Трансформатор треугольник звезда: Области применения разных схем соединения обмоток

Области применения разных схем соединения обмоток

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 10(6)/0,4 КВ

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

Отсутствие у изготовителей и заказчиков четкого представления о принципиальных отличиях свойств силовых трансформаторов малой мощности с разными схемами соединения обмоток приводит к ошибкам в их применении. Причем неправильный выбор схемы соединения трансформаторных обмоток не только ухудшает технические показатели электроустановок и снижает качество электроэнергии, но и приводит к серьезным авариям.
Об этом напоминают нижегородские проектировщики Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман, которые в своем материале акцентируют внимание на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности.

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК И СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРОВ

В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

«звезда/звезда» – Y/Yн;

«треугольник–звезда» – Д/Yн;

«звезда–зигзаг» – Y/Zн.

Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз. 
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят. 
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих [2]. Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Рассмотрим режим максимальной однофазной несимметрии – режим однофазного короткого замыкания (ОКЗ) на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток Д/Yн. 
Картина токов симметричных составляющих в обмотках в этом режиме представлена на рис. 1. В неповрежденных фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока равна нулю (рабочей нагрузкой фаз пренебрегаем), а в поврежденной фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Его величина определяется известной формулой:

где Uл – линейное напряжение;
R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Сопротивления прямой последовательности R1 и X1 трансформаторов с разными схемами соединения обмоток определяются одними и теми же формулами и отличаются незначительно:

Заглянув в каталоги, нетрудно убедиться, что входящие в эти формулы известные величины Ркз и Uк от схем соединения обмоток трансформатора практически не зависят, а следовательно, от них не зависят и сопротивления прямой последовательности.  
В отличие от этих сопротивлений, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов с разными схемами соединения обмоток отличаются принципиально.

СОПРОТИВЛЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Рассмотрим картину векторов токов и магнитных потоков в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн (рис. 2).
В таких трансформаторах токи прямой, обратной и нулевой последовательностей протекают как в первичной, так и во вторичной обмотках. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке замыкаются внутри нее и в сеть не выходят. Создаваемые токами нулевой последовательности первичных и вторичных обмоток намагничивающие силы (ампер-витки) направлены встречно и почти полностью компенсируют друг друга, что обуславливает небольшую величину реактивных сопротивлений трансформатора. При этом сопротивления прямой и нулевой последовательностей приблизительно равны: R1 = R0; Х1 = Х0.
В трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/Zн в аналогичном режиме ОКЗ токи нулевой последовательности протекают лишь по вторичной обмотке трансформатора, однако магнитного потока нулевой последовательности они не создают, что объясняется особенностью схемы Zн – «зигзаг».  
Эта особенность состоит в том, что на каждом стержне трансформатора расположено по одной вторичной полуобмотке двух разных фаз (рис. 3). В режиме ОКЗ намагничивающие силы, создаваемые токами нулевой последовательности в этих полуобмотках, направлены встречно и друг друга взаимно компенсируют. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке отсутствуют. В таких трансформаторах сопротивления нулевой последовательности оказываются меньше сопротивлений прямой последовательности: R0 < R1; Х0 < Х1.

Рис. 1. Токи симметричных составляющих в обмотках трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания

IA21, IA22, IA20, IB21, IB22, IB20, IC21, IC22, IC20 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей вторичной обмотки;
IA11, IA12, IA10, IB11, IB12, IB10, IC11, IC12, IC10 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей первичной обмотки.

Рис. 2. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн

Рис. 3. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Zн 

Как следует из формулы (1), это обеспечивает большую величину тока ОКЗ у трансформаторов со схемами Y/Zн по сравнению с трансформаторами со схемами Д/Yн.
Теперь обратимся к трансформаторам со схемой соединения обмоток Y/Yн. Как известно, в обмотках, соединенных в звезду без выведенной нулевой точки, токи нулевой последовательности протекать не могут. Поэтому в режиме ОКЗ токи этой последовательности протекают только во вторичной обмотке трансформатора.
Совпадающие по фазе магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые токами вторичной обмотки, выходят за пределы магнитного сердечника и замыкаются через металлический кожух трансформатора (рис. 4). Это определяет значительно большую величину сопротивлений нулевой последовательности таких трансформаторов: R0 >> R1; X0 >> X1.

Рис. 4. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Yн

Следует отметить, что в отличие от сопротивлений прямой последовательности трансформаторов, которые можно рассчитать, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн расчету не поддаются. Их можно определить только экспериментально. Величина этих сопротивлений во многом зависит от конструкции кожуха трансформатора, от величины зазоров между сердечником и кожухом и т.п. 
Схема замера сопротивлений нулевой последовательности приведена в ГОСТ 3484.1-88 [3]. К сожалению, в этом документе указано, что такие замеры предприятия-производители проводят по просьбе заказчиков. Вероятно, в последние годы таких просьб от заказчиков не поступает, а изготовители эти замеры самостоятельно не производят, считая, что в них нет необходимости. В результате проектировщики при выполнении расчетов пользуются старыми справочными данными. Однако использовать устаревшую информацию надо чрезвычайно осторожно, ведь конструкции современных трансформаторов, в частности кожухов, а также материалы, из которых они изготовлены, существенно изменились.
Кроме того, имеющиеся на сегодня данные по сопротивлениям нулевой последовательности трансформаторов крайне скудны и противоречивы. Так, согласно замерам Минского трансформаторного завода, выполненным много лет назад, реактивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн превышают сопротивления прямой последовательности в среднем в 10 раз. В то же время в ГОСТ 3484.1-88 имеется фраза о том, что эти сопротивления могут отличаться на два порядка. И этим сегодня противоречия не исчерпываются[4].

ПОЧЕМУ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Реальные значения сопротивлений нулевой последовательности знать необходимо, поскольку они определяют величину тока ОКЗ. Чем больше эти сопротивления, тем меньше ток ОКЗ, соответственно труднее осуществить защиту трансформатора. 
В нормальных режимах работы большие сопротивления нулевой последовательности при неравномерной загрузке фаз трансформатора на стороне 0,4 кВ приводят к ухудшению качества электроэнергии у потребителя. 
Так, если принять R1 = R0, X1 = X0, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Д/Yн, то получим:

Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трехфазного КЗ.
Однако, если R0>>R1 и X0>>X1, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн, то величина тока ОКЗ оказывается значительно меньше тока трехфазного КЗ, то есть Iокз << I3фкз. Какие при этом могут возникнуть трудности с защитой, особенно если она выполнена со стороны обмотки ВН предохранителями 6(10) кВ, можно показать на конкретном примере. 
На рис. 5 изображена схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ питания собственных нужд (ТСН) ПС 110/35/6 кВ. На ПС с переменным оперативным током такие трансформаторы устанавливаются на ОРУ и подключаются к воздушному вводу, идущему от силового трансформатора к вводной ячейке ЗРУ-6(10) кВ. Защита трансформатора, включая кабель 0,4 кВ до щита 0,4 кВ, выполняется предохранителями 6 кВ. Токи КЗ в конце защищаемой предохранителями зоны – при вводе на щит 0,4 кВ приведены в табл. 1. Как из нее видно, минимальное значение тока КЗ через предохранители 6 кВ имеет место при однофазном замыкании на стороне 0,4 кВ.

Таблица 1. Токи короткого замыкания в конце защищаемой предохранителями зоны за трансформатором 100 кВА, 6/0,4 кВ, Д/Yн при вводе на щит 0,4 кВ

Рис. 5. Схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ для питания собственных нужд ПС 110/35/6 кВ

Согласно существующим рекомендациям по условиям отстройки от броска тока намагничивания трансформатора мощностью 100 кВА номинальный ток предохранителей принимается равным Iн. пр = (2 ÷ 3) Iн.тр. В данном случае Iн.пр  2 ·10 А  20. Принимаем Iн.пр = 20 А.

Минимальный отключаемый ток предохранителем типа ПКТ-6 кВ, 20 А согласно каталожным данным составляет Iмин.откл.пр = 240 А, что значительно больше токов КЗ, приведенных в табл. 1.
Таким образом, защита предохранителями типа ПКТ 6 кВ оказывается нечувствительной. Более того, при протекании тока КЗ ниже минимально отключаемого, предохранитель не только не защищает оборудование, но и разрушается сам, вызывая аварию. 
В качестве защитного аппарата можно рассмотреть возможность использования предохранителей зарубежных фирм, например марки Merlin Gerin. Номинальный ток предохранителя специалисты компании рекомендуют выбирать из условия Iпр. 0,1с  12 Iном.тр.Пользуясь времятоковой зависимостью, приведенной в [5], определяем, что этому условию удовлетворяет предохранитель Fusarc c номинальным током 20 А, минимальный ток отключения которого равен 55 А. Казалось бы, этот предохранитель надежно защищает электрооборудование, т. к. минимально отключаемый им ток меньше минимального тока КЗ: 62 А  55 А. Однако время отключения данным предохранителем тока КЗ, равного 62 А, составляет 7 с. При таком длительном времени необходимо учитывать эффект спада тока, вызванный увеличением активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева [6]. В результате спада тока его значение приближается к минимальному току отключения предохранителя –55 А, что делает защиту ненадежной.
Улучшить надежность защиты можно путем применения силового трансформатора 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Zн. В этом случае минимальный ток короткого замыкания через предохранители увеличивается до 80 А, а время его отключения предохранителем сокращается до 0,6 с и защита становится достаточно надежной.
Если же в рассмотренном примере будет применен трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Yн, то минимальный ток КЗ через предохранители составит лишь 22 А. Очевидно, что защитить электрооборудование предохранителями 6 кВ при таком токе невозможно. Недостатки трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yн проявляются и в нормальных режимах работы при неравномерной загрузке фаз. Потери напряжения в более загруженной фазе могут резко возрасти по сравнению с менее за-груженными фазами, особенно при большой загрузке трансформатора и низком cos f нагрузки.
Однако означает ли всё вышесказанное, что трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн не должны изготавливаться вообще? Представляется, что это не так. Не всегда большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора является недостатком. Например, при применении трансформаторов более 1000 кВА может возникнуть проблема устойчивости однофазной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ к току ОКЗ. В этом случае большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой Y/Yн поможет решить эту проблему.
Что же касается защиты таких трансформаторов, то она решается с помощью релейной защиты и выключателя 6(10) кВ, а с низкой стороны – с помощью вводного автомата.

ВЫВОДЫ

Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн. Несколько меньший эффект дает схема Д/Yн. Схему Y/Yн для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yн может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
2. Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1952. – 280 с.
3. ГОСТ 3484.1-88 (СТ СЭВ 1070-78). Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей / Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. и др. – М.: Энергия, 1975. – 696 с.
5. Каталог на предохранители Fusarc Merlin Gerin (стандарт DIN).
6. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

По данным: http://www.news.elteh.ru/arh/2006/41/09.php

Схемы соединения обмоток трансформаторов | nord-eksim.ru

Трансформаторы Схемы соединения обмоток

Схемы соединения обмоток

Раздел: Трансформаторы / 
Дата: 22 августа, 2017 в 12:06 / 
Просмотров: 61357

В соответствии с ГОСТ  силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 2500 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

 «звезда/звезда» — Y/Yн-0 ;
 «треугольник-звезда» — D/Yн-11 ;
 «звезда-зигзаг» — Y/Zн-11 .
Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы — А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят.
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих . Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.

*   У/УН-0: обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН – в звезду в выведенной
     нейтралью; группа 0;

*  Д/УН-11: обмотка ВН соединена в треугольник, обмотка НН – в звезду с
     выведенной нейтралью; группа 11;

*  У/ZН-11: обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН- в зигзаг с выведенной
     нейтралью; группа 11.

Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн-11. Несколько меньший эффект дает схема Y/Yн-0. Схему D/Yн-11 для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов D/Yн-11 может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.

• Рекомендуем
• Комментарии

Рекомендуем наши товары

Трансформатор ТМФ 1600/6/0,4

 Разместить заказ на трансформаторы ТМФ 1600/6/0,4 или ТМГФ 1600/6/0,4

Трансформатор ТМФ/ТМГФ производится только прямоугольной формы. Отличается от других типов трансформаторов расположением вводов ВН и НН по бокам слева или справа. Возможно исполнение вводов сверху на крышке бака или сбоку — по фланцам трансформатора.

По требованию заказчика возможно изготовление ТМФ/ТМГФ на салазках

Температурные изменения объема масла компенсируются маслорасширителем. Встроенный воздухоосушитель, предотвращают попадание в трансформатор влаги и промышленных загрязнений.

Для измерения температуры верхнего уровня масла в баке устанавливаются термометрические датчики, которые  контролируют внутреннее давление и сигнализируют о предельно допустимых величинах давления.

Для установки в условиях тропического климата используются только медные обмотки.

Диапазон мощности трансформатора ТМФ/ТМГФ — 160-2500 кВА

• Номинальное напряжение первичной обмотки ВН-6; 10 кВ
• Регулирование напряжения ПБВ со стороны ВН — ±2×2,5%
• Климатическое исполнение — У1, УЗ, УХЛ1
• Схема соединения — У/Ун-0 (звезда-звезда), Д/Ун-11 (треугольник-звезда)

Трансформаторы силовые трехфазные двухобмоточные с расширителем с естественным охлаждением масла. Маслорасширитель, установленный на крышке бака, имеет вентиляционное отверстие, соединенное через воздухосушитель. Давление масла в трансформаторе остается постоянным и не зависит от температуры. По заказу потребителя трансформатор может быть изготовлен с радиаторным или гофрированным баком

Трансформатор масляный ТМ с естественным воздушным охлаждением предназначен для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Регулирование напряжения трансформатора ТМ осуществляется в диапазоне до ± 5 % на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) переключением ответвлений обмотки ВН ступенями по 2,5 %.

ТМ cостоит из активной части, крышки и сварного бака овальной формы. На крышке расположены вводы ВН и НН, привод переключателя, расширитель с маслоуказателем и воздухоосушителем.

Активная часть масляного трансформатора ТМФ/ТМГФ состоит из магнитопровода с обмотками, нижних и верхних ярмовых балок. Трансформатор помещен в бак с маслом для охлаждения и предотвращения разрушение обмоток трансформатора от внешней среды.

Обмотки ТМ сделаны из алюминиевых обмоточных проводов, межслойная изоляция – из кабельной бумаги.

СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ ТМ(Г)Ф-Х/10(6)-У1
Т — Трансформатор трехфазный
М — МасляныйТ
Г -Герметичный
Ф -Фланцевый
X — Номинальная мощность, кВА
У1 — Климатическое исполнение и категория
размещения по ГОСТ 15150

Условия эксплуатации трансформатора ТМ(Г)Ф

• Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли;
• Высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
• Режим работы длительный;
• Температура окружающей среды от -60°С до +40°С;
• Трансформаторы не предназначены для работы в условиях тряски, вибраций, ударов, в химически агрессивной среде.

Скачать опросный лист на трансформатор ТМ(Г)Ф

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов



Обмотки трансформаторов имеют обычно схемы соединения: звезда Y, звезда с выведенной нейтралью Yn. и треугольник Δ.

Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток (E₁ и Е₂) принято выражать условно группой соединений.

В трехфазном трансформаторе применением разных способов соединений обмоток можно образовать двенадцать различных групп соединений, причем при схемах соединения обмоток звезда-звезда мы можем получить любую четную группу (2, 4, 6, 8, 10, 0), а при схеме звезда — треугольник или треугольник-звезда любую нечетную группу (1, 3, 5, 7, 9, 11).

Группы соединений указываются справа от знаков схем соединения обмоток. Трансформаторы по рис.1 имеют схемы и группы соединения обмоток: Y/Δ-11; Yn / Yn /Δ-0-11; Y/Δ/Δ-11-11.

Соединение в звезду обмотки ВН позволяет выполнить внутреннюю изоляцию из расчета фазной ЭДС, т.е. в √3 раз меньше линейной. Обмотки НН преимущественно соединяются в треугольник, что позволяет уменьшить сечение обмотки, рассчитав ее на фазный ток I/√3. Кроме того, при соединении обмотки трансформатора в треугольник создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратный трем, которые при этом не выходят во внешнюю сеть, вследствие чего улучшается симметрия напряжения на нагрузке.

Сверхмощные генераторы конструктивно выполняются с двумя трехфазными обмотками статора, ЭДС которых сдвинуты на 30°. Для работы в блоке с такими генераторами изготовляются мощные однофазные трансформаторы с двумя обмотками низшего напряжения и двумя обмотками высшего напряжения. В трехфазной группе для компенсации сдвига ЭДС обмоток статора генератора одна обмотка низшего напряжения соединяется по схеме Δ, а другая — по схеме Y.

Рис.1. Соединение обмоток и векторные диаграммы

напряжений однофазных трансформаторов для

присоединения к шестифазному генератору

На рис.1 показано соединение обмоток группы однофазных трансформаторов ОРЦ-533000/500, предназначенных для энергоблока 1200 МВт. Каждая фаза трансформатора выполнена на двухстержневом магнитопроводе. Соединение обмоток, расположенных на первом стержне, образует схему Δ/Yn-11, а на втором Y/Yn-0 (или 12).

Соединение обмоток в звезду с выведенной нулевой точкой применяется в том случае, когда нейтраль обмотки должна быть заземлена. Эффективное заземление нейтрали обмоток ВН обязательно в трансформаторах 330 кВ и выше и во всех автотрансформаторах. Системы 110, 150 и 220 кВ также работают с эффективно-заземленной нейтралью, однако для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали части трансформаторов могут быть разземлены. Так как изоляция нулевых выводов обычно не рассчитывается на полное напряжение, то в режиме разземления нейтрали необходимо снизить возможные перенапряжения путем присоединения вентильных разрядников к нулевой точке трансформатора (рис.2). Нейтраль заземляется также на вторичных обмотках трансформаторов, питающих четырехпроводные сети 380/220 и 220/127 В. Нейтрали обмоток при напряжении 10-35 кВ не заземляются или заземляются через дугогасящую катушку для компенсации емкостных токов.

Рис.2. Способы заземления нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов

а — у трансформаторов 110-220 кВ без РПН,

б — у трансформаторов 330-750 кВ без РПН,

в — у трансформаторов 110 кВ с встроенным РПН,

г — у автотрансформаторов,

д — у трансформаторов 150-220 кВ с РПН,

е — у трансформаторов 330-500 кВ с РПН.



Схема соединения обмоток трансформатора треугольник звезда 11. Методы определения групп соединения обмоток

Тождественность групп соединения обмоток трансформаторов является одним из условий их параллельной работы. Определить группу соединения трансформаторов можно несколькими методами:

Построением векторной диаграммы напряжений;

Применением «полярометра» и источника постоянного тока;

Использованием двух вольтметров и источника переменного тока;

Измерением угла между векторами напряжений.

