Schémy a skupiny zapojení vinutí transformátorov

Schémy zapojenia vinutí trojfázových transformátorov

Trojfázový transformátor existujú dve trojfázové vinutia — vysoké (VN) a nízke (NN) napätie, z ktorých každé obsahuje tri fázové vinutia alebo fázy. Trojfázový transformátor má teda šesť nezávislých fázových vinutí a 12 svoriek so zodpovedajúcimi svorkami a počiatočné svorky fáz vinutia s vyšším napätím sú označené písmenami A, B, C, konečné závery - x, Y, Z , a pre podobné závery sa na fázach nízkonapäťového vinutia používajú nasledujúce označenia: a, b, ° C, x, y, z.

Každé z vinutí trojfázového transformátora – primárne a sekundárne – môže byť pripojené tromi rôznymi spôsobmi, a to:

• hviezda;
• trojuholník;
• cik-cak.

Vo väčšine prípadov sú vinutia trojfázových transformátorov zapojené buď do hviezdy alebo trojuholníka (obr. 1).

Výber schémy zapojenia závisí od prevádzkových podmienok transformátora.Napríklad v sieťach s napätím 35 kV a viac je výhodnejšie pripojiť vinutia k hviezde a uzemniť nulový bod, pretože v tomto prípade bude napätie na vodičoch prenosovej linky V3 krát menšie. než lineárne, čo vedie k zníženiu nákladov na izoláciu.

Obr. 1

Je výhodné budovať osvetľovacie siete pre vysoké napätie, ale žiarovky s vysokým menovitým napätím majú nízku svetelnú účinnosť. Preto sa odporúča napájať ich zo zníženého napätia. V týchto prípadoch je tiež výhodné zapojiť vinutia transformátora do hviezdy (Y) vrátane svietidiel s fázovým napätím.

Na druhej strane z hľadiska prevádzkových podmienok samotného transformátora je vhodné zapojiť jedno jeho vinutie do trojuholníka.

Fáza transformačný faktor trojfázový transformátor sa zistí ako pomer fázových napätí naprázdno:

nf = Ufvnh / Ufnnh,

a koeficient lineárnej transformácie v závislosti od koeficientu fázovej transformácie a typu pripojenia fázových vinutí vyššieho a nižšieho napätia transformátora podľa vzorca:

nl = Ulvnh / Ulnnh.

Ak sú spojenia fázových vinutí vytvorené podľa schém «hviezda-hviezda» alebo «trojuholník-trojuholník», potom sú oba transformačné pomery rovnaké, t.j. nf = nl.

Pri pripájaní fáz vinutí transformátora podľa schémy „hviezda-trojuholník“ — nl = nfV3 a podľa schémy „trojuholník-hviezda“ — nl = ne/V3

Skupiny spojení vinutí transformátora

Skupina zapojení vinutí transformátora charakterizuje relatívnu orientáciu napätí primárneho a sekundárneho vinutia.Zmena vzájomnej orientácie týchto napätí sa uskutočňuje zodpovedajúcim preznačením začiatku a konca vinutia.

Štandardné označenia začiatku a konca vinutia vysokého a nízkeho napätia sú znázornené na obr.

Najprv zvážme vplyv označenia na fázu sekundárneho napätia vzhľadom na primárne na príklade jednofázový transformátor (obr. 2a).

Obr. 2

Obe cievky sú umiestnené na tej istej tyči a majú rovnaký smer vinutia. Horné svorky budeme považovať za začiatok a spodné svorky za konce cievok. Potom sa EMF Ё1 a E2 zhodujú vo fáze a podľa toho sa zhodujú sieťové napätie U1 a napätie v záťaži U2 (obr. 2 b). Ak teraz predpokladáme opačné označenie svoriek v sekundárnom vinutí (obr. 2 c), potom vzhľadom na zaťaženie EMF E2 zmení fázu o 180 °. Preto sa fáza napätia U2 zmení o 180 °.

V jednofázových transformátoroch sú teda možné dve skupiny spojení, ktoré zodpovedajú šmykovým uhlom 0 a 180 °. V praxi sa pre pohodlie pri definovaní skupín používajú hodiny. Napätie primárneho vinutia Ul je znázornené minútovou ručičkou, ktorá je trvalo nastavená na 12 a hodinová ručička zaujíma rôzne polohy v závislosti od uhla posunu medzi U1 a U2. Posun 0° zodpovedá skupine 0 a posun 180° skupine 6 (obr. 3).

Obr. 3

V trojfázových transformátoroch je možné získať 12 rôznych skupín pripojení vinutia. Pozrime sa na niekoľko príkladov.

Vinutia transformátora nech sú zapojené podľa schémy Y / Y (obr. 4).Cievky umiestnené na jednej tyči budú umiestnené jedna pod druhou.

Konzoly A a a sú spojené, aby zarovnali diagramy potenciálov. Nastavme polohu vektorov napätia primárneho vinutia trojuholníkom ABC. Poloha vektorov napätia sekundárneho vinutia bude závisieť od označenia svoriek. Na označenie obr. 4a, EMF zodpovedajúcich fáz primárneho a sekundárneho vinutia sa zhoduje, preto sa zhodujú sieťové a fázové napätia primárneho a sekundárneho vinutia (obr. 4, b). Reťaz má skupinu Y / Y - O.

Ryža. 4

Zmeňme označenie svoriek sekundárneho vinutia na opačné (obr. 5. a). Pri opätovnom označení koncov a začiatku sekundárneho vinutia sa fáza EMF zmení o 180 °. Preto sa číslo skupiny zmení na 6. Táto schéma má skupinu Y / Y — b.

Ryža. 5

Na obr. 6 znázorňuje schému, v ktorej v porovnaní so schémou z obr. 4 je urobené kruhové preznačenie svoriek sekundárneho vinutia. V tomto prípade sú fázy zodpovedajúceho EMF sekundárneho vinutia posunuté o 120 °, a preto sa číslo skupiny zmení na 4.

Ryža. 6

Ryža. 7

Schémy pripojenia Y / Y umožňujú získať párne čísla skupín, keď sú vinutia spojené podľa schémy "hviezda-trojuholník", čísla skupín sú nepárne. Ako príklad zvážte obvod znázornený na obr. 7.

V tomto obvode sa fázový emf sekundárneho vinutia zhoduje s lineárnym, takže trojuholník abc je otočený o 30 ° proti smeru hodinových ručičiek vzhľadom na trojuholník ABC. Ale keďže uhol medzi sieťovým napätím primárneho a sekundárneho vinutia sa počíta v smere hodinových ručičiek, skupina bude mať číslo 11.

Z dvanástich možných skupín zapojení vinutia trojfázových transformátorov sú dve štandardizované: «hviezda-hviezda»-0 a «hviezda-trojuholník»-11. Spravidla sa používajú v praxi.

Schémy "hviezda-hviezda s neutrálom" sa používajú hlavne pre spotrebiteľské transformátory s napätím 6 - 10 / 0,4 kV. Nulový bod umožňuje získať napätie 380/220 alebo 220/127 V, čo je vhodné na súčasné pripojenie trojfázových aj jednofázových prijímačov elektrickej energie (elektromotorov a žiaroviek).

Schémy «hviezda-trojuholník» sa používajú pre vysokonapäťové transformátory, ktoré spájajú vinutie 35 kV do hviezdy a 6 alebo 10 kV do trojuholníka. Nulová hviezda sa používa vo vysokonapäťových systémoch s uzemneným neutrálom.

Skupiny na pripojenie vinutí trojfázových transformátorov: