по фазі на деякий кут (див. рис. 8.66). При цьому сумарний струм, який віддається навантаженню, буде дорівнювати векторній сумі обох трансформаторів, тобто менше їх алгебраїчної суми. Значить і в цьому випадку номінальна потужність трансформатора не буде повністю використана