Для построения векторной диаграммы сначала вычеркивают схемы соединения обмоток обоих напряжений, проставляя на них начала и концы всех фазных обмоток, а затем, анализируя взаимное положение фазных ЭДС в обмотках, строят соответствующие им треугольники или звезды напряжений.

По взаимному положению векторов одноименных фазных напряжений определяют угол сдвига вектора первичного напряжения относительно вектора вторичного. Сказанное иллюстрируется рис.6.2, выполненным для группы звезда/треугольник-3.

Применение полярометра заключается в фиксации направления ЭДС, наводимых в обмотках низшего напряжения в моменты включения источника постоянного тока, присоединенного к обмотке высшего напряжения. Схема опыта для однофазных трансформаторов приведена на рис.6.3.

В качестве фиксирующего прибора применяется магнитоэлектрический вольтметр с соответствующим пределом измерения. Источник постоянного тока должен иметь напряжение в приделах от 2 до 12 В. Если в момент замыкания ключа
стрелка гальванометра отклонится в сторону положительных значений, делается заключение о совпадении полярности выводов а-х
с

полярностью выводов А-Х, что соответствует группе соединения обмоток номер 0. Отклонение стрелки прибора в противоположную сторону соответствует группе соединения обмоток номер 6.

Описанный опыт опирается на следующее правило: за начало вторичной обмотки однофазного трансформатора принимается такой ее вывод, из которого ток вытекает, если в этот момент времени он вытекает в первичную обмотку.

В случае трехфазного трансформатора источник постоянного тока последовательно подключается к зажимам АВ, ВС и АС. Для каждого варианта подключения источника фиксируется полярность отклонения стрелки прибора в момент замыкания ключа при поочередном присоединении прибора к выводам ав, вс и ас. В результате опыта получают девять вариантов отклонении стрелки прибора. Используя специальную таблицу, по полученному сочетанию знаков отклонений определяют номер группы соединения обмоток. Для иллюстрации, на рис.6.4 приведена схема опыта и таблица результатов для трансформатора с группой соединения обмоток номер 6.

Несмотря на простоту, рассматриваемый метод является весьма громоздким, поэтому на практике стараются применить его упрощенные варианты. Один из них заключается в следующем. «Плюс» источника постоянного тока присоединяется к зажиму В, а «минус»- к объединенным зажимам двух других фаз А и С трансформатора. Затем фиксируются направления отклонения стрелки прибора при его поочередном подключении к зажимам ав, вс и ас. В результате получают три измерения, достаточные для однозначного определения номера группы соединения обмоток по приведенной ниже табл.6.2.

Данный вариант метода полярометра требует повышенного внимания при фиксации направления отклонения стрелки прибора. Так, в ряде случаев вследствие сильного отброса стрелки от упора не очень четко определяются нулевые значения отклонения, что может привести к ошибочным выводам. В этом случае следует выбрать менее чувствительный прибор или снизить напряжение источника.

Метод двух вольтметров на переменном токе применяется для трехфазных трансформаторов. Он основан на сравнении расчетных данных с результатами замера напряжений между определенными выводами обмоток трансформатора. Для этого соединяют между собой выводы а и А, к обмотке ВН подводят трехфазное напряжение (не более 380 В) и последовательно измеряют напряжения между выводами в и В, в и С, с и В. Полученные значения сравниваются с предварительно рассчитанными для данной группы соединения по формулам специальной табл.6.3. При совпадении значений делается заключение о номере группы соединения обмоток.

В табл.6.3 под понимают значение коэффициента трансформации линейных напряжений.

Измерение угла между векторами напряжения может быть осуществлено фазометром или фазоуказателем. Фазометр измеряет угол между векторами двух напряжений и обычно включается по схеме рис.6.5. Измеренное значение угла между векторами напряжений АВ и ав определяет номер группы соединения обмоток трансформатора.

При использовании фазоуказателя прибор подключается в соответствии с рис.6.6 и указывает угол между векторами фазного напряжения А первичной обмотки и линейного ав вторичной обмотки. Пересчетом определяется угол между одноименными векторами напряжений, однозначно связанный с номером группы соединения обмоток.

Группой соединения
обмоток трансформатора называют условное число, характеризующее сдвиг фаз одноименных линейных напряжений обмоток НН, СН и ВН. Это число, умноженное на 30 o , дает угол отставания в градусах векторов линейных напряжений обмоток НН и СН по отношению к векторам соответствующих линейных напряжений обмотки ВН. В обозначении трансформатора номер группы соединения указывается после обозначения схемы соединения обмоток, Y/Y-0, или Y/Δ-11 и др.

Для определения группы соединений используют аналогию со стрелочными часами. Минутная стрелка часов совмещается с напряжением ВН и устанавливается на цифре 0 (12), а часовая совмещается с одноименным напряжением НН и указывает на группу соединения (рисунок 1.9).

Рис. 1.9. Определение группы соединения обмоток трансформаторов.

В однофазных трансформаторах угол между напряжениями ВН и НН может быть равен 0 или 180°, что соответствует группам 0 или 6 и обозначаются I/I-0 или I/I-6. В трехфазных трансформаторах линейные напряжения ВН и НН могут быть сдвинуты на угол, кратный 30°.

Различные группы получают сочетанием схем соединения фаз обмоток с маркировкой зажимов этих фаз по стержням трансформатора.

Четные номера групп
образуются при однотипных схемах соединения обмоток ВН и НН (Y/Y, D/D), нечетные
– при разнотипных схемах соединения (Y/D, D/Y и др.).

Группы соединения 0, 6, 11, 5 называются основными
. У основных групп катушки фаз с одинаковой маркировкой выводных зажимов располагаются на одних и тех же стержнях, у производных
– на различных. Производные группы соединения обмоток получаются из основных путем круговой перемаркировки обозначений выводов (например, из ABC
в CBA
и др.).

Путем круговой перемаркировки обозначений выводов одинаково обозначенные напряжения поворачиваются на угол 120° = 4×30°: номер группы изменяется на 4.

Рис. 3.4. Основные схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов с векторными диаграммами.

Перемена местами обозначения начал и концов фазных обмоток изменяет фазу всех напряжений на 180°: номер группы изменяется на 6.

При замене обмотки НН на обмотку ВН или обмотки ВН на обмотку НН с сохранением их соединений и маркировки номер группы изменяется с на (например, при изменении схемы обмоток с Δ/Y 0 -11 на Y 0 /Δ группа изменяется с 11 на 1).

При соединении обмоток трансформатора в треугольник группа зависит также от способа объединения обмоток в треугольник. Так, при изменении соединения выводов с а–у
, b–z
, с–х
на а–z
, b–х
, с–у
линейные напряжения поворачиваются на 60° = 2×30°: номер группы увеличивается на 2.

Из всех возможных групп соединения трехфазных двухобмоточных трансформаторов используются только группы 0 и 11 с выводом в случае необходимости нулевой точки звезды (Y/Y 0 -0, Y/Δ-11, Y 0 /Δ-11). Стандартом также предусмотрена группа соединения Δ/Y 0 -11 (рисунок 3.7).

Экспериментальное определение группы соединения обмоток
. Существует несколько методов определения группы соединения обмоток трансформаторов, среди которых наиболее распространены метод фазометра, метод вольтметра, метод моста, метод постоянного тока.

Метод фазометра (прямой метод)
основан на непосредственном измерении угла фазового сдвига между соответствующими линейными напряжениями (ЭДС) обмоток ВН и НН с помощью фазометра , включенного по схеме, показанной на рисунке 1.10. Параллельную обмотку фазометра U-U*
подключают к стороне ВН, а последовательную обмотку I-I*
к стороне НН. Для ограничения тока в последовательной обмотке ее подключают через добавочное сопротивление . Затем трансформатор включают в сеть с симметричным трехфазным напряжением. Для удобства измерений желательно, чтобы фазометр имел полную (360°) шкалу.

Метод вольтметра
– это косвенный метод проверки группы соединений, основанный на измерении вольтметром напряжений (ЭДС) между одноименными выводами обмоток ВН и НН.

Если проверяют группу соединения Y/Y-0, рисунок 1. 10, то, соединив проводом выводы А
и а
, измеряют напряжение (между выводами B
и b
) и (между выводами C
и c
). Если предполагаемая группа соединения Y/Y-0 соответствует фактической, то

,
где – отношение линейных напряжений (ЭДС) ВН и НН, т.е. коэффициент трансформации линейных напряжений (ЭДС).

Если проверяют группы соединения 6, 11 или 5, то для проверки измеренных значений напряжений пользуются формулами:

группа Y/Y-6 ,

группа Y/Δ-11 ,

группа Y/Δ-5 .

Если условия равенства напряжений по приводимым формулам не соблюдаются, то это свидетельствует о нарушениях в маркировке выводов трансформатора.

Рис. 1.10. Определение групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов методами фазометра (слева) и вольтметра (справа).

Метод моста.
Применяется при определении группы соединения обмоток трансформатора одновременно с измерением коэффициента трансформации с помощью компенсационного моста.

Метод постоянного тока
применяется в однофазных трансформаторах и трехфазных трансформаторах со схемой соединения Y 0 /Y 0 или Δ/Δ, если соединение выполнено вне бака трансформатора. Начала и концы входных обмоток поочередно включают на постоянное напряжение и определяют полярность напряжения на соответствующих выходных зажимах с помощью магнитоэлектрического вольтметра. Полярность проверяют в момент замыкания ключа. При одинаковой полярности трансформатор относится к группе 0, при различной – к группе 6.

Страница 29 из 46

Одной из важнейших проверок у трансформаторов является проверка полярности обмоток и схем их соединения, что при определенном чередовании фаз подаваемого напряжения при включении их в работу определяла группу соединения трехфазных трансформаторов. Из теории известно, что для возможности параллельной работы трансформаторов они должны иметь одну и ту же группу.
Полярность обмоток определяется методом, изложенным в § 3. (Согласно требованиям Норм эта проверка производится в случае отсутствия паспортных или заводских данных при монтаже и после ремонтов со сменой обмоток при эксплуатации.)
Для определения групп трансформаторов и оценки их в плане соответствия заводским данным исходят из следующих основных предпосылок.

1. Выводы обмоток высшего напряжения (ВН) обозначаются прописными буквами А, В, С, Xf Y, Z, выводы обмоток низшего напряжения (II1I) -а, б, с, х, у, г.

Рис. 118 Изображение однополярных выводов при одинаковом направлении обмоток

1. У обмоток, имеющих одинаковое направление намотки, все начала (однополярные) при изображении располагаются с одной стороны, а концы — с другой (рис. 118). У обмоток, имеющих разное направление на-

Рис. 119. Изображение однополярных выводов при различных направлениях намотки обмоток
мотки, начала и концы располагаются с разных сторон (рис,119).

1. Условно считается, что вектор первичного Uax и вторичного Uax напряжений и соответствующим им ЭДС Елх имеют одно и то же направление, если считать, что обе обмотки имеют одно и то же направление намотки, при этом положительному направлению обоих векторов соответствует обход обмоток от концов X, х к началам А, а. Если направление намотки у обмоток разное, то положительному направлению вектора ЭДС соответствует обход обмотки высшего напряжения от конца X к началу А, вектор ЭДС обмотки низшего напряжения изображается противоположным ему на 180°.
2. Начало обмоток и нулевой вывод располагаются на крышках трансформаторов в последовательности ОАВС, о, а, Ь, с слева направо, если смотреть на них со стороны выводов ВН.

Рис. 120. Векторная диаграмма напряжений

1. Обмотка ВН считается первичной, НН — вторичной.
2. Векторная диаграмма линейных и фазных напряжений первичных считается исходной и во всех случаях неизменной независимо от схемы соединения обмоток трансформатора и подключения его к сети. Чередование фаз сети согласно ГОСТ принимается А-В-С (рис.120).
3. У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются в основном в звезду (У) и в треугольник (Д). В зависимости от схемы соединения выводов для образования треугольника и от порядка подключения фаз напряжения сети к выводам возможно получение разных групп соединения. Группа соединения определяется сдвигом по фазе линейного или фазного напряжения обмотки HIT по отношению к одноименному линейному или фазному напряжению обмотки BН. В зависимости от всех перечисленных факторов группы соединений трансформаторов могут отличаться друг от друга на п.30° (п — число в пределах 1 -12). В связи с тем что часовые деления циферблата составляют то же число, а угол между каждой парой часовых делений составляет также 30°, принято группы трансформаторов определять по часовой системе, считая вектор напряжения стороны BН исходным и направленным на цифру 12. Вектор напряжения НИ направляется при изображении группы на ту цифру циферблата часов, которая определяет группу. Первая группа означает, что вектор Uнн опережает одноименный вектор U нн на 30°, вторая — что вектор этот опережает на 60° и т. д.

В СССР выпускаются трансформаторы в основном Двух групп — 12 (У/У) и И (У/Д), но в зависимости от подсоединения их обмоток к фазам системы (сети) встречаются также группы 1, 5, 7. Примеры различных групп соединения и соответствующие им векторные диаграммы показаны на рис. 121.

Рис. 121. Примеры схем соединения обмоток силовых трансформаторов. Точками обозначены согласно ГОСТ однополярные выводы. В случаях 1, 4, 5 направление обмоток одинаковое, а в случаях 2, 3, 6 — разное. Стрелками показано направление ЭДС обмоток

Для определения группы трансформаторов можно пользоваться следующим простым приемом. Например, нужно определить группу трансформатора для случая 6 рис. 121 соединения обмоток. Напряжения (или ЭДС) обмоток ВН и ИМ стержня фазы А (аналогично В и С) могут или совпадать, или быть противоположными по фазе, так как обмотки располагаются на одном стержне магнитопровода. Определив предварительно полярность поляромером как для однофазных трансформаторов, убеждаемся в том, что для случая 6 одноименные по фазам обмотки имеют противоположное направление намотки. В соответствии с этим на векторной диаграмме строим вектор ab, противоположный по фазе вектору А, вектор бс — вектору В и вектор са — вектору С на том основании, что со стороны треугольника линейные напряжения будут соответствовать по фазе фазному на стороне звезды.
Изобразив эти векторы, обозначают вершины треугольника, которые они составляют. Эти вершины должны именоваться общими буквами, участвующими в наименовании двух соседних векторов (вершина сторон, образованных векторами ab и бс, должна называться В и т. д.). Построив в треугольнике звезду фазных напряжений, нетрудно определить фазный вектор напряжения стороны НН и сравнить его с одноименным на циферблате часов. Угол в разбираемом случае составляет 210°. Значит, группа при данном соединении обмоток, данной полярности обмоток и наименовании фаз будет седьмая.
Аналогично можно рассуждать, но только в обратном направлении, если необходимо соединить обмотки так, чтобы получить необходимую (заданную) группу.
Группу трансформатора можно изменять, не делая никаких изменений в схеме соединения самих обмоток, только за счет циклической перестановки фаз напряжения со стороны ВН или НН. Очевидно, что если вместо фазы В на высокую сторону подсоединить фазу At вместо С — фазу Ву а вместо А — фазу С. то группа изменится с седьмой на одиннадцатую. Аналогично группа изменится на третью, если еще раз произвести циклическую перестановку фаз, т, е. на фазу С подсоединить фазу А, на фазу А — фазу В и на фазу В — фазу С
Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра (методом поляромера), фазометра или специального векторметра.

Рис. 122. Проверка группы соединения трансформаторов с помощью гальванометра (методом поляромера)
С помощью гальванометра группа определяется следующим образом. На выводы А и В обмотки ВН поднимается аккумуляторная батарея напряжением 6 В через рубильник (рис. 122). К выводам ab, бс, са поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При подключении гальванометра определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС и АС.

Рис. 123. Проверка группы соединений обмоток силовых трансформаторов с помощью фазометра
В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу, и сравнением их с приведенными в таблицах для определения групп трансформаторов устанавливается проверяемая группа.

Рис. 124 Проверка группы соединения обмоток силовых трансформаторов с помощью фазоуказателя
Метод поляромера прост и удобен, но требует тщательности определения отклонений, так как в некоторых случаях, когда гальванометр слишком чувствителен, нулевое отклонение фиксируется нечетко. В этих случаях следует снизить напряжение батареи или выбрать более грубый гальванометр.
Фазометром или универсальным фазоуказателем типа Э-500/2 можно измерить непосредственно угол между вектором напряжения НИ и ВН, подсоединяемых по схемам рис. 123 и 124. По измеренному углу и по рис. 121 определяется группа.

Группой соединения обмоток трансформатора называется угол сдвига между векторами одноименных линейных ЭДС первичной (ВН) и вторичной (НН) обмоток трансформатора.

1. Для характеристики относительного сдвига фаз линейных ЭДС обмоток ВН и НН вводится понятие группы соединения обмоток трансформатора.

2. Фазовый сдвиг между одноименными линейными ЭДС обмоток ВН и НН зависит от обозначения их выводов (концов), от направления намотки и от схемы соединения. Этот угол, как будет показано далее, кратен 30°.

Группа соединения обозначается целым положительным числом, получающимся от деления на 30° угла сдвига между линейными ЭДС одноименных обмоток ВН и НН трансформатора. Отсчет угла производят от вектора ЭДС ВН по направлению вращения часовой стрелки.

Трансформаторы, имеющие одинаковый сдвиг фаз между линейными ЭДС обмоток ВН и НН, относятся к одной и той же группе соединения.

В трехфазных трансформаторах схемы соединения Y, D, Z («звезда», «треугольник», «зигзаг») могут образовывать 12 различных групп со сдвигом фаз линейных ЭДС через 30°. В связи с этим на практике принято определять группу соединения с помощью стрелок на часовом циферблате (угол между любыми двумя цифрами кратен 30°). Это так называемый «часовой метод» определения группы соединения трансформатора.

Для определения группы соединения трансформатора по «часовому методу» необходимо совместить минутную стрелку вектором линейной ЭДС обмотки ВН, а часовую – с вектором линейной ЭДС обмотки НН. Далее обе стрелки поворачиваются так, чтобы минутная стрелка показывала на цифру 12, тогда часовая стрелка укажет час, соответствующий группе соединения трансформатора.

Рассмотрим определение группы соединения при помощи топографической векторной диаграммы на примере соединения обмоток трансформатора по схеме Y/ Y – 0.

Задавшись произвольной маркировкой выводов обмоток ВН и НН, и соединив электрически два одноименных зажима (например, A
и a
, рис.7), измеряют ЭДС .

