Печатать с 105-106 с.

Группа соединений зависит от схемы соединений обмоток, от направления намотки и от маркировки зажимов. В трёхфазных трансформаторах применяют следующие схемы соединений: Y/Y, ∆/∆, ∆/Z, Y/∆, ∆/Y, Y/Z (Y–соединение звездой, ∆–треугольником, Z–зигзаг; в числителе указаны соединения обмоток высшего напряжения, в знаменателе – низшего напряжения). Для однофазного трансформатора возможны две группы: 12 и 6; для трёхфазного трансформатора возможны все двенадцать групп. Четные группы имеют место при одинаковых схемах соединения первичной и вторичной обмоток: Y/Y, ∆/∆, ∆/Z; нечетные группы при разных схемах соединения первичной и вторичной обмоток - Y/∆, ∆/Y, Y/Z. Группы 0 и 6 являются основными четными группами, а группы 11 и 5 – основными нечетными группами. Остальные группы являются производными; они образуются путем круговой перемаркировки зажимов без изменения самих внутренних соединений. Из группы 0 образуются группы 4 и 8, из группы 6 – группы 10 и 2, из групп 11 и 5 – соответственно группы 3,7 и 9,1.

Необходимо отметить, что при перестановке маркировки только у двух зажимов не получится никакой группы, так как в этом случае между различными первичными и вторичными линейными ЭДС будут разные углы.

Г руппа соединения трансформатора может быть проверена прямым методом (фазометром), с помощью вольтметра и методом постоянного тока (для однофазных трансформаторов).

В прямом методе при помощи фазометра непосредственно измеряется угол между одноименными первичной и вторичной ЭДС трансформатора.

Определение группы соединения трансформатора для схем рис.6.3 проводится при помощи вольтметра. Сущность метода заключается в том, что величина напряжений

между первичными и вторичными зажимами трансформаторов находится в определённой зависимости от коэффициента трансформации и группы соединения обмоток. Если первичную обмотку включить в сеть и соединить электрически два одноименных зажима А и а, то напряжения, измеренные между зажимами b и В, b и С, с и В, с и С при различных группах соединений определяются формулами, приведенными в таблице 6.2.

Опытным путём группа соединений определяется следующим образом. На зажимы первичной обмотки пода-

Таблица 6.2

Расчетные формулы для определения групп соединения трансформаторов

Группа	Угловое смещение ЭДС	Возможные соединения обмоток	UbB=UcC	UbC	UcB
0	0º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	Uab(к-1) м	м	м
1	30º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	м	м	р
2	60º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	м	Uab(к-1) м	б
3	90º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	р	м	б
4	120º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	б	м	Uab(к+1) б
5	150º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	б	р	б
6	180º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	Uab(к+1) б	б	б
7	210º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	б	б	р
8	240º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	б	Uab(к+1) б	м
9	270º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	р	б	м
10	300º	Y/Y; Δ/Δ; Δ/Z	м	б	Uab(к-1) м
11	330º	Y/Δ; Δ/Y; Y/Z	м	р	м

ётся симметричное напряжение и определяется коэффициент трансформации линейных напряжений

к=

Затем соединяются накоротко зажимы А и а и измеряются напряжения U_bB= U_cC, U_bC и U_cB между зажимами первичной и вторичной обмоток. Данные измерений записывают в таблицу 6.3. Измеренные напряжения в зависимости от группы соединений должны быть больше (б), равны (р) или меньше (м) напряжения, определяемого по формуле:

U_Х = U_ab ,

где U_ab – вторичное линейное напряжение.

В таблице 6.2, помимо точных выражений U_bB, U_bC и U_cB, проставлены значки (б), (р), (м), указывающие на соотношения между измеренными напряжениями и напряжением U_X, пользуясь которыми можно быстро определить группу соединения обмоток, а затем проверить по точным формулам. Совпадение расчетных и измеренных напряжений свидетельствуют о соответствие трансформатора данной группе.

При больших коэффициентах трансформации (К>20) возможны ошибки при определении группы соединений. В этом случае рекомендуется к обмотке высшего напряжения присоединить понижающий трансформатор с группой соединений 0 и при измерениях вместо зажимов А, В и С использовать вторичные зажимы а, b и с понижающего трансформатора.

Таблица 6.3.

Определение группы соединений обмоток трансформатора

№ п.п	UAB В	Uab В	к		UbB В	UbC В	UcB В	UX В	Схема и группа соединений
1				опыт расчёт					Y/Y-
2				опыт расчёт					Δ/Y-
3				опыт расчёт					Δ/Y-

1. Параллельная работа трансформаторов.

Исследование параллельной работы трансформаторов с нулевой группой соединений обмоток и равными коэффициентами трансформации производится по схеме рис.6.4. В этом случае звезда собирается на зажимах X, Y, Z трансформатора Тр2. Нагрузка трансформаторов осуществляется с помощью регулируемого индуктивного сопротивления X_L.

Замыканием автоматов QF1 и QF2 оба трансформатора включаются под напряжение в режиме холостого хода и определяются коэффициенты трансформации К₁ и К₂. Включение трансформаторов на параллельную работу рубильником Q1 допустимо только после предварительной фазировки, т. е. после того, как будет проверено совпадение по фазе вторичных напряжений у двух трансформаторов, присоединенных со стороны высшего напряжения к одной и той же сети.

