10. Трехфазный трансформатор
Трансформирование в трехфазной цепи может быть осуществлено либо группой, состоящей из трех однофазных трансформаторов, либо одним трехфазным трансформатором. В обоих случаях обмотки фаз высшего и низшего напряжений могут соединяться звездой или треугольником. Соединение звездой обозначается знаком Y, а треугольником —Δ.
Если обе обмотки соединены звездой, то такое соединение обозначается Y/Y. В числителе указывается способ соединения обмоток фаз высшего напряжения, а в знаменателе — низшего напряжения. Начала фаз высшего напряжения обозначаются буквами A, В и С, а концы — буквами X, У, Z. Начала фаз низшего напряжения — буквами а, b и с, а их концы — буквами х, у, z. На рис. 2.17 показана схема трех однофазных трансформаторов при соединении Δ, т.е. фазы высшего напряжения соединены звездой, а фазы низшего напряжения — треугольником.
Устройство и особенности трехфазных трансформаторов. Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном трансформаторе, т.е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН—на обмотках низшего напряжения.
На рис. 2.18 показано соединение обмоток трехфазного трансформатора по схеме.
Для правильного соединения обмоток необходимо разметить начала и концы фаз высшего напряжения (A, В, С и X, У, Z) и низшего напряжения (а, b, с и х, у, z) и придерживаться этой маркировки. Ошибка в маркировке одной из фаз или ошибка в соединении фаз может привести к тому, что ЭДС, наведенные в одноименных фазах, будут не совпадать по фазе, а будут сдвинуты относительно друг друга на 180°.
В трехфазных трансформаторах, кроме гальванической связи фаз, есть и магнитная, так как магнито проводы отдельных фаз объединены в общую магнитную систему (рис. 2.18). Такое объединение возможно благодаря тому, что магнитные потоки в отдельных фазах сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол 120°. Трехфазный трансформатор экономичнее, чем группа из трех однофазных.
11. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора
Свойства трансформатора при работе его под нагрузкой могут быть определены непосредственным его испытанием. Если включить трансформатор на какую-либо нагрузку и изменить ее, то по показаниям приборов можно определить, каким образом будет изменяться напряжение на зажимах вторичной обмотки и к. п. д. трансформатора. Однако при испытании трансформатора под нагрузкой происходит очень большой расход электроэнергии (тем больший, чем больше мощность трансформатора), и для создания активной, индуктивной и емкостной нагрузок необходимо очень громоздкое оборудование (реостаты, индуктивные катушки и конденсаторы). Кроме этого, непосредственное испытание трансформатора дает очень неточные результаты.
Все рабочие свойства трансформатора могут быть определены по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. При этом требуется сравнительно малая затрата энергии и отпадает надобность в громоздком нагрузочном оборудовании, кроме того, такое определение рабочих свойств дает высокую точность.
При опыте холостого хода измеряют напряжение первичной и вторичной обмотки U 1 и U2, ток холостого хода и потребляемую при холостом ходе мощность Р0, которая расходуется на покрытие потерь в стали магнитопровода, т. е. Рст=Ро.
При опыте короткого замыкания измеряют напряжение короткого замыкания UK, силу тока первичной обмотки, равную номинальной Iн, и мощность Рк, потребляемую трансформатором при опыте короткого замыкания и расходуемую на покрытие потерь в обмотках при номинальной нагрузке, т. е. Робм=РК.
По данным опыта короткого замыкания определяются сопротивление (полное, активное и реактивное) трансформатора при коротком замыкании zK, rK и хК, а также напряжение короткого замыкания uк и активная uа и реактивная uх составляющие напряжения короткого замыкания.
При испытании трехфазного трансформатора все величины определяются для одной фазы.
По данным опытов холостого хода и короткого замыкания можно найти напряжение на зажимах вторичной обмотки и к. трансформатора при любой нагрузке.