Выбрав масштаб, строят векторную диаграмму линейных ЭДС первичной обмотки (ВН). Так как выводы A
и а
совпадают, то на диаграмме эти точки должны быть совмещены. Точка b
строится следующим образом. Строится окружность радиусом, равным с центром в точке B
. Далее строится еще одна окружность радиусом, равным с центром в точке С
. Точкой пересечения этих окружностей и является точка b
, которая находится на расстоянии от точки a
. Аналогичным образом строится точка c
, которая находиться на расстоянии от точки а
. По углу сдвига между одноименными линейными ЭДС определяется группа соединения (в рассматриваемом случае Y/ Y – 0).

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов могут образовывать группы:

· Y/Y, D/D, D/Z образуют четные группы: 0, 2, 4, 6, 8, 10;

· Y/D, D/Y, Y/Z образуют нечетные группы: 1, 3, 5, 7, 9, 11.

При построении векторных диаграмм необходимо руководствоваться следующими правилами. Направление намотки всех обмоток считается одинаковым; векторы ЭДС обмоток ВН и НН, расположенные на одном стержне, совпадают по фазе, если в рассматриваемый момент времени ЭДС этих обмоток направлены к одноименным выводам, а если наоборот, то сдвинуты на 180°.

Трехфазные трансформаторы с соединением обмоток Y/Y, D/D, D/Z образуют группы 0 и 6, с соединением обмоток Y/D, D/Y, Y/Z – группы 11 и 5, если на каждом стержне магнитопровода размещены одноименные фазы.

Если у одной из стороны, например НН, сделать перемаркировку (не изменяя самих соединений) обозначений выводов (без изменения самих соединений): вместо a – b – c
сделать с – a – b
и затем b– c – a
, то можно получить из группы 0 соответственно группы 4 и 8, из группы 6 – группы 10 и 2; из группы 11 – группы 3 и 7, из группы 5 – группы 9 и 1.

В России стандартизованы трехфазные трансформаторы Y/Y н – 0, Y н /D — 11 и Y/Z н – 11; однофазные 1/1 – 0.

Убедившись, что оба трансформатора принадлежат к одной группе, делается заключение о возможности включения их на параллельную работу.

Предположим, что два трансформатора, одинаковые по своим параметрам, но имеющие разные группы соединения обмоток включены на параллельную работу. Пусть первый трансформатор имеет группу соединения Y/Y – 0, а второй Y/D — 11. Тогда векторы линейных ЭДС вторичных обмоток будут сдвинуты на угол 30°, геометрическая сумма линейных ЭДС вторичных обмоток , уравнительный ток будет очень большим:

,

трансформаторы могут выйти из строя.

Параллельная работа трансформаторов

Собирается схема по рис.8. Следует опытным путем проверить соответствие маркировки. Для этого необходимо измерить напряжение между одноименными зажимами вторичных обмоток трансформаторов: . Одну пару одноименных выводов, например a – a 1
соединить перемычкой. Если маркировка определена правильно, то напряжение между одноименными зажимами будет равно нулю, а между разноименными, например между a
и b 1
— .После этого рубильник «П» можно замкнуть.

При снятии внешней характеристики следует изменять величину сопротивления нагрузки во вторичной цепи трансформаторов. Измерения производят в 5 – 6 точках, начиная от х.х. до .

Суммарный ток нагрузки

Показания приборов заносятся в табл. 8. По полученным данным строится зависимость при .

Таблица 8

В отчете необходимо представить:

1. паспортные данные трансформаторов и электроизмерительных приборов;

2. схемы, по которым проводились лабораторные исследования, таблицы измеряемых величин;

3. коэффициенты трансформации и процентное расхождение между ними;

4. номинальные напряжения к.з. и процентное расхождения между ними;

5. топографические векторные диаграммы для определения группы соединения обмоток трансформаторов (если сначала группы окажутся разными, то следует построить все полученные диаграммы, и указать, что нужно сделать для изменения группы).

6. внешние характеристики трансформаторов при параллельной работе: ;

7. заключение о параллельной работе испытуемых трансформаторов, основывающееся на полученных данных (коэффициенты трансформации, напряжения к.з., значения токов ; если какое-либо условие не выполняется, то следует указать влияние этого обстоятельства на внешние характеристики и распределение нагрузки между трансформаторами).

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется группой соединения трансформаторов?

2. С какой целью трансформаторы включают на параллельную работу?

3. От чего зависит группа соединения трансформатора?

4. Сформулировать условия включения трансформаторов на параллельную работу.

5. Как перейти от одной группы соединения к другой?

6. Что произойдет если включить на параллельную работу трансформаторы:

· При разных k
?

· При разных значениях напряжения короткого замыкания?

· При разных группах соединения?

7. Что произойдет при включении трансформаторов на параллельную нагрузку, если параллельно включены не одноименно-полярные зажимы?

8. Как практически определить одноименно-полярные зажимы?

9. Как распределяется нагрузка между трансформаторами различной мощности?

10. Как определить k
в трехфазном трансформаторе при соединении обмоток по схеме Y/Y и Y/D?

Лабораторная работа №3

Трансформаторы Соединения обмоток — Энциклопедия по машиностроению XXL

Основное применение изоляция некоторых видов монтажных проводов, изоляция обмоток электрических машин, аппаратов, трансформаторов, гибкие тонкие электроизоляционные прокладки, гибкая изоляция соединений обмоток электрических машин, аппаратов, трансформаторов, приборов.  [c.106]

Соединение обмоток трехфазных источников энергии (генераторов, трансформаторов) производится либо звездой (фиг. 34), либо треугольником  [c.461]

Однофазные замыкания на землю со стороны низшего напряжения 400 и выше на понижающих трансформаторах с соединением обмоток звезда — звезда с заземленной нейтралью  [c.25]

Группы соединений обмоток силовых трансформаторов.  [c.298]

Фазировка трансформаторов при напряжении до 1000 В при различных соединениях обмоток. Фазировка трансформаторов при напряжении выше 1000 В,  [c.335]

Трехфазный трансформатор с ферромагнитным сердечником. Соединение обмоток звезда — звезда  [c.219]

Соединение обмоток источников трехфазного тока (генераторов, трансформаторов)  [c. 113]

Магнитные усилители — трехфазные питаются они от разных вторичных обмоток трехфазного трансформатора, соединенного но схеме л / ЛА> подключаемого к сети через автоматический выключатель 4 А.  [c.249]

Обмотки переменного тока магнитных усилителей каждого привода питаются от разных вторичных обмоток трех однофазных трансформаторов, соединенных по схеме напряжением 70 в.  [c.270]

По шкале номинальных мошностей трансформаторов типа ТМ выбираем трансформатор ТМ-50/6 ква для напряжений 6000/230 в, соединение обмоток Y/Y (низшее напряжение должно соответствовать напряжению генератора).  [c.533]

Гибкие выводные провода с пленочной изоляцией применяют для выводов и соединений обмоток электрических машин и трансформаторов тока.  [c.175]

Р.ИС. 116. Схема соединений обмоток трансформатора ОЦР 1000/25  [c.139]

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов  [c. 216]

Во избежание поражения рабочих напряжением 220 или 380 в при случайных пробоях изоляции первичной обмотки трансформатора или обмоток мотора преобразователя корпусы этих машин заземляются. На корпусе каждого агрегата или трансформатора имеется болт, который должен быть надежно соединен с цеховой сетью заземления. Сечение заземляющего провода должно быть не менее 6 мм для медного и не менее 12 мм для стального провода.  [c.294]

Однопостовые выпрямители для ручной сварки имеют ступенчатую и плавную регулировку сварочного тока. Два диапазона токов обеспечиваются переключением схемы соединения катушек в обмотках трансформатора. Диапазон малых токов получается соединением катушек первичной и вторичной обмоток в звезду Y/Y. Соединение катушек первичной и вторичной обмоток трансформатора в треугольник А/Д обеспечивает диапазон больших токов. При изменении схемы соединения обмоток со звезды на треугольник коэффициент трансформации не изменяется, а индуктивность обмоток уменьшается, и при тех же положениях обмоток токи возрастают. Изменение схемы соединения обмоток осуществляется при помощи специального переключателя диапазона тока.  [c.57]

Двухфазные системы встречаются в настоящее время крайне редко (для питания электрич. печей) в США они были ранее широка распространены, причем из построенных в этой стране двухфазных установок часть существует и поныне. Двухфазные системы представляют собой сочетание двух однофазных систем, в которых эдс и соответственно токи сдвинуты па фазе (см. Сдвиг фаз) на 90° (четверть периода) получить такие токи (двухфазный ток) возможно от двух имеющих общий вал генераторов, обмотки якорей к-рых расположены друг по отношению к другу со сдвигом на 90° на практике их получают от одного генератора с двумя обмотками, сдвинутыми на 90°. Для соединения обмоток генераторов, трансформаторов и проводов применимы следующие схемы.  [c.448]

Соединение обмоток трехфазных трансформаторов. ……. Д/У Д/У Д/  [c.12]

Важнейшими условиями параллельной работы сварочных трансформаторов (рис. I) являются одинаковые значения следующих параметров высшего (первичное) и низшего (вторичное) напряжения, напряжения холостого хода, напряжения короткого замыкания, груп-. пы соединения обмоток, полярности включения обмоток.  [c.8]

Для поясняющих схем, целью которых является детальное изучение допустим, схем соединений, общих УГО может оказаться недостаточно. Например, тя трансформатора может быть необходимым использование более подробного УГО, включающего дополнительные и квалифицирующие символы, показьшающие соединение обмоток и группу векторных символов, соответствующих стандарту.  [c.242]

Отводы, их назначение. Способы выполнения отводов в зависимости от классов напряжения трансформаторов. Схемы отводов в зависимости от схемы и группы соединения обмоток трансформатора. Схемы отводов обмоток ВН и НН. Группы соединений обмоток силов ых трансформаторов.  [c.328]

Схемы полупроводниковых выпрямителей могут быть классифицированы по выходной мощности — установки малой мощности (единицы киловатт), средней (десятки киловатт) и большой мощности по числу фаз источника питания — напрямители однофазного тока и трехфазного тока по возможностям регулировки — неуправляемые и управляемые. Выпрямители однофазного и трехфазного тока в зависимости от схемы включения вентилей и схе] ы соединения обмоток трансформатора в свою очередь подразделяют на схемы со средней точкой, мостовые и т. д. Иногда выпрямители классифицируют и по ряду других признаков характеру нагрузки (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная, нагрузка с противоэдс), напряжению (низкого, среднего и высокого), частоте выпрямленного тока и т. д.  [c.23]

С — конструктивная схема трансформатора ТСК-500 (кожух снят), б — электрическая схема его I — сетевые клеммы для проводов, 2 — сердечник (маг-нптопровод), 5 —рукоятка для регулирования тока, 4 — клеммы для подсоединения сварочных проводов, 5 —ходовой винт, 6 — катушка вторичной обмотки, 7 — катушка первичной обмотки, 8 — компенсирующий конденсатор (стрелками показано перемещение катушек для р улирования тока) в — параллельное соединение обмоток трансформатора Тд-500, г — последовательное соединение обмоток его же 0/7 — первичная обмотка ОВ — вторичная обмотка ЯД—переключатель диапазона токов С — защитный фильтр от радиопомех  [c. 16]

Мощность грансфор-матора, кВ.А Первичное напряжение. кВ Полное сопротивление трансформатора 2т в режиме однофазного к. з. при схеме соединений обмоток Мощность трансформатора, кВ. А Первичное напряжение, кВ Полное сопротивление трансформатора т в режиме однофазного к. з. при схеме соединений обмоток  [c.213]

Функциональная электрическая схема устройств ВАЗ-35-310, ВАЗ-75-245 (рис. 5.4) имеет силовой трехфазиый трансформатор Т с одной первичной II и двумя втор 1чными 12 и .3 обмотками. В режиме стабилизации тока силовой кремниевый выпрямитель VI, собранный по трехфазной мостовой схеме, получает питание от последовательно соединенных обмоток 2 и ЬЗ, а в режиме стабилизации напряжения — от обмотки 13 (переключают соединение обмотск переставными перемычками).  [c.76]

Выпрямители типа ВСС, ВК.С и БД имеют падаюшие внешние характеристики, создаваемые силовым трехфазным трансформатором Тр с повышенным магнитным рассеянием. Регулирование реи има в этих выпрямителях смешанное. При соединении обмоток трансформатора звезда — звезда — диапазон малых токов, при соединении треугольник — треугольник — диапазон больших токов. Плавная регулировка внутри каждого диапазона обеспечивается изменением расстояния между первичными и вторичными обмотками трансформатора.  [c.175]

Трехфазный трансформатор ТТС-400 выполнен на базе двух трансформаторов СТН и применяется для ручной сварки трехфазной дугой двумя электродами. Схема соединений обмоток транс4юрматора ТТС-400 соответствует схеме соединений трансформатора ТТСД-1000. В трансформаторах ТТС-400 не предусмотрено секционирование первичных обмоток. Регулирование сварочного тока осуществляется перемещением подвижных пакетов дросселей вручную.  [c.108]








На электровозах переменного тока напряжение понижают соответствующим переключением обмоток силового (тягового) трансформатора, а на электровозах постоянного тока — введением в цепь двигателей секций пусковых резисторов и соединением обмоток всех двигателей /—VIII последовательно (рис. 16).  [c.21]

Т р е X ф а 3 н ы е системы в настоящее время наиболее распространены в силовых и осветительных установках (для тяги в виде исключения, главным образом в Италии) достоинства значительная экономия металла на провода (см. Распределение электрической энергии) и одинаковая пригодность для осветительных и силовых целей благодаря наличию весьма совершенных двигателей трехфазного тока, асинхронных и коллекторных представляют собой сочетание трех однофазных систем, в которых эдс и токи (см. Трехфазпий ток) сдвинуты друг относительно друга по фазе на 120° (треть пери- ода). Соединение обмоток генераторов и трансформаторов осуществляется цо одной цз следующих схем. 1). Три фазы не связаны между с о б О й на практике вследствие сложности и большого расхода металла на провода (6 проводов) не применяется. 2) Трехпроводные системы а) обмотки генераторов и трансформаторов соединены между собой треу г о л ь н и к о м (фиг. 4)  [c.449]

А. Выпрямители ВД-201 и ВД-306, разработанные ВНИИЭСО (ныне Институт сварки России, г. Санкт-Петербург) еще в начале 80-х годов, до сих пор выпускаются рядом заводов России и Украины (особенно широко распространены ВД-306). В основе этих выпрямителей — трехфазный трансформатор с подвижными обмотками. Схема выпрямления мостовая, регулирование тока плавно-ступен-чатое ступени малых токов соответствует соединение обмоток в звезду, в диапазоне больших токов обмотки соединены в треугольник. Одновременное переключение первичных и вторичных обмоток со звезды на треугольник уменьшает индуктивное сопротивление трансформатора в 3 раза без изменения напряжения холостого хода. Подвижные первичные обмотки трансформатора перемещаются вручную ходовым винтом. Технические характеристики выпрямителей приведены в табл. 4.41.  [c.250]

Трансформаторы ТМГ11 от производителя | Дартекс

Посредством трансформаторов ТМГ11 происходит преобразование электрической энергии в сети энергосистем или конечных потребителей.

Трансформаторы типа ТМГ11 могут устанавливаться как снаружи помещений, так и внутри. Они выдерживают условия умеренного климата с амплитудой температур от – 45 до +40 градусов Цельсия (маркируются У1), и холодного с температурами от -60 до +40 градусов Цельсия (маркируются ХЛ1).

Оборудование данного класса имеет герметично исполненный масляный бак без маслорасширителей. Расширяющееся во время работы агрегата масло помещается в баке за счет гофрированных эластичных стенок.

Номинальные показатели мощности аппаратов серии ТМГ11 могут составлять 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1250, 1600, 2500 кВА с напряжением ВН – 6, 10, 15, 27,5 и 35 кВ. Конкретные соотношения мощности и напряжений можно посмотреть в таблице по ссылке – «подробнее». Составные части трансформатора: гофрированный масляный бак с крышкой, активная часть устройства, ввод ВН и ввод НН.

Технические характеристики

• Показатели номинальной мощности в пределах от 100 до 2500 кВА;
• Схема и группа соединения обмоток — У/Ун-0, Д/Ун-11, У/Zн-11, Ун/Д-11,
• Показатель номинального напряжения обмотки ВН: 6; 10; 15; 27,5; 35 кВ;
• Показатель номинального напряжения обмотки НН: 0,23; 0,4 кВ.

Расшифровка условных обозначений ТМГ11

ТМГ11-100-10/0,4 У(Д)/Ун (Zн) — 0 (11) У1

• Т — трансформатор трехфазный.
• М — охлаждение масляное с естественной циркуляцией воздуха и масла.
• Г – герметично исполненный бак (с гофрированными стенками).
• 11 – серия трансформатора.
• 100 – показатель номинальной мощности, кВА.
• 10 – показатель номинального напряжения обмотки ВН, кВ.
• 0,4 – показатель номинального напряжения обмотки НН, кВ.
• У, Д, Ун – схема соединения обмотки ВН (звезда, треугольник или звезда с изолированной нейтралью).
• Ун, Zн, Д – схема соединения обмотки НН (звезда, зигзаг с изолированной нейтралью или треугольник.
• 0 (11) – группа соединения обмоток.
• У1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТу 15150.

Условия эксплуатации

• Рабочая температура воздуха для У1 — от +40ºС до — 45ºС.
• Рабочая температура воздуха для ХЛ1 — от +40ºС до — 60ºС.
• Не разрешается размещение оборудования в обстановке повышенной взрывоопасности.
• Повышенное содержание пыли снижает производительность оборудования.
• Следует располагать трансформатор в химически нейтральной среде.
• Не допускайте воздействия вибрации и механических ударов на работающий трансформатор.
• Максимально допустимая высота местности для расположения трансформатора ТМГ11 – 1000 метров над уровнем моря.

Подробнее про трансформаторы ТМГ11

Соединение звезда-треугольник в трансформаторе. Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформатор напряжения измерительный служит для снижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока на измерительных устройствах и реле защиты и автоматики.

Для прямого подключения к высокому напряжению потребуются очень громоздкие устройства и реле из-за необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и использование такого оборудования практически невозможно, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать стандартные средства измерений для измерений на высоком напряжении, расширяя пределы их измерений; катушки реле, подключаемые через трансформаторы напряжения, также могут иметь типовое исполнение.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (изолирует) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, что обеспечивает безопасность их обслуживания.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависят точность и учет электроэнергии, а также надежность релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу исполнения ничем не отличается от . Он состоит из стального сердечника, набранного из листов листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток.