Фазировка заключается в измерении напряжений между выводами фазируемых обмоток и попарном нахождении выводов, между которыми напряжение равно нулю.

Для получения замкнутого электрического контура при выполнении измерений фазируемые обмотки следует предварительно соединить в одной точке. У обмоток с заземлёнными нейтралями таковыми являются соединение нейтралей через землю. У трансформаторов с изолированной нейтралью перед фазировкой соединяют любые два вывода фазируемых обмоток.

При фазировке трансформаторов (рис.6.4) измеряют напряжения между выводами а₁-а₂, b₁-b₂, c₁-c₂. Эти напряжения должны быть равны нулю. Если показания вольтметра близки к двойному вторичному напряжению трансформатора, то следует поменять чередование фаз одному из трансформаторов, после чего заново выполнить аналогичную проверку.

После замыкания рубильника Q1 включают Q2 и увеличивают нагрузку от холостого хода до номинальной нагрузки трансформатора. Показания приборов записываются в таблицу 6.4.

Таблица 6.4.

Распределение нагрузки трансформаторов

№ п.п.	Трансформатор 1		Трансформатор 2		Нагрузка
	I1 A	I2 A	I3 A	I4 A	I5 A
	К1= К1=К2 К2 =
1					0
…
5
	К1= К1 ≠ К2 К2 =
1					0
…
5

По данным табл.6.4 строится график рис.6.5. На графике зависимости I₂=ƒ(I₅) и I₄=ƒ(I₅) изображаются одной и той же прямой линией (прямая 1). Это объясняется тем, что в трансформаторах, имеющих одинаковые напряжения короткого замыкания и коэффициенты трансформации, нагрузка распределяется пропорционально номиналь-

ным мощностям, иными словами, относительные нагрузки трансформаторов одинаковы.

Для исследования параллельной работы трансформаторов с разными коэффициентами трансформации звезду на первичной обмотке трансформатора Тр 2 переносят с клемм X, Y, Z на клеммы X¹, Y¹, Z¹. Включением автоматов QF1 и QF2 ставят трансформаторы под напряжение. Определяют коэффициент трансформации Тр2. Затем включают рубильник Q1 и записывают значение уравнительного тока в первичных и вторичных обмотках, после чего включают нагрузку рубильником Q2 и доводят её до такой величины, при которой по одному из трансформаторов будет протекать номинальный ток. Данные измерений записывают в табл.6.4. На рис.6.5 по данным табл.6.4 строятся зависимости I₂=ƒ(I₅) (прямая 2) и I₄=ƒ(I₅) (кривая 3).

В общем случае ток нагрузки распределяется между параллельно включенными трансформаторами согласно следующим выражениям:

İ₁ = ;

İ₂ = − .

Из этих выражений видно, что ток каждого трансформатора состоит из уравнительного тока, обусловленного различием коэффициентов трансформации К₁ и К₂ и части тока нагрузки, определяемой сопротивлениями короткого замыкания трансформаторов Z_K1 и Z_K2.

Уравнительный ток будет иметь место и при отсутствии нагрузки (I=0).

При К₁=К₂ уравнительный ток равен нулю, а ток нагрузки распределяется между трансформаторами обратно пропорционально Z_K1 и Z_K2.

При холостом ходе параллельно включенных трансформаторов уравнительный ток по отношению к ЭДС трансформатора с меньшим коэффициентом трансформации (К₁) будет практически индуктивным, а по отношению к ЭДС трансформатора с большим коэффициентом трансформации (К₂) этот ток будет является практически емкостным. За счет ЭДС рассеяния, вызванных в обмотках уравнительным током, напряжение вторичных обмоток трансформаторов выравниваются. При подключении потребителей общий ток нагрузки распределяется между трансформаторами пропорционально их мощностям, но с этими токами нагрузки геометрически складывается уравнительный ток, что вызывает вначале уменьшение до минимального значения, а затем увеличение общего тока трансформатора Тр2 с большим коэффициентов трансформации К₂ (рис.6.5, кривая 3) и увеличение общего тока трансформатора Тр1 с меньшим коэффициентом трансформации К₁ (рис.6.5, прямая 2). Из приведенных зависимостей видно, что трансформатор, имеющий меньший коэффициент трансформации, будет перегружаться, если общий ток нагрузки довести до величины, равной сумме номинальных токов трансформаторов. Второй трансформатор при этом будет недогружен. Так как трансформаторы нельзя перегружать во избежание перегрева, то, очевидно, необходимо снизить внешнюю нагрузку так, чтобы поставить перегруженный трансформатор в нормальные условия работы. При этом второй трансформатор будет недогружен.

Содержание отчёта

1. Паспортные данные исследуемых трансформаторов и технические характеристики используемых приборов.

2. Схемы опытов.

3. Таблицы измерений.

4. Построить на одном графике зависимости вторичных токов трансформаторов от тока нагрузки при параллельной работе для К₁=К₂ и К₁≠К₂.

5. Дать оценку полученных результатов.