Трехфазный трансформатор

ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Трехфазный трансформаторТрансформирование трехфазного тока на мощных трансформаторных подстанциях производится тремя однофазными трансформаторами, соединяемыми в трехфазную группу по правилам. Однако на распределительных подстанциях большей частью применяются специальные трехфазные трансформаторы стержневого типа, представляющие выгоды в стоимости установки по сравнению с трехфазной группой.

Устройство трехфазного трансформатора показано на рис. 9-11. Расположение листов сердечника при сборке дано на рис. 9-12, а сечение стержней на рис. 9-4.

Каждый стержень служит для размещения обмоток одной фазы. Обмотки помещаются концентрически, причем обмотки низшего напряжения ближе к стержню. На рис. 9-11 обмотки условно показаны сдвинутыми одна от другой по оси стержня.

Как первичные, так и вторичные обмотки могут соединяться в звезду (Y) или в треугольник (∆). Однако ГОСТ оставляет только три схемы:

звезда — звезда с выведенным нулем (Y/Y0), звезда — треугольник (Y/∆) и звезда с нулем — треугольник (Y0/∆). Числитель в обозначении показывает соединение обмотки ВН, знаменатель- НН. При соединении первичных и вторичных обмоток в звезду или треугольник, в трехфазных трансформаторах, надо иметь в виду, что обмотки связаны магнитно (рис. 9-11):

Рис -11. Трехфазный трансформатор.

1 — магнитопровод; — обмотка высшего напряжения; — обмотка низшего напряжения.

поток ФА замыкается через стержни В и С, поток Фв —

через стержни А и С и поток Фс — через стержни А и В. Намагничивающие токи в обмотках, например в АХ, BY, СZ всегда сдвинуты по фазе, как показано на рис. 9-13.

Листы стали при сборке трехфазного трансформатора

Рис 9-12. Листы стали при сборке трехфазного трансформатора.

Совпадающие с токами потоки стержней ФА, Фв, Фс, очевидно, в каждый момент времени дадут сумму

ФA + Фв + Фс = 0

В частности, для одного момента времени на рис. 9-13

ФА + Фв + Фс = — 0,5ФВм + ФВм — 0,5ФВм = 0. Это условие будет соблюдено только тогда, когда, например, в звезду соединить или концы X, Y, Z, или начала АВ, С. Условие не будет соблюдено, если соединить вместе зажимы X, В, Z. Таким образом, возникает вопрос о принудительном наименовании начал и концов обмоток, при соединении их в звезду или треугольник, чего не требуется в обмотках, не связанных магнитно.

Векторная диаграмма потоков трехфазного трансформатора

Рис. 9-13. Векторная диаграмма потоков трехфазного трансформатора.

Если смотреть на трансформатор сверху (рис. 9-11), то можно видеть, что обмотки навиты по стрелке часов (вправо). Такая намотка называется правой (бывает и левая обмотка). Тогда, приняв верхние концы проводов за начала АВ, С, нижние надо считать концами X, Y , Z; можно сделать и наоборот. То же самое относится и к вторичной обмотке. Для соединения обмоток, указанного на рис. 9-11, звезда фазных э. д. с. представлена на рис. 9-14. Соединение вместе зажимов х, b, zнедопустимо, так как вектор э. д. с. Еb повернется при этом на 180° и напряжение между зажимами а, с будет линейным, а между аy и cy— фазным.

Звезда фазных э. д. с. вторичной обмотки

Рис. 9-14. Звезда фазных э. д. с. вторичной обмотки.

На щитке трансформатора за обозначением схемы соединений обмоток стоит цифра: Y/Y0-12, Y/∆-11 Y0/∆-11. Цифра условно обозначает так называемую группу соединения трансформатора. Группа указывает угловой сдвиг линейной э. д. с. обмотки низшего напряжения относительно линейной э. д. с. высшего напряжения по часовой стрелке. За единицу принят угол 30°. Таким образом, при группе 12 сдвиг равен 360°, а при группе 11—330°. Группу необходимо знать при включении трансформаторов на параллельную работу.

Определим группу соединения трансформатора, показанного на рис. 9-11. Если при разомкнутом рубильнике р2 включить рубильник р1, то диаграмма потенциалов зажимов А, В, С изобразится представленной на рис. 9-15 (точки А ,В, С). Соединим электрические зажимы А и а. 

Потенциальная диаграмма при определении группы соединения

Рис. 9-15. Потенциальная диаграмма при определении группы соединения.

Тогда точки А и а на диаграмме совместятся как точки равного потенциала. Все обмотки правые и, значит, вторичные э. д. с. во всех фазах совпадают по фазе спервичными. Поэтому, отложив от точки а вектор Еа в фазе с ЕА, найдем на диаграмме потенциал нулевой точки вторичной обмотки (точка 0). Построив векторы Ub и Uc в фазе с Uв и Ucполучим звезду вторичных э. д. с. На диаграмме можно видеть, что сдвиг вторичного линейного напряжения Uаb относительно первичного линейного напряжения UАВ равен нулю или 360°, Группа соединения двенадцатая, так как 360 : 30 = 12.

 

Статья на тему Трехфазный трансформатор