На рис. 1, а изображена схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение U1, а на вторичной обмотке подключается измеритель напряжения U2. Начала первичной и вторичной обмоток обозначаются буквами А и а, концы — Х и х.Такие обозначения обычно наносят на корпус трансформатора напряжения рядом с выводами его обмоток.

Отношение номинального напряжения первичной обмотки к номинальному напряжению вторичной обмотки называется номинальным напряжением трансформатора Кн = U1 ном / U2 ном

Рис. 1. Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а — схема, б — векторная диаграмма напряжения, в — векторная диаграмма напряжения

При безошибочной работе трансформатора напряжения его первичное и вторичное напряжение совпадают по фазе, как показано на рис.1.6, а отношение их величин равно К н. При коэффициенте трансформации К н = 1 напряжение U2 = U1 (рис. 1, в).

Трансформаторы напряжения измерительные с двумя вторичными обмотками

Трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками, кроме приборов измерения мощности и реле, предназначены для работы на устройства сигнализации замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью или для защиты от замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью.

Схема трансформатора напряжения с двумя вторичными обмотками показана на рис.2 а. Выводы второй (дополнительной) обмотки, используемой для сигнализации или защиты при замыканиях на землю, обозначены чертой и хд.

На рис. 2.6 приведена схема включения трех таких трансформаторов напряжения в трехфазную сеть. Первичная и первичная вторичная обмотки соединены в звезду. Нейтраль первичной обмотки заземлена. Три фазы и ноль можно подавать на измерительные приборы и реле от основных вторичных обмоток. Дополнительные вторичные обмотки соединены по схеме разомкнутого треугольника.От них сумма фазных напряжений всех трех фаз подается на устройства сигнализации или защиты.

При нормальной работе сети, к которой подключен трансформатор напряжения, эта векторная сумма равна нулю. Это видно из векторных диаграмм рис. 2в, где Uа, Vв и Uк — векторы фазных напряжений, приложенных к первичным обмоткам, а Uад, Уб д и Uкд — векторы напряжений первичной и вторичной дополнительных обмоток. напряжения на вторичных обмотках, совпадающих по направлению с векторами на соответствующих первичных обмотках (таких же, как на рис.1, в).

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками. а — диаграмма; б — включение в трехфазную цепь; в — изображение в векторе

Сумма векторов Uад, Uб д и Uкд получена путем их сложения по схеме соединения дополнительных обмоток, причем предполагалось, что стрелки векторов как первичных, так и вторичных напряжений соответствуют началам трансформатора обмотки.

Результирующее напряжение 3U0 между концом обмотки фазы С и началом обмотки фазы А на схеме равно нулю.

В реальных условиях обычно на выходе разомкнутого треугольника присутствует незначительное напряжение несимметрии, не превышающее 2 — 3% от номинального напряжения. Этот дисбаланс всегда создается небольшой асимметрией вторичных фазных напряжений и небольшим отклонением формы их кривой от синусоидальной.

Напряжение, обеспечивающее надежную работу реле, включенных в цепь разомкнутого треугольника, возникает только при замыканиях на землю со стороны первичной обмотки трансформатора напряжения. Так как замыкания на землю связаны с прохождением тока через нейтраль, то напряжение, возникающее при этом на выходе разомкнутого треугольника по методу симметричных составляющих, называют напряжением нулевой последовательности и обозначают 3U0. В этом обозначении цифра 3 указывает на то, что напряжение в этой цепи является суммой трех фаз. Обозначение 3U0 используется также для разомкнутой цепи выхода треугольника, подаваемой на реле сигнализации или защиты (рис. 2.6).

Рис. 3. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной добавочных обмоток при однофазном замыкании на землю: а — в сети с глухозаземленной нейтралью, б — в сети с изолированной нейтралью.

Напряжение 3U0 имеет наибольшее значение при однофазном замыкании на землю. Следует иметь в виду, что максимальное значение напряжения 3U0 в сети с изолированной нейтралью значительно больше, чем в сети с глухозаземленной нейтралью.

Общие схемы подключения измерительных трансформаторов напряжения

Простейшая схема с использованием одного, показанная на рис. 1а, применяется в шкафах пуска двигателей и в пунктах коммутации 6-10 кВ для включения вольтметра и реле напряжения устройства АВР.

На рис. 4 приведены схемы включения однофазных трансформаторов напряжения с одной обмоткой для питания трехфазных вторичных цепей. Группа из трех однофазных трансформаторов звезда-звезда, показанная на рис. 4а, применяется для питания измерительных приборов, счетчиков и вольтметров контроля изоляции в электроустановках 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью и неразветвленной сетью, где не требуется сигнализация возникновения однофазных замыканий на землю.

Для обнаружения «земли» этими вольтметрами они должны показывать значения первичных напряжений между фазами и землей (см. векторную диаграмму на рис. 3.6). Для этого заземляют ноль обмоток ВН и включают вольтметры на вторичные фазные напряжения.

Поскольку при однофазных замыканиях на землю трансформаторы напряжения могут длительное время оставаться под линейным напряжением, их номинальное напряжение должно соответствовать первичному междуфазному напряжению. В результате этого при нормальной эксплуатации при работе под фазным напряжением мощность каждого трансформатора, а значит, и всей группы уменьшается в √
3 раза Так как ноль вторичной обмотки заземлен в цепи, предохранители во вторичной цепи установлены во всех трех фазах.

Рис. 4. Схемы включения однофазных измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а — схема звезда-звезда для электроустановок 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема холостого хода для электроустановок 0,38 — 10 кВ, в — то же для электроустановок 6 — 35 кВ, г — включение трансформаторов напряжения 6 — 18 кВ по схеме треугольник — звезда для питания устройств АРВ синхронных машин.

На рис. 4.6, а в трансформаторах напряжения, предназначенных для питания средств измерений, счетчиков и реле, включаемых междуфазными напряжениями, включают по схеме разомкнутого треугольника.Эта схема обеспечивает симметричные междуфазные напряжения Uab, Ubc, Uc a при работе трансформаторов напряжения любого класса точности.

Особенностью схемы разомкнутого треугольника является недоиспользование мощности трансформаторов, так как мощность такой группы из двух трансформаторов меньше мощности группы из трех трансформаторов, соединенных в полный треугольник не в 1,5 раза, а в √
3 раза

Схема рис. 4, б применяется для питания неразветвленных цепей напряжения электроустановок 0.38 -10 кВ, что позволяет установить заземление вторичных цепей непосредственно на трансформаторе напряжения.

Во вторичных цепях схемы, показанной на рис. 4в, вместо предохранителей установлен двухполюсный автоматический выключатель, при срабатывании которого блокирующий контакт замыкает сигнальную цепь «обрыв напряжения». Вторичные обмотки заземлены на экран в фазе В, которая дополнительно заземлена непосредственно на трансформаторе напряжения через пробивной предохранитель. Выключатель обеспечивает отключение вторичных цепей от трансформатора напряжения с видимым разрывом.Эта схема применяется в электроустановках 6 — 35 кВ при питании разветвленных вторичных цепей от двух и более трансформаторов напряжения.

На рис. 4д, трансформаторы напряжения соединены по схеме треугольник-звезда, обеспечивающие вторичное линейное напряжение U=173 В, необходимое для питания устройств автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных генераторов и компенсаторов. С целью повышения надежности работы АРВ предохранители во вторичных цепях не устанавливаются, что допускается для неразветвленных цепей напряжения.

Трансформатор напряжения по принципу действия и конструкции аналогичен обычному силовому трансформатору. Как показано на рис. 6-1, трансформатор напряжения состоит из стального сердечника (магнитопровода) С, собранного из тонких пластин трансформаторной стали, и двух обмоток — первичной и вторичной, изолированных друг от друга и от сердечника.

Первичная обмотка, имеющая очень большое число витков (несколько тысяч) из тонкого провода, подключается непосредственно к сети высокого напряжения, а параллельно вторичной обмотке, имеющей меньшее число витков (несколько тысяч) подключаются реле и измерительные приборы сотни).

Под действием сетевого напряжения по первичной обмотке проходит ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток F, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней е. ds E, которое при разомкнутой вторичной обмотке (трансформатор напряжения холостого хода) равно напряжению на его зажимах U 2X..X,

Напряжение U 2X..X меньше напряжения первичной обмотки U 1 во сколько раз раз число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной обмотки:

Вводя такое обозначение, можно написать:

В паспортах трансформаторов напряжения их коэффициенты трансформации указывают дробью, в числителе которой номинальное первичное напряжение, а в знаменателе номинальное вторичное напряжение.Так, например

Меры, если в паспорте трансформатора напряжения написано 6000/100, это означает, что данный трансформатор напряжения предназначен для установки в сети с номинальным напряжением 6000 В и имеет коэффициент трансформации 60

Для правильного соединения трансформаторов напряжения между собой и правильного присоединения к ним переключателей направления мощности, ваттметров и счетчиков изготовители — изготовители маркируют (маркируют) выводные выводы обмоток определенным образом: начало первичная обмотка — А, конец — Х; начало основной вторичной обмотки — а, конец — х; начало дополнительной вторичной обмотки — а д, конец — х д.

При включении однофазных трансформаторов напряжение к фазному напряжению начала первичных обмоток подключают к фазам, а концы собирают в нулевой точке. При включении трансформаторов напряжения между фазами первичных обмоток подключаются к начальным фазам в порядке их электрического чередования друг за другом. Например, при включении двух однофазных трансформаторов напряжения на междуфазные напряжения АВ и ВС (по схеме рис.6-3, б) при чередовании фаз А, В, С первый трансформатор напряжения включается началом первичной обмотки в фазу А, а концом в фазу В, а второй — началом в фазу В и конец — к фазе С. При маркировке выводов вторичных обмоток трансформаторов напряжения вывод а — тот, из которого выходит ток, а в первичной обмотке ток проходит от начала А к концу Х, как показано на рис. . 6-2. Другими словами, если на первичной стороне ток входит в начало А, то однополярный выход, т. е.е., начало вторичной обмотки а, будет ее выходом, с которого в этот момент уходит ток.

При маркировке и включении обмоток по этому правилу направление тока в реле, как показано на рис. 6-2, при включении реле через трансформатор напряжения останется таким же, как и при подключен напрямую к сети.

Трансформаторы напряжения трехфазные и однофазные. Последние в зависимости от назначения соединяются между собой по различным схемам.

На рис. 6-3 и 6-4 показаны принципиальные схемы подключения однофазных трансформаторов напряжения.

На рис. 6-3, а дана схема включения одного трансформатора напряжения на межфазное напряжение. Эта схема используется, когда для защиты или измерений требуется только одно междуфазное напряжение.

На рис. 6-3, б показана схема соединения двух трансформаторов напряжения в незамкнутый треугольник (или неполную звезду). Эта схема, получившая широкое распространение, используется, когда для защиты или измерений необходимы два или три междуфазных напряжения.

На рис. 6-3 показана схема соединения трех трансформаторов напряжения в звезду. Эта схема также широко распространена и применяется, когда для защиты или измерений необходимы фазные напряжения, либо необходимы одновременно фазные и межфазные напряжения.

На рис. 6-3, г показано соединение трех трансформаторов напряжения по схеме треугольник-звезда. Эта схема обеспечивает повышенное напряжение на вторичной стороне, равное

.

Это напряжение необходимо для питания корректоров электромагнитного напряжения устройств автоматического управления возбуждением генераторов.

На рис. 6-4 представлена ​​схема соединения трансформатора напряжения, имеющего две вторичные обмотки. Первичная обмотка и основная вторичная обмотка соединены в звезду, т. е. так же, как на приведенной схеме рис. 6-3, в. Дополнительная вторичная обмотка включена по схеме разомкнутого треугольника (по сумме фазных напряжений). Такое подключение используется для получения напряжения нулевой последовательности (см. § 6-7), необходимого для включения реле напряжения и реле направленности защиты мощности от однофазного короткого замыкания в сети с заземленными нулевыми точками трансформатора и для сигнализации при однофазных замыканиях на землю в сети с изолированными нулевыми точками трансформатора.

Как известно, сумма трехфазных напряжений в нормальном режиме, а также при двухфазном и трехфазном КЗ равна нулю. Поэтому в этих условиях напряжение между точками О 1 — О 2 на рис. 6-4 равно нулю (практически между этими точками имеется небольшое напряжение 0,5-2 В, называемое напряжением несимметрии).

При однофазном коротком замыкании в сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов (сети 110 кВ и выше) фазное напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений двух неповрежденных фазы равно фазному напряжению. В сети с изолированными нулевыми точками трансформатора (сети 35 кВ и ниже) при однофазных замыканиях на землю напряжение неповрежденных фаз становится равным междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма равна трехкратному фазное напряжение.

Для того чтобы в последнем случае напряжение на реле не превышало номинального значения 100 В, трансформаторы напряжения, предназначенные для сетей, работающих с изолированными нулевыми точками трансформаторов, вторичные добавочные обмотки, соединенные по схеме разомкнутого треугольника, имеют в 3 раза выше коэффициент трансформации e.г. 6000/100/3.

Напряжение нулевой последовательности можно получить и от специальных обмоток трехфазных трансформаторов напряжения.

В конструкции, показанной на рис. 6-5 специальные обмотки расположены на крайних стержнях пятижильного сердечника и соединены последовательно друг с другом.

В нормальном режиме, а также в режиме двухфазного и трехфазного КЗ, когда сумма фазных напряжений равна нулю, магнитный поток в крайних стержнях отсутствует, а значит, отсутствует и напряжение на специальные обмотки. При однофазном коротком замыкании или замыкании на землю сумма фазных напряжений не равна нулю. Поэтому магнитный поток замыкается по крайним стержням и наводит напряжение на специальные обмотки.

В другом исполнении, показанном на рис. 6-6 имеется дополнительная вторичная обмотка, расположенная на основных стержнях и включенная по схеме разомкнутого треугольника.

При включении первичных обмоток трансформаторов напряжения на фазные напряжения их соединяют в звезду, нулевая точка которой обязательно соединяется с землей (заземляется), как показано на рис.6-3, в, 6-4, 6-5, 6-6. Заземление первичных обмоток необходимо для того, чтобы при однофазных КЗ или замыканиях на землю в сети, где установлен трансформатор напряжения, реле и приборы, подключенные к его вторичной обмотке, правильно измеряли фазное напряжение относительно земли.

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения подлежат обязательному заземлению независимо от схемы их соединения. Это заземление является защитным — обеспечивающим безопасность персонала в случае попадания высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляют нулевую точку звезды (рис. 6-3, в и г) или один из фазных проводов (рис. 6-3, а и б, рис. 6-4).

Первичные обмотки трансформаторов напряжения до 35 кВ подключаются к сети через высоковольтные предохранители и ограничительные сопротивления. Эти предохранители предназначены для быстрого отключения поврежденного трансформатора напряжения от сети. Ограничительные сопротивления устанавливают для уменьшения тока короткого замыкания, если отключающая способность предохранителей недостаточна.

Для защиты обмоток трансформатора напряжения от постоянного прохождения тока при повреждении во вторичных цепях устанавливаются предохранители низкого напряжения или автоматы.Конструкция предохранителей и предохранителей должна быть надежной, исключающей обрывы, потерю контакта и другие повреждения, приводящие к исчезновению напряжения на защите. Предохранители и автоматические выключатели необходимо правильно подобрать с учетом отстройки от максимального тока нагрузки, который может через них пройти (см. гл. 2).

Исчезновение напряжения с трансформатора напряжения из-за неисправности предохранителей воспринимается защитой так же, как пониженное напряжение при коротком замыкании. в защищаемой сети, и приводит к ее некорректному действию.Поэтому защиты, реагирующие на снижение или исчезновение напряжения, либо выполняются так, чтобы различать короткозамыкающие устройства. от неисправностей во вторичных цепях, либо снабжены специальными замками.

На рис. 6-7 приведены в качестве примера две схемы включения защиты от пониженного напряжения. На рис. 6-7, а два реле минимального напряжения подключены к разным межфазным напряжениям трансформатора напряжения, их контакты соединены последовательно. При такой схеме включения защита не может сработать ложно, если перегорит один из предохранителей.Однако ложное срабатывание все же может произойти, если поврежден один трансформатор напряжения или перегорают одновременно два предохранителя. Более надежна в этом отношении схема на рис. 6-7, б, в которой также используются два реле минимального напряжения, но подключенные к разным трансформаторам напряжения.

На рис. 6-8 представлена ​​схема включения специального замка, предотвращающего ложное срабатывание защиты при нарушении цепей от трансформатора напряжения. Блокировка типа КРБ-11 (Б на рис.6-8) состоит из трех конденсаторов С одинаковой емкости, реле напряжения Н о и реле тока Т о. Конденсаторы С соединены звездой для создания искусственной нулевой точки и подключены к фазным напряжениям. В провод, соединяющий нулевую точку конденсаторов с нулем вторичной обмотки трансформатора напряжения, включена катушка реле напряжения N о, через размыкающий контакт которой рабочий ток подается на комплект защиты от короткого замыкания.

Цепь катушки реле Н о проходит через размыкающий контакт реле тока Т о, обмотка которого включена в нулевой провод трансформаторов тока, питающих комплект защиты от межфазных коротких замыканий.

В норме, когда сумма фазных напряжений равна нулю, напряжения нулевых точек звезды конденсаторов и вторичной обмотки трансформатора напряжения также равны нулю и, следовательно, ток в катушке реле H o отсутствует. При перегорании одного или двух любых предохранителей напряжение нулевой точки звезды конденсаторов станет равным сумме напряжений остальных фаз, а напряжение нулевой точки звезды вторичной обмотки трансформатор напряжения останется равным нулю.В результате под действием напряжения, возникающего между нулевыми точками, через катушку реле Н о потечет ток, сработав, нижний контакт снимет рабочий ток с комплекта защиты от короткого замыкания, а верхний подаст сигнал.

При перегорании предохранителей всех трех фаз блокировка рассматриваемого типа не срабатывает, что является ее органическим недостатком. При двухфазном замыкании на землю на защищаемой линии нарушается симметрия фазных напряжений, подводимых к звезде конденсаторов, и блокировка может сработать и вывести защиту из строя.Для предотвращения такого некорректного действия блокировки предусмотрено токовое реле Т в, которое в рассматриваемом случае срабатывает и, размыкая цепь катушки реле Н в, предотвращает его срабатывание.

Для сетей, работающих с изолированными нулевыми точками трансформатора, выпускается блокировка типа КРБ-12, работающая по аналогичному принципу (см. § 6-7). Для сетей напряжением 500 кВ выдается более сложная блокировка, действующая и при перегорании трех предохранителей [Л. 5].

Трансформаторы напряжения имеют две погрешности:

1) погрешность по напряжению (или по коэффициенту трансформации), под которой понимают отклонение фактического коэффициента трансформации от номинального;

2) угловая ошибка, под которой понимается угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного.

В зависимости от погрешностей трансформаторы напряжения делятся на классы точности. Допускаемые погрешности в зависимости от класса точности приведены в табл. 6-1.

Один и тот же трансформатор напряжения в зависимости от нагрузки, подключенной к его вторичной обмотке, может работать с разным классом точности и переходить из одного класса в другой при изменении нагрузки относительно его номинальной мощности. Поэтому в каталогах и паспортах на трансформаторы напряжения указываются два значения мощности: номинальная мощность в вольт-амперах, с которой может работать трансформатор напряжения в гарантированном классе точности, и максимальная мощность, с которой может работать трансформатор напряжения. работа с допустимым нагревом обмоток.Максимальная мощность трансформатора напряжения в несколько раз выше номинальной. Так, для трансформатора напряжения типа НОМ-6 с коэффициентом трансформации 6000/100 для 1 класса точности номинальная мощность составляет 50 В-А, а максимальная мощность 300 В-А.

Помимо рассмотренных выше основных погрешностей, возникающих при преобразовании первичного напряжения во вторичное, на работу релейной защиты и точность измерений влияют также дополнительные погрешности от падения напряжения в цепях напряжения от трансформатор напряжения к месту установки панелей защиты или измерений.Поэтому согласно требованиям ПУЭ [Л. 41] сечение жил кабеля следует выбирать таким, чтобы падение напряжения в указанных цепях не превышало: 3 % для релейной защиты, 1,5 % для щитовых и 0,5 % для счетчиков.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1 а. Предохранители ФВ1 и ФВ2 защищают высоковольтную сеть от повреждения первички телевизора. Предохранители ФВ3 и ФВ4 (или автоматические выключатели) защищают телевизор от повреждения в нагрузке.

Схема соединения двух однофазных трансформаторов напряжения TV1 и TV2 в незамкнутый треугольник  (рис. 2). Трансформаторы подключаются к двум междуфазным напряжениям, например UAB и UBC. Напряжение на зажимах вторичных обмоток телевизора всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подаваемым с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включается нагрузка (реле).

Схема позволяет получить все три межфазных напряжения UAB, UBC и UCA (не рекомендуется подключать нагрузку между точками а и с, так как через трансформаторы будет протекать дополнительный ток нагрузки, вызывающий увеличение погрешности).

Рис. 1. Схема измерительного трансформатора напряжения

Рис. 2. Схема соединения двух однофазных трансформаторов напряжения в разомкнутый треугольник

Схема соединения трех однофазных трансформаторов напряжения в звезду, показанная на рис. 3, предназначен для получения фазных напряжений относительно земли и межфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки телевизора соединены в звезду. Начала каждой обмотки А подключаются к соответствующим фазам линии, а концы Х объединяются в общую точку (нейтраль N1) и заземляются.

При таком включении на каждую первичную обмотку трансформатора напряжения (ТН) подается напряжение фазы ЛЭП (ЛЭП) относительно земли. Концы вторичных обмоток ТН(х) также соединены в звезду, нейтраль которой N2 связана с нулевой точкой нагрузки. На приведенной схеме нейтраль первичной обмотки (точка N1) жестко соединена с землей и имеет потенциал, равный нулю, потенциал нейтрали N2 и связанная с ней нейтраль нагрузки будут иметь одинаковый потенциал.

Рис. 3. Схема соединения трех однофазных трансформаторов напряжения в звезду

При таком расположении фазные напряжения на вторичной стороне соответствуют фазным напряжениям относительно земли на первичной стороне. Заземление нейтрали первичной обмотки трансформатора напряжения и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием получения фазных напряжений относительно земли.

Схема подключения в фильтре напряжения нулевой последовательности (рис.4). Первичные обмотки соединены в звезду с глухозаземленной нейтралью, а вторичные последовательно, образуя открытый треугольник. Реле напряжения КВ подключаются к клеммам открытых вершин треугольника. Напряжение U2 на выводах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток:

Рис. 4. Схема соединения трех однофазных трансформаторов напряжения в фильтре напряжения нулевой последовательности

Рассматриваемая схема является фильтром нулевой последовательности (НП).Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Используя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединить одну из них по схеме «звезда», а вторую — по схеме холостого хода (рис. 5).

Рис. 5. Схема подключения трех однофазных трансформаторов напряжения для контроля изоляции

Номинальное вторичное напряжение на обмотке, предназначенной для соединения в открытый треугольник, принимают равным для сетей с глухозаземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Схема включения трехфазного трехжильного трансформатора напряжения показана на рис. 6. Нейтраль ТН заземляется.

Рис. 6. Схема включения трехфазного трехфазного трансформатора напряжения в систему с глухозаземленной нейтралью

Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора напряжения в фильтре напряжения НП показана на рис. 5.

Трехфазные трехжильные ТН для данной схемы применять нельзя, так как в их магнитопроводе нет возможности закорачивать магнитные потоки НП Фо, создаваемые током 10 В в первичных обмотках при замыкании на землю в сеть.В этом случае поток Фо замыкается через воздух по пути с большим магнитным сопротивлением.

Это приводит к уменьшению сопротивления трансформатора НП и резкому увеличению I нас. Повышенный ток I вызывает неприемлемый для нас нагрев трансформатора, в связи с чем недопустимо применение трехжильных трансформаторов напряжения.

В пятистержневых трансформаторах четвертый и пятый стержни магнитопровода служат для замыкания потоков Ф0 (рис. 7). Для получения 3У0 от трехфазного пятижильного трансформатора напряжения на каждый из его основных стержней 7, 2 и 3 подключают дополнительную (третью) обмотку, соединенную по схеме разомкнутого треугольника.

Напряжение на зажимах этой обмотки появляется только при КЗ на землю, когда возникают магнитные потоки НП, которые замыкаются по 4 и 5 стержням магнитопровода. Схемы с пятижильным трансформатором напряжения позволяют получать фазные и межфазные напряжения одновременно с напряжением НП. Применяются для измерения напряжения и контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью. Для этих же целей можно использовать схему рис. 5

Рис.8. Схема включения трехфазного трехжильного трансформатора напряжения для измерения мощности методом двух ваттметров

(рисунок 1, b ), иногда называемый V-образным. Давайте рассмотрим несколько типичных примеров их сферы применения.

Рисунок 1. Разница между соединениями разомкнутого контура ( a ) и открытого ( b ) треугольников. Примеры применения соединений в незамкнутом треугольнике: ( в ) и фильтр напряжения нулевой последовательности ( г ).

Следующий пример взят из другой области. На рисунке 1 г показан фильтр нулевого напряжения, который используется для обнаружения замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Первичные обмотки соединены в звезду, ее нейтраль обязательно заземлена, так что первичная обмотка каждой фазы соединена со своим напряжением относительно земли. Вторичные обмотки, соединенные в открытый треугольник, подают питание на реле R .

В нормальных условиях, а также с заземлением, но без него геометрическая сумма фазных напряжений равна нулю. Следовательно, напряжение на катушке реле равно нулю и оно не работает. Однако при замыкании на землю в напряжениях появляется составляющая нулевой последовательности U 0 . Реле срабатывает и выполняет заданные действия (включает сигнал, отключает заземленную секцию, включает резерв и т.п.).

Обращаем внимание на следующее. Первичное заземление нейтрали (рис. 1, г ) является необходимым условием действия цепи. Заземление вторичной обмотки является мерой безопасности (см. статью «Схема соединения звездой»).Токов третьей гармоники в цепи вторичной обмотки не возникает, так как трансформаторы напряжения работают при малых индуктивностях, поэтому их магнитопроводы далеки от насыщения.

Разомкнутый треугольник в электростанциях применяется редко, но наиболее широко в цепях измерения, учета и комплексной релейной защиты.

На рисунке 2 два однофазных силовых трансформатора и соединены в незамкнутый треугольник. Это равносильно тому, что от трехфазной группы просто отключается один трансформатор, но оставляются все внешние выводы как с первичной, так и с вторичной стороны. Особенности такого соединения следующие:
1. По фазам ab и ac проходят линейные токи, сдвинутые на при активной нагрузке относительно соответствующих фазных напряжений на 30°. Итак, каждый трансформатор с активной нагрузкой работает с cos φ.
  = 0,866 (не cos φ
 = 1). Следовательно, выходная мощность двух трансформаторов, соединенных в незамкнутый треугольник, составляет не 2/3, а всего 58% (2/3 от 86,6%) мощности, которая была бы при замкнутом треугольнике.

Рисунок 2. Примеры открытых треугольных соединений.

2. Различные сопротивления для линейных токов нарушают симметрию под нагрузкой.

Третий пример (рис. 2, в ) показывает соединение в разомкнутый треугольник двух однофазных трансформаторов напряжения. Это включение применяют в электроустановках высокого напряжения, если его достаточно для контроля линейного напряжения U AB, U BC,. Вторичное напряжение заземлено в целях безопасности.

1 Прямая, обратная и нулевая последовательности — термины метода симметричных составляющих, с помощью которых рассчитывают цепи с несимметричной нагрузкой.
2 U AB = k × U ab, U BC = k × U bc, U CA = k × U ca, где k – трансформатор напряжения, в нашем примере 10000:100 = 100. Вольтметры градуированы в киловольтах.

Трансформатор напряжения Предназначен для снижения высокого напряжения до нормативного значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.Принципиальная схема однофазного трансформатора напряжения показана на рис.; первичная обмотка подключена к сетевому напряжению U1, а измерительные катушки и реле подключены параллельно вторичной обмотке (напряжение U2). Из соображений безопасности один вторичный выход заземлен. Трансформатор напряжения, в отличие от трансформатора тока, работает в режиме, близком к холостому, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле велико, а потребляемый ими ток мал.

1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка

Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

Где U1nom и U2nom — номинальные первичное и вторичное напряжения соответственно.
 Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к ошибке измерения

Как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения на угол 180°. Это определяет угловую ошибку.

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и cosφ2, т.е. от вторичной нагрузки.В конструкции трансформаторов напряжения предусмотрена компенсация погрешности напряжения за счет незначительного уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток средств измерений и реле, присоединяемых к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальной мощности трансформатора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех межфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, включенных по схеме разомкнутого треугольника (рис. 4.13, а), а также трехфазные двухобмоточные трансформаторы НТМК, обмотки которых соединены в звезду (рис. 4.13, б). Для измерения напряжения относительно земли можно использовать три однофазных трансформатора, включенных по схеме Y 0 / Y 0 ,
или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ (рис.б). В последнем случае для подключения измерительных приборов используется обмотка, соединенная в звезду, а к обмотке, соединенной в открытый треугольник, подключается защита от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу включаются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Схемы соединения обмоток трансформатора напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы.Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любое напряжение. По типу изоляции трансформаторы могут быть с сухой, масляной и литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполнены проводом ПЭЛ, а изоляция между обмотками — электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 — трансформатор напряжения однофазный, сухой, 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6 — 1150 кВ в ЗРУ и ОРУ.В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод заполнены маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.

Трансформаторы однофазные двухобмоточные НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 следует отличать от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Трансформаторные соединения, о которых нельзя забывать

Силовые трансформаторы

Трансформаторы, используемые на электроподстанциях или в энергосистеме, могут представлять собой группу из трех однофазных трансформаторов, соединенных по схеме звезда/треугольник или звезда/звезда и т. д., или может быть один трехфазный трансформатор с одним сердечником. Обычно для трансформаторов большой мощности используется трехфазный трансформатор по следующим причинам. Он легче и дешевле, занимает меньше места и более эффективен.

Соединения трансформаторов, о которых нельзя забывать

Единственным недостатком является то, что все, что влияет на обмотку одной фазы, повлияет и на другие, тогда как в однофазных трансформаторах это не так, так как один трансформатор можно заменить, а операцию можно продолжение.

Магнитная цепь трехфазного трансформатора с сердечником (рис. 1) является несколько несбалансированной , центральная ветвь имеет меньшее сопротивление, чем две внешние ветви, хотя разбалансировка незначительна.

Для всех практических целей поток одинаков во всех частях магнитопровода, а поперечное сечение ярма и плеч должно быть одинаковым, чтобы везде была одинаковая плотность потока.

Рисунок 1 – Трехфазный трансформатор с сердечником

Кожухообразная конструкция, показанная на рисунке 2, с одинаковым направлением намотки во всех трех фазах вносит дисбаланс в распределение потока во всех ветвях .

Рисунок 2 – Трехфазный трансформатор кожухотрубного типа – влияние направления намотки смещен по фазе на 120°, т. е. суммарный поток в части B равен (√3/2)×φ , где φ — поток, обусловленный каждой фазой.

То же самое и с частью C контура, тогда как поток во внешних ветвях равен φ/2 .

При обратном соединении обмотки на центральном стержне, как на рис. 3, поток везде равен φ/2 .Поток теперь в части B представляет собой сумму двух потоков величиной φ/2, смещенных на 120°, и, следовательно, результирующая также равна φ/2 .

Из рисунка 3 видно, что каждая фаза кожухо- трансформатора имеет независимый магнитопровод. Поэтому, если по определенным причинам (неисправность) одна из обмоток отключена и удалена из цепи, то оставшиеся две обмотки могут работать в разомкнутом треугольнике.

Рисунок 3 – Трехфазный трансформатор кожухотрубного типа с перевернутой средней обмоткой двух цепей сводится к небольшому значению.В стержневой конструкции магнитопроводы не являются независимыми и такого рода короткое замыкание одной из фаз не делается.

Обычно используемые типы соединений для трехфазной работы трансформаторов: треугольник-звезда , звезда-треугольник и треугольник-треугольник .

Соединения звезда-звезда обычно не учитываются. Соединения треугольник-звезда и звезда-треугольник хорошо подходят для трансформаторов в высоковольтных системах, соединение треугольник-звезда используется для повышения напряжения, а соединение звезда-треугольник для понижения. Соединение звездой используется для высоких напряжений, так как тогда фазное напряжение равно линейному напряжению, деленному на √3, и, таким образом, обмотки могут быть изолированы для более низких напряжений, что снижает затраты на изоляцию.

Обмотка треугольником используется как первичная, поскольку генерируемое напряжение мало, а обрабатываемый ток большой. Это связано с тем, что фазное напряжение такое же, как линейное напряжение, а фазный ток равен линейному току, деленному на √3.

Заземление нейтрали вторичной обмотки трансформатора типа «треугольник-звезда» не представляет проблемы из-за третьей гармоники, поскольку третья гармоническая составляющая тока возбуждения может протекать в первичной обмотке треугольника.

При использовании трансформатора звезда-треугольник в качестве понижающего трансформатора тройная гармоника тока возбуждения не может протекать в первичной обмотке, но появляется во вторичной обмотке треугольника. Другими словами, основная обмотка занимает место третичной обмотки.

Поэтому всегда предпочтительнее иметь по крайней мере одну обмотку, соединенную треугольником, в трехфазном трансформаторе , что устранит третью гармонику тока во внешней цепи и, таким образом, предотвратит помехи линий электропередач в сетях связи .

Следует отметить, что если поток в магнитопроводе трансформатора синусоидальный, ток возбуждения должен содержать третью гармоническую составляющую.

Однако, если из-за соединений трансформатора или системных соединений этот ток не может протекать, поток будет содержать третью гармоническую составляющую, которая будет индуцировать третьи гармонические напряжения в обмотках трансформатора. Эти напряжения варьируются от 5% до 50% напряжений основной частоты в зависимости от типа используемого трансформатора, будь то тип сердечника или тип оболочки соответственно.

При соединениях звезда-звезда для ясности рассматриваются следующие системы (рис. 4, 5, 6 и 7):

Рисунок 4 – Трансформаторное соединение звезда-звезда

На рис. найти путь, поэтому третья гармоническая составляющая напряжения будет присутствовать в напряжениях линии к нейтрали, даже если на линиях третья гармоника напряжения отсутствует.

На рисунке 5 третья гармоника тока находит путь и, следовательно, третья гармоника напряжения отсутствует .

Рисунок 5 – Соединение трансформатора звезда-звезда с заземленной нейтралью

На рисунках 6 и 7 из-за наличия обмотки треугольником соединение треугольником обеспечивает путь для токов третьей гармоники , необходимых для устранения напряжения третьей гармоники.

Рисунок 6 – Соединение трансформатора звезда-треугольник

На рисунке 6 в линиях системы не будет протекать ток третьей гармоники, тогда как на рисунке 7 поток будет зависеть от относительных величин импедансов системы и обмотки треугольника.

Однако ток обычно невелик и не вызывает особых проблем с коммуникационными сетями.

Рисунок 7 – Соединение трансформатора звезда-треугольник с заземленной нейтралью

На Рисунке 4 выше напряжение третьей гармоники можно подавить, подключив третью обмотку по схеме треугольника. Эта обмотка известна как третичная обмотка. ЭДС основной частоты, наведенные в этих обмотках, будут разнесены на 120° и, следовательно, будут уравновешены, но индуцированные ЭДС тройной частоты будут совпадать по фазе вокруг замкнутой цепи, и результирующий ток третьей гармоники будет питать намагничивающую составляющую. которые не могут пройти на праймериз.

При соединении звезда-звезда наблюдается нестабильность нейтрали из-за несимметричной нагрузки . Потенциал физической нейтрали обычно находится в какой-либо точке, отличной от геометрического центра треугольника напряжения, и на него сильно влияют характеристики нагрузки.

Иногда применяют трансформаторы с тремя обмотками для соединения трех цепей, работающих при разных напряжениях . Третичная обмотка может использоваться для обеспечения напряжения для вспомогательных целей на подстанции или для питания местной небольшой распределительной системы.Синхронные конденсаторы или статические конденсаторы могут быть подключены к третичной обмотке для регулирования напряжения или коррекции коэффициента мощности.

Использование третичной обмотки вместе с соединением звезда-звезда позволяет иметь однофазную нагрузку вторичной обмотки трансформатора, даже если первичная нейтраль изолирована.

См. рисунок 8 ниже.

Рисунок 8 – Соединение звезда-звезда без третичной обмотки

Однофазная нагрузка на рисунке 8 невозможна, поскольку для этого потребуется ток в фазе Y первичной обмотки и, следовательно, ток в R и B той же обмотки.Поскольку нет противоположных ампер-витков вторичной обмотки в фазах R и B, следовательно, ток не может протекать в Y первичной обмотки и, следовательно, в Y вторичной обмотки .

Теперь, если добавить третичную обмотку, как показано на рисунке 9, можно увидеть, что возможна однофазная нагрузка на тот же трансформатор.

Здесь следует отметить, что хотя ток нулевой последовательности и токи третьей гармоники в некоторых аспектах похожи, они различаются в том смысле, что в то время как поток токов нулевой последовательности в цепи требует балансировки ампер-витков, поток третьей гармоники токов не требует условия балансировки ампер-витков.

Рисунок 9 – Соединение звезда-звезда с третичной обмоткой

Параллельная работа трехфазных трансформаторов

Совершенно очевидно, что если два трансформатора соединены звездой-звездой с одинаковым коэффициентом трансформации, они будут работать параллельно, как показано на векторной диаграмме. первичное и вторичное напряжения накладываются друг на друга напрямую.

Если междуфазные напряжения двух трансформаторов с соединениями звезда-звезда и треугольник-треугольник одинаковы, они могут удовлетворительно работать параллельно, поскольку векторные диаграммы первичных и вторичных напряжений также совпадают.

Если трансформаторы соединены по схеме «звезда-звезда» или «треугольник-треугольник», их нельзя включать параллельно по схеме «звезда-треугольник» или «треугольник-звезда», поскольку будет сдвиг фаз между вторичными напряжениями на 30° при одинаковом напряжении питания на первичных обмотках трансформатора. два трансформатора. Это приводит к возникновению блуждающих токов в обмотках трансформаторов .

Наконец, рассмотрим случай, когда один трансформатор соединен по схеме «звезда-треугольник», а другой — по схеме «треугольник-звезда», оба рассчитаны на одно и то же линейное напряжение на первичной и вторичной сторонах.

Нормальные соединения трансформаторов звезда-треугольник и треугольник-звезда вместе с векторной диаграммой показаны на рисунках 10 и 11.

Рисунок 10 – Соединение звезда-треугольник Рисунок 11 – Соединение треугольник-звезда обоих трансформаторов видно, что линейные напряжения не совпадают по фазе , следовательно, это приведет к виртуальному короткому замыканию обмоток.

Два напряжения можно совместить по фазе друг с другом, поменяв местами две фазы первичной обмотки, а затем поменяв местами клеммы (начала и окончания) всех трех первичных обмоток, как показано на рисунке 12, и теперь два набора трансформаторов могут быть работали параллельно.

Рисунок 12 – Соединение треугольником-звездой с перепутанными двумя фазами первичной обмотки. Чем отличается звезда от треугольника

Трехфазные цепи обычно используют два типа соединений для обмоток трансформатора, электрических приемников и генераторов. Одно из этих соединений называется звездой, другое — треугольником. Рассмотрим подробнее, что это за соединения и чем они отличаются друг от друга.

Определение

Соединение звездой подразумевает соединение, в котором все рабочие концы фазных обмоток объединены в один узел, называемый нулевой или нейтральной точкой и обозначается буквой О.

Соединение треугольником представляет собой цепь, в которой фазные обмотки генератора соединены таким образом, что начало одной из них соединено с концом другой.

Сравнение

Отличие этих схем заключается в соединении концов обмоток двигателя генератора.У звезда по схеме все концы обмоток соединены между собой, тогда как у по схеме треугольник конец одной фазной обмотки смонтирован с началом следующей.

Помимо узлов принципиальных, двигатели с фазными обмотками, соединенными звездой, работают значительно мягче, чем двигатели с соединением фазных обмоток треугольником. Но при соединении звездой электродвигатель не имеет возможности развивать свою полную номинальную мощность. Тогда как при соединении фазных обмоток треугольником двигатель всегда работает на полной заявленной мощности, которая почти в полтора раза выше, чем при соединении в звезду.Большим недостатком соединения треугольником являются очень большие величины пусковых токов.

Узел выводов

1. В схеме соединения звездой концы обмоток монтируются в один узел.
2. При схеме соединения треугольником конец одной обмотки соединяется с началом следующей обмотки.
3. Электродвигатель с обмотками, соединенными звездой, работает плавнее, чем двигатель с соединением треугольником.
4. При соединении звездой мощность двигателя всегда ниже паспортной.
5. При соединении в треугольник мощность двигателя почти в полтора раза выше, чем при соединении в звезду.

Самый частый вопрос новичков, изучающих устройство трансформаторов или других электроприборов: «Что такое звезда и треугольник?». Чем они отличаются и как устроены, мы постараемся объяснить в нашей статье.

Рассмотрим схемы соединения обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своей структуре он имеет магнитопровод, состоящий из трех стержней.На каждом стержне две обмотки — первичная и вторичная. На первичку подаются высокие напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и поступает к потребителю. В условном обозначении схема соединения обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или U/D), значением числителя является соединение обмоток высшего напряжения (ВН), а значением знаменателя — наименьшее напряжение (LV).

Каждый стержень имеет как первичную, так и вторичную обмотку (три первичные и три вторичные обмотки).Каждая обмотка имеет начало и конец. Обмотки могут быть соединены между собой звездой или треугольником. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)

При соединении звездой концы обмоток соединяются вместе, и от начала к потребителю идут три фазы. Из выходных соединений концов обмоток выведите нулевой провод N (он же нулевой). В результате получается четырехпроводная трехфазная система, которая часто встречается в воздушных линиях электропередач.(Рис. 2)

Преимущества данной схемы подключения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза + нейтраль) и линейное. При таком соединении линейное напряжение в √3 раза больше фазного. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В — линейное напряжение. А что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток линейный, так как линейный, что фазные токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет.Также стоит отметить, что только в соединении звездой есть нулевой провод, который является «уравнителем» нагрузки, благодаря чему напряжение не меняется и не скачет.

Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы соединим конец фазы А, соединим начало фазы В, соединим конец фазы В с началом фазы С и соединим конец фазы С с началом фазы А, то получим электрическую схему с треугольник. Те. в этой схеме обмотки соединены последовательно.(рис. 3)

В основном такая схема подключения используется для симметричной нагрузки, где фазная нагрузка не меняется. В таком соединении фазное напряжение линейное, а вот электричество, наоборот, в такой схеме другое. Линейный ток больше фазного тока в √3 раза Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для нулевого тока.

последовательности. Простыми словами. Схема соединения треугольником обеспечивает симметричное напряжение.

Подведем итоги.Для принципиального определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов необходимо понимать, что отличие этих соединений в том, что в звезду все три обмотки соединены между собой одним концом каждой обмотки в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звездой позволяет создать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а треугольником только 380В.

Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:

• Силовые цепи трансформатора
• Силовой трансформатор
• Уровень напряжения
• Асимметрия нагрузки
• Экономические соображения

Например, для сетей напряжением 35 кВ целесообразнее соединить обмотку трансформатора по схеме звезда, заземлив нулевую точку.В этом случае получается, что напряжение зажимов трансформатора и проводов ЛЭП относительно земли всегда будет в √3 раза меньше линейного напряжения, что приведет к снижению затрат на изоляцию. .

На практике наиболее распространены группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.

Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в маломощных трансформаторах, питающих симметричные трехфазные электроприборы/электроприемники.Он также иногда используется в цепях большой мощности, когда требуется заземление нейтрали.

Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) в основном используется в понижающих преобразователях большой мощности. Чаще всего трансформаторы с таким подключением работают в составе распределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземлена для использования как линейных, так и фазных напряжений.

Группа соединения обмотки Y/D (звезда/треугольник) в основном используется в главных трансформаторах крупных электростанций и подстанций, не служащих для распределения.

СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ

способы соединения элементов эл. цепи, с к-рыми ветви цепи образуют соответственно трехлучевую звезду и треугольник. Наибольшее распространение С. з. и так далее. Получил в трехфазном эл. цепи. При соединении звездой концы обмоток трехфазного генератора (трансформатора, электродвигателя) объединяют в общую нейтраль, а начала обмоток подключают к трем отходящим проводам («линейным проводам»).При соединении треугольником конец каждой фазы соединяется с началом следующей и три провода присоединяются к линейным проводам. Если и генератор, и приемник электроэнергии соединены звездой, то нейтрон. точки могут быть соединены четвертым (нейтральным) проводом. В симметричных приемниках, соединенных звездой или треугольником, сопротивления всех трех фаз одинаковы. В симметричной трехфазной цепи, соединенной треугольником, напряжения U л между линейными проводами равны напряжениям U ф на фазах приемника, а ток в линейных проводах в корне в 3 раза больше, чем в фазах получатель.При соединении по линии звезда напряжение больше фазы в корне в 3 раза, а токи в линейных проводах и в фазах одинаковы. См. рис.

Большой энциклопедический политехнический словарь.
2004 г.
.

Смотреть что такое «СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДА И ТРЕУГОЛЬНИК» в других словарях:

СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ  – способы соединения, применяемые в трехфазной электрической цепи (рис. С 15). При соединении звездой концы обмоток трех фаз генератора (трансформатора, электродвигателя) соединяют в общую нейтраль, а начала обмоток — в три. .. … Металлургический словарь

В электротехнике способы соединения элементов электрических цепей (См. Электрическая цепь), при которых ветви цепи образуют соответственно треугольник и трехлучевую звезду (см. рис.). Наибольшее распространение Т. и з.ч. с участием. попал в… …

Трехфазная система, совокупность трех однофазных электрических цепей переменного тока (См. Переменный ток) (называемых фазами), в которых присутствуют три переменного напряжения одинаковой частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга; … … Большая советская энциклопедия

Попытки использовать электричество в качестве движущей силы предпринимались еще в начале прошлого века. Так, после того как (1821 г.) Фарадей открыл явление вращения магнитов вокруг проводников с током и наоборот, Стерджены и Барлоу построили… …

— (англ. selsyn, от англ. self и греч. sýnchronos одновременный, синхронный) Электромобиль, допускающий угловое перемещение вала одного устройства или механизма в соответствии с угловым движением другого вала. .. Большая советская энциклопедия

Э. канализация — это ряд приспособлений и сооружений для распределения Э. энергии от данного источника к приемникам, расположенным в разных точках на данной территории. Основную часть Э. сточных вод составляют провода, по которым… … Энциклопедический словарь Ф. А. Брокгауза и И.А. Ефрона — Трехфазная система электроснабжения является частным случаем многофазных систем электрических цепей, в которых синусоидальные ЭДС одной частоты, создаваемые общим источником, сдвинуты друг относительно друга во времени на определенную … … Википедия

Подключение трехфазного трансформатора (схемы подключения включены)

Что такое подключение трансформатора?

Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены различными способами в зависимости от доступных клемм и желаемого применения.

Трехфазный трансформатор состоит из трех однофазных трансформаторов на отдельных сердечниках или на одном комбинированном сердечнике. Но в большинстве случаев трехфазную обмотку размещают на одном сердечнике, что обеспечивает экономичное соединение медных обмоток и железного сердечника.

В сети энергосистемы мощность генерируется, передается и распределяется в виде трехфазной мощности. Поэтому для повышения или понижения уровней напряжения в трехфазной системе нужны трехфазные трансформаторы.

Трехфазные соединения

Существует два метода подключения трехфазных обмоток.

• Соединение звездой
• Соединение треугольником

Соединение звездой

При соединении звездой одна клемма всех трех обмоток соединена и образует точку звезды или нейтральную точку.С этой точки берется нейтральный терминал.

Вынимается вторая клемма всех обмоток, и на эти клеммы подается питание. Из-за формы этой конфигурации она известна как соединение звездой, Y-образным соединением или соединением звездой.

Схема соединения трехфазной звезды показана на рисунке ниже.

Соединение звездой

Соединение треугольником

При соединении треугольником все три обмотки соединены последовательно и имеют треугольную форму.Подача осуществляется к трем точкам соединения.

Форма этой конфигурации выглядит как дельта (∆). Поэтому оно известно как дельта-соединение или ∆-соединение. В некоторых случаях это соединение также известно как ячеистое соединение.

Схема соединения треугольником показана на рисунке ниже.

Соединение треугольником

Факторы, влияющие на выбор соединения

Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор соединения.

• Наличие нейтрали для заземления и подключения нагрузки.
• Наличие пути для тока нулевой последовательности и тока третьей гармоники.
• Стресс напряжения и изоляция на землю.
• Параллельная работа с другим трансформатором.
• Экономические соображения.
• Работа трансформатора в условиях отказа.

Трехфазные напряжения и токи при соединении по схеме «звезда» и «треугольник»

На схеме соединений мы должны учитывать линейное напряжение-ток и линейное напряжение-ток. Линейное напряжение известно как линейное напряжение, а линейное напряжение известно как фазное напряжение.

При соединении по схеме «звезда» фазный ток такой же, как фазный ток.

Для расчета напряжения при соединении звездой мы рассмотрим трехфазную четырехпроводную конфигурацию, как показано на приведенном выше рисунке соединения звездой. Согласно закону Кирхгофа, мы можем найти, что линейное напряжение в √3 раза больше, чем линейное напряжение.

При соединении треугольником фазное напряжение такое же, как фазное напряжение.

Соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор состоит из двух трехфазных обмоток; первичная обмотка и вторичная обмотка.

Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены звездой или треугольником. В зависимости от применения трансформатора первичная и вторичная обмотки могут быть соединены в четырех возможных конфигурациях.

• Звезда-треугольник (Δ-Δ)
• Звезда-звезда (YY)
• Звезда-треугольник (Δ-Δ)
• Звезда-треугольник (Y-Δ)

В вышеуказанных конфигурациях первая конфигурация для первичной обмотки, а вторая конфигурация для вторичной обмотки.

Соединение «треугольник-треугольник» (Δ-Δ)

При соединении трансформатора «треугольник-треугольник» первичная и вторичная обмотки соединяются по схеме «треугольник». Схема подключения данной конфигурации показана на рисунке ниже.

Соединение треугольник-треугольник (Δ-Δ)

Первичная обмотка обозначена как A1A2, B1B2 и C1C2. Вторичная обмотка обозначена как a1a2, b1b2 и c1c2.

Клеммы A1 и a1 имеют одинаковую полярность. А первичная обмотка А1А2 соответствует вторичной обмотке а1а2.

Векторная диаграмма отстающего коэффициента мощности cos ф показана на рисунке ниже. На векторной диаграмме пренебрегают током намагничивания и падением импеданса напряжения.

Векторная диаграмма соединения треугольник-треугольник (Δ-Δ)

В конфигурации треугольник-треугольник линейное напряжение и фазное напряжение одинаковы по величине на первичной и вторичной обмотках. Первичное линейное напряжение (V _AB , V _BC , V _CA ) находится в фазе с вторичным напряжением (Vab, Vbc, Vca). А коэффициент напряжения равен коэффициенту трансформации трансформатора.

Линейный ток в √3 раза больше фазного тока в условиях баланса. Если пренебречь током намагничивания, коэффициенты тока равны;

В этом типе соединения напряжение первичной и вторичной обмотки совпадает по фазе. Поэтому это соединение также известно как соединение 0˚.

При обратном подключении вторичной обмотки получается разность фаз между первичной и вторичной обмотками 180˚.И это соединение известно как соединение на 180˚.

Схема соединений и векторная диаграмма соединения под углом 180˚ показаны на рисунке ниже.

Соединение треугольник-треугольник (Δ-Δ) Соединение 180 градусов

В этом соединении подключаются вторичные клеммы b1c2, c2a2 и a1b2. На векторной диаграмме видно, что вторичные напряжения находятся в противофазе с первичным напряжением.

Преимущества соединения треугольник-треугольник:

• Это соединение можно использовать для сбалансированных и несбалансированных условий нагрузки.
• В этой системе присутствует третья гармоника, но она циркулирует по близкому пути и не появляется в выходном напряжении.
• Основным преимуществом этой системы является то, что если одна фаза выйдет из строя, трансформатор будет работать на двух других фазах. Эта система известна как открытое дельта-соединение или соединение V-V.

Недостатком соединения треугольник-треугольник является отсутствие в системе нейтральной точки. Следовательно, соединение треугольник-треугольник полезно, когда первичная или вторичная обмотка не требует нейтральной клеммы.

Соединение звезда-звезда (Y-Y)

При соединении звезда-звезда первичная и вторичная обмотки соединены звездой. Схема соединения звезда-звезда показана на рисунке ниже.

Соединение звезда-звезда (Y-Y)

Фазный ток равен линейному току в соединении звезда-звезда, и оба тока совпадают по фазе. Линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения. Векторная диаграмма этого соединения аналогична соединению треугольник-треугольник.

Для идеального трансформатора коэффициент напряжения равен;

Коэффициент текущей ликвидности равен;

При несимметричной нагрузке фазное напряжение становится сильно несимметричным. Потому что нейтраль не предусмотрена при соединении звезда-звезда, и эта система бесполезна при несимметричной нагрузке.

Основным недостатком соединения звезда-звезда является то, что на него сильно влияет ток намагничивания.

В трансформаторе ток намагничивания содержит третью гармонику и имеет несинусоидальную форму.Для получения синусоидального потока в трансформаторе необходимо предусмотреть другой путь для тока намагничивания.

Но при соединении звезда-звезда, токи намагничивания трехфазных обмоток равны по величине и синфазны между собой. Следовательно, она будет аддитивной, и сумма в звездной точке не равна нулю.

В незаземленной системе нет пути для тока намагничивания, и он изменит форму волны магнитного потока. И этот поток создаст напряжение, содержащее третьи гармоники, как на первичной, так и на вторичной стороне трансформатора.

Это напряжение будет добавлено к основной форме волны напряжения и даст в два раза больше пикового напряжения, чем нормальное значение.

Проблема несимметрии и третьей гармоники в соединении звезда-звезда решается следующими методами.

Жесткое заземление нейтрали

Если между нейтралью первичного трансформатора и нейтралью генератора переменного тока предусмотрено твердое заземление, оно обеспечит путь для тока намагничивания в нейтральном проводе.И он не будет создавать большое напряжение в трансформаторе.

Нейтральный провод также обеспечивает путь для тока небаланса, вызванного несимметричной нагрузкой.

По нейтральному проводу будет проходить ток тройной частоты. Значит, этот провод может мешать цепи связи.

Обеспечить третичную обмотку

Если необходимо не использовать нейтральный провод с трансформатором, в первичную и вторичную обмотку помещается дополнительная обмотка. Эта обмотка известна как третичная обмотка.

Подключается по схеме Delta. Таким образом, вся система станет системой звезда-дельта-звезда (Y-∆-Y).

Соединение треугольником-звездой (Δ-Y)

При соединении треугольником-звездой трехфазного трансформатора первичная обмотка соединена треугольником, а вторичная обмотка соединена звездой.

Схема подключения конфигурации «треугольник-звезда» показана на рисунке ниже.

Соединение треугольником-звездой (Δ-Y)

Первичная обмотка соединена треугольником.Следовательно, в первичной обмотке линейное напряжение равно фазному.

Вторичная обмотка соединена звездой. Следовательно, во вторичной обмотке линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения.

Таким образом, коэффициент напряжения этой конфигурации равен;

Векторная диаграмма соединения треугольником-звездой для отстающего коэффициента мощности и сбалансированной нагрузки показана на рисунке ниже.

Векторная диаграмма Соединение треугольник-звезда (Δ-Y)

Как показано на векторной диаграмме, вторичное фазное напряжение V _{и N} опережает первичное напряжение V _AN на 30˚. Точно так же вторичные фазные напряжения V _bN и V _cN приводят к первичным напряжениям V _BN и V _CN, соответственно. Это соединение также известно как соединение +30˚.

Если мы поменяем соединение с любой стороны, мы можем получить отставание вторичного напряжения от первичного на 30˚. И этот тип соединения известен как -30˚ соединение. Схема подключения показана на рисунке ниже.

Соединение треугольник-звезда (Δ-Y) -30 градусов

Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)

При соединении звезда-треугольник первичная обмотка трансформатора соединяется звездой, а вторичная обмотка подключен по схеме треугольник.Схема подключения по схеме звезда-треугольник показана на рисунке ниже.

Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)

Поскольку первичная обмотка соединена звездой, первичное линейное напряжение равно √3 фазного напряжения. А вторичная обмотка соединена в треугольник. Итак, во вторичной обмотке линейное напряжение равно фазному.

Коэффициент напряжения в этой конфигурации составляет;

Векторная диаграмма этой системы может быть построена аналогично соединению треугольник-звезда.В этой системе фазовый сдвиг составляет 30˚ между линейными напряжениями. Это соединение также известно как соединение +30˚.

Если мы реверсируем соединение, мы можем получить фазовый сдвиг на 30˚. И это соединение известно как соединение -30˚. Схема подключения этой системы показана на рисунке ниже.

Соединение звезда-треугольник (Y-Δ) 30 градусов

Соединение звезда-треугольник просто получить, поменяв местами первичное и вторичное соединение треугольник-звезда. Соединение звезда-треугольник или треугольник-звезда может использоваться при несимметричной нагрузке и третьих гармониках.

Соединение треугольником Y-Δ и Δ-Y обеспечивает сбалансированное напряжение на стороне Y и обеспечивает путь для прохождения третьих гармоник и их кратных частот без использования нейтрального провода.

Соединение с разомкнутым треугольником (соединение V-V)

В системе «треугольник-треугольник» один трансформатор поврежден или случайно разомкнут, а оставшиеся два трансформатора продолжат питать трехфазную систему с пониженной нагрузочной способностью. Это соединение известно как соединение Open Delta или соединение V-V.

Таким образом, при соединении по схеме «открытый треугольник» два из трех трансформаторов работают на трехфазную нагрузку.

Схема подключения этой системы показана на рисунке ниже.

Соединение с открытым треугольником (соединение V-V)

Приложенное напряжение в первичной обмотке; V _AB , V _BC и V _CA . Напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, равно; V _ab и V _{до н.э.} . Между точками а и с обмотки нет. Но между точками а и с создается разность потенциалов.

(1)  

Допустим, линейное напряжение на первичной стороне V _P , а на вторичной стороне V _S .

Для расчета напряжения на вторичной стороне предполагается, что полное сопротивление утечки в трансформаторе равно нулю.

Подставьте эти значения в уравнение-1.

Таким образом, доказано, что напряжение между точками a и c такое же, как напряжение вторичной линии, и отличается по времени на 120˚.Таким образом, приложенное напряжение представляет собой сбалансированное трехфазное напряжение на вторичной стороне, если учитывать нулевое сопротивление утечки.

Теперь по схеме треугольник-треугольник подключены три трансформатора, работающие на 100% нагрузке. Но в случае открытого соединения треугольником подключаются два трансформатора.

Кажется, в состоянии открытого треугольника; мы можем подключить 66,6% нагрузки. Но в таком состоянии этого не произойдет.

Предположим, что V _2B и I _2B являются номинальным вторичным фазным напряжением и фазным током соответственно. А при соединении треугольником фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы, а линейный ток в √3 раза больше фазного тока.

В условиях замкнутого треугольника-треугольника,

Теперь, в состоянии открытого треугольника, один трансформатор удален. Следовательно, линейный ток I _2B равен номинальному вторичному току трансформатора.

В условиях открытого треугольника,

Взять отношение нагрузки ВА для обоих условий;

Итак, мы видим, что в условиях открытого треугольника мы можем соединить 57.7% нагрузка дельта-дельта.

Процентное увеличение каждого трансформатора соединения В-В;

Следовательно, каждый трансформатор в В-В соединении перегружен на 73,2%. Следовательно, в случае открытого треугольника нагрузку следует уменьшить. В противном случае обмотки трансформатора могут перегреться, а в худшем состоянии — выйти из строя.

Соединение Скотта

Соединение Скотта используется для соединения двух однофазных трансформаторов с целью преобразования трехфазного тока в двухфазный или наоборот.

В соединении Скотта два трансформатора соединены электрически. Но эти трансформаторы не связаны магнитно.

Один трансформатор является основным трансформатором, а второй известен как вспомогательный трансформатор.

Схема соединения Скотта показана на рисунке ниже.

Scott Connection

Трехфазные клеммы A, B и C. Главный трансформатор представляет собой трансформатор с отводом от середины. И он подключен через клеммы B и C. Постукивание берется из точки D.

Первичная обмотка подключается к клеммам B и C, а вторичная обмотка подключается к клеммам a1a2.

Вспомогательный трансформатор подключается между линейной клеммой A и клеммой D с отводом посередине. Первичная обмотка вспомогательного трансформатора подключается между клеммами A и C, а вторичная обмотка подключается между b1 и b2.

Трехфазные линейные напряжения (V _AB , V _BC и V _CA ) сбалансированы. Векторная диаграмма этой системы показана на рисунке ниже.

Векторная диаграмма Scott Connection

В _BC принимается за эталонное напряжение.

Точка D делит первичную обмотку ВС на две равные части. Следовательно, количество витков на участке BD равно количеству витков на участке DC.

Пусть общее число витков в первичной обмотке главного трансформатора равно T _P . Тогда количество витков в BD и DC равно T _P /2.

Напряжение на участках BD и DC одинаковое и составляет половину напряжения на BC.

Напряжение между A и D составляет;

Следовательно, напряжение на первичной обмотке вспомогательного трансформатора в 0,866 раз больше напряжения основного трансформатора, а электрический угол между обоими напряжениями составляет 90°.

Приложенное первичное напряжение вспомогательного трансформатора составляет В _AD, , а вторичное напряжение вспомогательного трансформатора составляет В _2a .

Вторичное вспомогательное напряжение (V _2a ) опережает вторичное основное напряжение (V _2m ) на 90˚, как показано на рисунке ниже.

вторичное вспомогательное и основное напряжение

Напряжение на виток должно быть одинаковым для одного и того же потока в каждом трансформаторе. Следовательно, чтобы сохранить одинаковое напряжение на виток в первичной обмотке основного трансформатора и первичной обмотке вспомогательного трансформатора, нам необходимо установить 0,866T _P витков в первичной обмотке вспомогательного трансформатора.

Таким образом, вторичное напряжение обоих трансформаторов имеет одинаковое номинальное напряжение.V _2a и V _2m равны по величине и находятся на расстоянии 90˚ друг от друга. Таким образом, получается сбалансированная двухфазная система.

Фазовый сдвиг и полярность – помехи напряжения

Сдвиг фаз и полярность фаз между двумя обмотками однофазного трансформатора зависит от того, как обмотки намотаны на сердечник. Фазовый сдвиг трансформатора и полярность трансформатора необходимо учитывать для многих приложений, некоторые из которых:

• Создание трехфазного трансформатора с использованием однофазных трансформаторов
• Параллельная работа трансформаторов
• Соединения трансформатора напряжения для измерения
• Трансформаторы напряжения для проверки синхронизма между двумя источниками, защиты и т. д.

В этой статье обсуждаются основы полярности трансформатора. Обсуждается метод проверки полярности трансформатора напряжения (PT или VT) и приводятся фактические результаты испытаний.

Трансформатор фазового сдвига

Существует четыре различных способа соединения однофазных трансформаторов в трехфазные группы. Это:

Трансформаторы

«звезда-звезда» и «треугольник-треугольник» не вызывают фазового сдвига от первичной обмотки к вторичной.Трансформаторы Delta-Wye имеют 30-градусный фазовый сдвиг, который обсуждается ниже.

Трансформатор со сдвигом фазы по схеме «звезда» или «звезда-треугольник»

Мы знаем, что в трансформаторе «звезда-треугольник» или «звезда-треугольник» фазовый сдвиг между линейными напряжениями составляет 30 градусов. При этом есть два варианта: треугольник может опережать звезду на 30 градусов или звезда может опережать треугольник на 30 градусов.

Что определяет фазовый сдвиг трансформатора и какая сторона трансформатора треугольник-звезда опережает или отстает?

Ответ : То, как дельта «закрыта», определяет, какая сторона опережает или отстает.Возможны две комбинации, которые обсуждаются ниже:

1. Закрытие треугольником DAB

Это один из способов закрытия дельта-треугольника. В этой связи полярная сторона фазы А соединяется с неполярной стороной фазы В. Схема подключения трехфазного трансформатора этим методом показана ниже.

Закрытие треугольником, тип DAB

На рисунке выше показано соединение по схеме «звезда-треугольник» с соединением «DAB». В этом случае сторона треугольника будет впереди стороны звезды на 30 ⁰ . Это нормальное соединение для трансформатора «звезда-треугольник» с треугольником на первичной обмотке. Согласно североамериканским стандартам первичная сторона опережает вторичную сторону низкого напряжения на 30 ⁰ .

 2) Замыкание треугольником DAC

Это еще один метод закрытия дельта-треугольника. При этом полярная сторона фазы А соединяется с неполярной стороной фазы С. Схема подключения трехфазного трансформатора этим методом показана ниже.

Закрытие треугольником DAC

На приведенном выше рисунке показано соединение треугольником по схеме «звезда» с соединением «DAC». В этом случае сторона треугольника будет отставать от стороны звезды на 30 ⁰ . Или, другими словами, сторона звезды будет опережать сторону дельты на 30 ⁰ . Это нормальное соединение для трансформатора звезда-треугольник со звездой на первичной обмотке.

Обратите внимание, что эти фазовые углы относятся к напряжениям прямой последовательности. Метод определения полярности по соединениям обмотки приведен в [1].

DAB в сравнении с DAC Delta Connection

Полярность трансформатора

Для трансформаторов существует два стандарта полярности.Это субтрактивный и аддитивный , как показано ниже. Маркировка полярности обозначена знаком «X».

Однофазные силовые трансформаторы (в Северной Америке) могут быть аддитивными или вычитающими в зависимости от кВА и класса напряжения. В других регионах мира также может использоваться сочетание трансформатора аддитивной и вычитающей полярности. Два правила полярности трансформатора:

1. Ток, протекающий «от маркировки полярности» одной обмотки, течет «от» маркировки полярности другой обмотки.Оба тока будут в фазе.
2. Падение напряжения от полярности к неполярности на одной обмотке практически совпадает по фазе с падением напряжения от полярности к неполярности на другой обмотке.

Аддитивная полярность : Для силовых распределительных трансформаторов, подпадающих под категорию, указанную в приведенном ниже стандарте IEEE, имеет аддитивную полярность. В основном это однофазные распределительные трансформаторы.

Стандарт IEEE Std C57.12.00-2000 для распределительных, силовых и регулирующих трансформаторов, погруженных в жидкость, гласит, что « Однофазные трансформаторы мощностью 200 кВА и ниже и имеющие номинальное высокое напряжение 8660 В и ниже (напряжение обмотки) должны иметь аддитивную полярность. .Все остальные однофазные трансформаторы должны иметь вычитающую полярность».

Вычитающая полярность: Большие силовые трансформаторы и измерительные трансформаторы обычно имеют вычитающую полярность.

Маркировка полярности обозначается точкой или знаком «X» или может быть обозначена стандартной маркировкой клемм. Ниже приведен еще один способ указания полярности трансформатора. Вторичная полярность определяется расположением «X1» относительно «h2». Если h2 и X1 находятся на одной стороне, то трансформатор имеет вычитающую полярность и наоборот.

Приборный трансформатор с вычитающей полярностью. Обратите внимание, что в дополнение к белой «точке», указывающей полярность, он также имеет маркировку h2 и X1. Схема для этого VT или PT будет такой же, как на рисунке выше для вычитающей полярности.

Преобразователь напряжения [квадрат D]

Как проверить полярность трансформатора?

Иногда требуется проверить полярность однофазного трансформатора или трансформатора напряжения (VT или PT) для проверки или устранения неполадок. Одним из способов проверки ТН с известным коэффициентом трансформации напряжения является подключение источника переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Схема проверки полярности трансформатора/ТП (вверху) Упрощенная схема проверки (внизу)

Примечание. Следует соблюдать осторожность при подключении напряжения, поскольку в зависимости от номинального напряжения и клемм, на которых выполняются подключения, может появиться опасное напряжение. Соединение на 120 В переменного тока или меньше должно применяться к клеммам высокого напряжения, а не к клеммам низкого напряжения.

На приведенном выше рисунке знаки +, – служат для иллюстрации и обозначают клеммы с одинаковым потенциалом в любой момент времени и не представляют собой напряжение постоянного тока.

Для обмотки с аддитивной и вычитательной полярностью клеммы h2 и X1 всегда имеют одинаковую полярность. Эти знания помогут создать фигуру выше. В приведенном выше примере теста коэффициент трансформации составляет 120 В/12 В. Если трансформатор напряжения (ТН) имеет аддитивную полярность, то на мультиметре будет считано 132 В. Если ТН имеет вычитающую полярность, то на мультиметре будет 108В.

Проверка полярности трансформатора напряжения

Ниже приведена тестовая установка для проверки полярности трансформатора напряжения или трансформатора напряжения . Измерительные провода подключаются, как описано в разделе выше . Спецификации VT:

Первичный 480 В

Вторичный 120В

Коэффициент трансформации = 480/120 = 4

h2 и X1 находятся с одной стороны трансформатора (аналогично рисунку ТН, показанному выше).Следовательно, VT имеет вычитающую полярность. После выполнения соединений, как показано на схеме выше . Измеренное напряжение между h3 и X2 составляет 90 В.

Это подтверждает, что полярность VT является субтрактивной. Напряжение, приложенное к h2 h3, составляет 120 В. На основании коэффициента трансформации 120/4=30 В будет индуцироваться между X1 X2. Так как обмотки соединены с вычитающей полярностью, измеренное на h3 X2 чистое напряжение составляет 120-30=90В. Это именно то, что измеряется.

Кривые напряжения первичной и вторичной обмотки показаны ниже.Для вычитающей полярности осциллограммы напряжения на h2 h3 и X1 X2 имеют одинаковый фазовый угол. Другими словами, потенциал h2 и X1 растет и падает одновременно.

Для аддитивной полярности сигналы напряжения между h2, h3 и X1 X2 имеют разность фаз 180 градусов.

Дополнительное чтение:

Последовательность фаз и фазовый угол

Насыщение трансформатора тока

Ссылка [1]: Анализ и проектирование энергосистем Дж. Дункан Гловер, С.Сарма, Томас Овербай

Открытый треугольник. Открытый треугольник. Схемы подключения трансформатора напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до нормативного значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема подключения однофазного трансформатора напряжения показана на рис.; первичная обмотка подключена к сетевому напряжению U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) параллельно подключены катушки измерительных приборов и реле.Для безопасности эксплуатации один вывод вторичной обмотки заземлен. Трансформатор напряжения, в отличие от трансформатора тока, работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельно включенных катушек приборов и реле велико, а потребляемый ими ток мал.

1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка

Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

Где U1nom и U2nom — номинальные первичное и вторичное напряжения соответственно.
Рассеивание магнитного потока и потери в сердечнике приводят к ошибке измерения

Как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения на угол 180°. Это определяет угловую ошибку.

Классы точности 0,2 различают в зависимости от номинальной погрешности; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosφ2, т.е.от вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусмотрена компенсация погрешности напряжения некоторым уменьшением числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток средств измерений и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальной мощности трансформатора напряжения, иначе это приведет к увеличению погрешности.

В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех фазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, включенных по схеме разомкнутого треугольника (рис. 4.13, а), а также трехфазный двухобмоточный НТМК трансформаторы, обмотки которых соединены в звезду (рис. 4.13, б). Для измерения напряжения относительно земли можно использовать три однофазных трансформатора, включенных по схеме Y 0 / Y 0 ,
или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ (рис.б). В последнем случае обмотка, соединенная звездой, используется для подключения измерительных приборов, а реле замыкания на землю подключается к обмотке открытого треугольника. Таким же образом к трехфазной группе подключаются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются на напряжение до 18 кВ, однофазные — на любое напряжение.По типу изоляции трансформаторы бывают сухие, маслонаполненные и литые.

Обмотки сухих трансформаторов выполнены проводом ПЭЛ, а изоляция между обмотками — электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 — однофазный сухой трансформатор напряжения на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение от 6 до 1150 кВ в ЗРУ и ОРУ. В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод заполнены маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.

Трансформаторы однофазные двухобмоточные НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 следует отличать от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

(рисунок 1, b ), иногда называемый V-образным. Рассмотрим несколько типичных примеров областей их применения.

Рисунок 1. Разница между соединениями в открытом ( и ) и открытом ( b ) треугольниках. Примеры применения для соединений «открытый треугольник»: ( в ) и фильтр напряжения нулевой последовательности ( r ).

Следующий пример взят из другой области. На рисунке 1 r показан фильтр нулевого напряжения, который используется для обнаружения замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Первичные обмотки соединены в звезду, ее нейтраль обязательно заземлена, благодаря чему первичная обмотка каждой фазы соединена со своим напряжением относительно земли. Вторичные обмотки, соединенные в открытый треугольник, питают реле R .

В нормальных условиях, а также с заземлением, но без него геометрическая сумма фазных напряжений равна нулю.Следовательно, напряжение на катушке реле равно нулю и оно не срабатывает. Однако при замыкании на землю в напряжениях U 0 появляется составляющая нулевой последовательности. Реле срабатывает и выполняет заданные действия (включает сигнал, выключает заземленный участок, включает резерв и т.д.).

Обращаем внимание на следующее. Заземление нейтрали первичной обмотки (рис. 1, р ) является необходимым условием работы схемы. Заземление вторичной обмотки является средством безопасности (см. статью «Соединение звездой»). Токи третьей гармоники в цепи вторичной обмотки не возникают, так как трансформаторы напряжения работают при малых индукциях, из-за чего их магнитопроводы далеки от насыщения.

Открытый треугольник редко применяется в силовых электроустановках, но широко применяется в измерительных, учетных и сложных схемах релейной защиты.

На рис. 2 два однофазных силовых трансформатора и соединены в открытый треугольник. Это равносильно простому отключению одного трансформатора от трехфазной группы, но оставлению всех внешних клемм как на первичной, так и на вторичной стороне. Особенности такого подключения следующие:
1.В фазах ab и ac присутствуют линейные токи, сдвинутые вместе с резистивной нагрузкой относительно соответствующих фазных напряжений на 30°. Это означает, что каждый трансформатор с активной нагрузкой работает с cos φ.
= 0,866 (не cos φ
= 1). Следовательно, выходная мощность двух трансформаторов, соединенных в открытый треугольник, составляет не 2/3, а всего 58% (2/3 от 86,6%) мощности, которая была бы в закрытом треугольнике.

Рисунок 2.Примеры открытых дельта-соединений.

2. Различные сопротивления линейных токов нарушают симметрию под нагрузкой.

В третьем примере (рис. 2, в ) показано соединение по схеме «открытый треугольник» двух однофазных трансформаторов напряжения. Такое включение применяют в высоковольтных электроустановках, если достаточно для контроля линейных напряжений U АВ, U ВС,. Вторичное напряжение заземлено в целях безопасности.

1 Прямая, обратная и нулевая последовательности являются терминами метода симметричных составляющих, который используется для расчета цепей с несимметричной нагрузкой.
2 U AB = k × U ab, U BC = k × U bc, U CA = k × U ca, где k – трансформатор напряжения, в нашем примере 10000:100 = 100. Вольтметры калибруются в киловольтах.

Трансформатор напряжения измерительный служит для снижения высокого напряжения, подаваемого в установках переменного тока, для измерительных приборов и реле защиты и автоматики.

Для прямого подключения к высокому напряжению потребуются очень громоздкие устройства и реле из-за необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и использование такого оборудования практически нецелесообразно, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать стандартные измерительные приборы для измерений высокого напряжения, расширяя пределы их измерений; катушки реле, подключаемые через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартное исполнение.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, обеспечивая тем самым их безопасную эксплуатацию.

Трансформаторы напряжения широко применяются в электроустановках высокого напряжения, от их работы зависит точность и учет электроэнергии, а также надежность работы релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Измерительный трансформатор напряжения по принципу конструкции ничем не отличается от . Он состоит из стального сердечника, состоящего из листов электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток.

На рис. 1, а изображена схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой.На первичную обмотку подается высокое напряжение U1, а на вторичное напряжение U2 подключается измерительный прибор. Начала первичной и вторичной обмоток обозначают буквами А и а, концы — буквами Х и х. Такие обозначения обычно наносят на корпус трансформатора напряжения рядом с выводами его обмоток.

Отношение номинального напряжения первичной обмотки к номинальному напряжению вторичной обмотки называют номинальным напряжением трансформатора Кн = U1 ном / U2 ном

Рисунок: 1.Схема и векторная диаграмма трансформатора напряжения: а — схема, б — векторная диаграмма напряжения, в — векторная диаграмма напряжения

При безошибочной работе трансформатора напряжения его первичное и вторичное напряжения совпадают по фазе, как показано на рис. 1.6, а отношение их значений равно К н. При коэффициенте трансформации К н = 1 напряжение U2 = U1 (рис. 1, в).

Трансформаторы напряжения измерительные с двумя вторичными обмотками

Трансформаторы напряжения с двумя вторичными обмотками, кроме питания средств измерений и реле, предназначены для работы на устройствах сигнализации замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью или для защиты от замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Схема трансформатора напряжения с двумя вторичными обмотками представлена ​​на рис. 2, а. Зажимы второй (дополнительной) обмотки, используемой для сигнализации или защиты при замыканиях на землю, обозначаются ad и xd.

На рис. 2.6 приведена схема включения трех таких трансформаторов напряжения в трехфазную сеть. Первичная и основная вторичная обмотки соединены звездой. Первичная нейтраль заземлена. Три фазы и ноль можно подавать на измерительные приборы и реле от основных вторичных обмоток.Дополнительные вторичные обмотки соединены треугольником. От них сумма фазных напряжений всех трех фаз поступает на устройства сигнализации или защиты.

При нормальной работе сети, к которой подключен трансформатор напряжения, эта векторная сумма равна нулю. Это видно из векторных диаграмм на рис. 2, в, где Uа, Vб и Uк — векторы фазных напряжений, приложенных к первичным обмоткам, а Uад, Uб д и Uкд — векторы напряжений первичной и вторичной дополнительных обмотка.напряжения на вторичных добавочных обмотках, совпадающих по направлению с векторами на соответствующих первичных обмотках (таких же, как на рис. 1, в).

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками. а — схема; б — включение в трехфазную цепь; в — векторная диаграмма

Сумма векторов Uад, Uб д и Uкд получена путем их сложения по схеме соединения дополнительных обмоток, при этом предполагалось, что стрелки векторов как первичных, так и вторичных напряжений соответствуют началам обмоток трансформатора .

Результирующее напряжение 3U0 между концом обмотки фазы С и началом обмотки фазы А на схеме равно нулю.

В реальных условиях обычно имеется незначительное напряжение несимметрии на выходе открытого треугольника, не превышающее 2-3% от номинального напряжения. Этот дисбаланс создается всегда существующей незначительной асимметрией вторичных фазных напряжений и небольшим отклонением формы их кривой от синусоидальной.

Напряжение, обеспечивающее надежную работу реле, включенных по схеме «открытый треугольник», возникает только при замыканиях на землю на стороне первичной обмотки трансформатора напряжения. Так как замыкания на землю связаны с прохождением тока через нейтраль, то результирующее напряжение на выходе открытого треугольника по методу симметричных составляющих называют напряжением нулевой последовательности и обозначают 3U0. В этом обозначении цифра 3 указывает на то, что напряжение в этой цепи является суммой трех фаз. Обозначение 3U0 также относится к выходной цепи с открытым треугольником, применяемой к реле сигнализации или защиты (рис. 2.6).

Рис. 3. Векторные диаграммы напряжений первичной и вторичной добавочных обмоток при однофазном замыкании на землю: а — в сети с глухозаземленной нейтралью, б — в сети с изолированной нейтралью.

Напряжение 3U0 имеет наибольшее значение при однофазном замыкании на землю. Следует иметь в виду, что максимальное значение напряжения 3U0 в сети с изолированной нейтралью значительно выше, чем в сети с заземленной нейтралью.

Общие цепи переключения трансформаторов напряжения

Простейшая схема с использованием одного, показанная на рис. 1, а, применяется в пусковых шкафах двигателей и в пунктах коммутации 6-10 кВ для включения вольтметра и реле напряжения устройства АВР.

На рис. 4 приведены схемы включения однофазных трансформаторов напряжения с одной обмоткой для питания трехфазных вторичных цепей. Группа из трех соединенных звездой однофазных трансформаторов, показанная на рис. 4, а, применяется для питания измерительных приборов, счетчиков и вольтметров для контроля изоляции в электроустановках 0,5-10 кВ с изолированной нейтралью и неразветвленной сетью, где сигнализация возникновения однофазных замыканий на землю не требуется.

Для обнаружения «земли» этими вольтметрами они должны показывать величину первичных напряжений между фазами и землей (см. векторную диаграмму на рис.3.6). Для этого заземляют ноль обмоток ВН и включают вольтметры на вторичные фазные напряжения.

Поскольку при однофазных замыканиях на землю трансформаторы напряжения могут длительное время находиться под линейным напряжением, их номинальное напряжение должно соответствовать первичному междуфазному напряжению. В результате в штатном режиме при работе под фазным напряжением мощность каждого трансформатора, а значит, и всей группы уменьшается на √
3 раза. Так как в схеме нулевая вторичная обмотка заземлена, вторичные предохранители установлены во всех трех фазах.

Рис. 4. Схемы подключения однофазных измерительных трансформаторов напряжения с одной вторичной обмоткой: а — схема звезда-звезда для электроустановок 0,5 — 10 кВ с изолированной нейтралью, б — схема разомкнутый треугольник для электроустановок 0,38 — 10 кВ , в — то же для электроустановок 6 — 35 кВ, г — включение трансформаторов напряжения 6 — 18 кВ по схеме треугольник — звезда для питания устройств АРВ синхронных машин.

На рис. 4.6 и трансформаторы напряжения, предназначенные для питания средств измерений, счетчиков и реле, подключенных к междуфазным напряжениям, соединяют по схеме открытого треугольника.Эта схема обеспечивает симметричные междуфазные напряжения Uab, Ubc, Uc a при работе трансформаторов напряжения любого класса точности.

Особенностью схемы разомкнутого треугольника является недоиспользование мощности трансформаторов, так как мощность такой группы из двух трансформаторов меньше мощности группы из трех трансформаторов, соединенных в полный треугольник не в 1,5 раза, а в √
3 раза.

Схема на рис. 4, б применяется для питания неразветвленных цепей напряжения электроустановок 0.38-10 кВ, что позволяет установить заземление вторичных цепей непосредственно на трансформаторе напряжения.

В схеме вторичных цепей, показанной на рис. 4, в, вместо предохранителей установлен двухполюсный автоматический выключатель, при срабатывании которого блокирующий контакт замыкает цепь сигнала «обрыв напряжения». Заземление вторичных обмоток выполняется на щите в фазе В, которая дополнительно заземляется непосредственно на трансформаторе напряжения через пробойный предохранитель. Выключатель обеспечивает отключение вторичных цепей от трансформатора напряжения с видимым разрывом.Данная схема применяется в электроустановках 6 — 35 кВ при питании разветвленных вторичных цепей от двух и более трансформаторов напряжения.

На рис. 4, д, трансформаторы напряжения соединены по схеме треугольник-звезда, обеспечивающие вторичное линейное напряжение U = 173 В, необходимое для питания устройств автоматического управления возбуждением (АРВ) синхронных генераторов и компенсаторов. С целью повышения надежности работы АРВ предохранители во вторичных цепях не устанавливаются, что допускается для неразветвленных цепей напряжения.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения представлена ​​на рис. 1, а. Предохранители ФВ1 и ФВ2 защищают сеть высокого напряжения от повреждения первичной обмотки телевизора. Предохранители ФВ3 и ФВ4 (или автоматические выключатели) защищают телевизор от повреждений при нагрузке.

Схема соединения двух однофазных трансформаторов напряжения ТВ1 и ТВ2 в открытый треугольник (рис. 2). Трансформаторы включены для двух междуфазных напряжений, например UAB и UBC. Напряжение на зажимах вторичных обмоток ТВ всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подаваемым с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включается нагрузка (реле).

Схема позволяет получить все три междуфазных напряжения UAB, UBC и UCA (не рекомендуется подключать нагрузку между точками а и с, так как через трансформаторы будет протекать дополнительный ток нагрузки, вызывающий увеличение Ошибка).

Рис. 1. Схема подключения измерительного трансформатора напряжения

Рис. 2. Схема соединения двух однофазных трансформаторов напряжения в открытый треугольник

Схема соединения трех однофазных трансформаторов напряжения в звезду, показанная на рис.3, предназначен для получения фазных напряжений относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные катушки телевизора соединены в звезду. Начала каждой обмотки L подключаются к соответствующим фазам линии, а концы X объединяются в общую точку (нейтраль N1) и заземляются.

При таком подключении к каждой первичной обмотке трансформатора напряжения (ТН) прикладывается фазное напряжение линии электропередачи (ЛЭП) относительно земли. Концы вторичных обмоток ТН (х) также соединены в звезду, нейтраль N2 которой соединена с нулевой точкой нагрузки. На приведенной схеме нейтраль первичной обмотки (точка N1) жестко соединена с землей и имеет потенциал, равный нулю, такой же потенциал будет у нейтрали N2 и нейтрали нагрузки, связанной с нейтралью.

Рис. 3. Схема подключения трех однофазных трансформаторов напряжения в звезду

При таком расположении фазные напряжения на вторичной стороне соответствуют фазным напряжениям относительно земли на первичной стороне.Заземление нейтрали первичной обмотки трансформатора напряжения и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием получения фазных напряжений относительно земли.

Схема подключения к фильтру напряжения нулевой последовательности (рис. 4). Первичные обмотки соединены звездой с заземленной нейтралью, а вторичные обмотки соединены последовательно, образуя открытый треугольник. Реле напряжения КВ подключается к клеммам вершин открытого треугольника. Напряжение U2 на выводах открытого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток:

Рис. 4. Схема включения трех однофазных трансформаторов напряжения в фильтр напряжения нулевой последовательности

Рассматриваемая схема является фильтром нулевой последовательности (НП). Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Используя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно одну из них соединить по схеме звезда, а вторую — по схеме разомкнутого треугольника (рис.5).

Рис. 5. Схема подключения трех однофазных трансформаторов напряжения для контроля изоляции

Номинальное вторичное напряжение обмотки, предназначенной для соединения в открытый треугольник, принимают равным для сетей с глухозаземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Схема подключения трехфазного трехстержневого трансформатора напряжения, показанного на рис. 6. Нейтраль ТН заземляется.

Рис.: 6.Схема включения трехфазного трехстержневого трансформатора напряжения в систему с глухозаземленной нейтралью

Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора напряжения в фильтр напряжения НП показана на рис. пять.

Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применять нельзя, так как в их магнитопроводе отсутствуют пути замыкания магнитных потоков НП Фо, создаваемых током 10 в первичных обмотках при замыкании на землю в сети . В этом случае поток фо замыкается по воздуху по пути с высоким магнитным сопротивлением.

Это приводит к уменьшению сопротивления НП трансформатора и резкому увеличению I к нам. Повышенный ток I вызывает у нас недопустимый нагрев трансформатора, поэтому недопустимо применение трехстержневых трансформаторов напряжения.

В пятистержневых трансформаторах для замыкания потоков Ф0 используются четвертый и пятый стержни магнитопровода (рис. 7). Для получения 3У0 от трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения на каждой его основной ветви 7, 2 и 3 выполняют дополнительную (третью) обмотку, соединенную по схеме «открытый треугольник».

Напряжение на зажимах этой обмотки появляется только при замыкании на землю, когда возникают магнитные потоки НП, которые замыкаются по 4 и 5 стержням магнитопровода. Схемы с пятистержневым ТН позволяют получать фазные и междуфазные напряжения одновременно с напряжением НП. Они используются для измерения напряжения и контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью. Для этих же целей можно использовать схему на рис. 5

Рис. 8. Схема подключения трехфазного трехстержневого трансформатора напряжения для измерения мощности методом двух ваттметров

Трансформатор напряжения по принципу действия и конструкции аналогичен обычному силовому трансформатору… Как показано на рис. 6-1, трансформатор напряжения состоит из стального сердечника (магнитопровода) С, собранного из тонких пластин трансформаторной стали, и двух обмоток — первичной и вторичной, изолированных друг от друга и от сердечника.

Первичная обмотка, имеющая очень большое число витков (несколько тысяч) тонкого провода, подключается непосредственно к сети высокого напряжения, а параллельно вторичной обмотке, имеющей меньшую количество витков (несколько сотен).

Под действием сетевого напряжения по первичной обмотке протекает ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток F, который, пересекая витки вторичной обмотки, наводит э. и т.д. с. Е, которое при разомкнутой вторичной обмотке (трансформаторе напряжения холостого хода) равно напряжению на ее зажимах U 2Х..Х,

Напряжение U 2Х..Х во сколько раз меньше первичного напряжения U 1 во сколько раз число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной обмотки:

Вводя это обозначение, можно написать:

В паспортах трансформаторов напряжения их коэффициенты трансформации указывают дробью, в числителе которой стоит номинальное первичное напряжение, а в знаменателе — номинальное вторичное напряжение.Так, например

изм, если в паспорте трансформатора напряжения написано 6 000/100, то это означает, что данный трансформатор напряжения предназначен для установки в сети с номинальным напряжением 6000 В и имеет коэффициент трансформации 60

Для правильного соединения трансформаторов напряжения между собой и правильного присоединения к ним реле направления мощности, ваттметров и счетчиков изготовители определенным образом обозначают (маркируют) выходные выводы обмоток: начало первичной обмотка — А, конец — Х; начало основной вторичной обмотки — а, конец — х; начало дополнительной вторичной обмотки — а д, конец — х д.

При включении однофазных трансформаторов напряжения на фазные напряжения начала первичных обмоток соединяют фазы, а концы собирают в нулевой точке. При включении трансформаторов напряжения на междуфазные напряжения начала первичных обмоток подключают к начальным фазам в порядке их электрического чередования друг за другом. Например, при включении двух однофазных трансформаторов напряжения на междуфазные напряжения АВ и ВС (по схеме рис.6-3, б) при чередовании фаз А, В, С первый трансформатор напряжения включают с началом первичной обмотки в фазу А, а в конце в фазу В, а второй — с началом в фазу В и конец — к фазе С. При маркировке выводов вторичных обмоток трансформаторов напряжения начало а принимают за вывод, с которого уходит ток, в то время как в первичной обмотке ток течет от начала А к конец X, как показано на рис. 6-2. Другими словами, если на первичной стороне ток входит в начало А, то его выходом будет однополярный вывод, то есть начало вторичной обмотки а, из которого в этот момент уходит ток.

При маркировке и включении обмоток по этому правилу направление тока в реле, как показано на рис. 6-2, при включении реле через трансформатор напряжения останется таким же, как и при он подключен непосредственно к сети.

Трансформаторы напряжения трехфазные и однофазные. Последние в зависимости от назначения соединяются между собой по различным схемам.

На рис. 6-3 и 6-4 показаны принципиальные схемы подключения однофазных трансформаторов напряжения.

На рис. 6-3, а приведена схема подключения одного трансформатора напряжения междуфазного напряжения. Эта схема используется, когда для защиты или измерения требуется только одно междуфазное напряжение.

На рис. 6-3, б показана схема соединения двух трансформаторов напряжения в открытый треугольник (или частичную звезду). Эта схема, получившая широкое распространение, применяется, когда для защиты или измерения требуется два или три междуфазных напряжения.

На рис. 6-3, на схеме показано соединение трех трансформаторов напряжения в звезду. Эта схема также широко используется и используется, когда фазные напряжения или фазные и междуфазные напряжения необходимы одновременно для защиты или измерений.

На рис. 6-3, г показано соединение трех трансформаторов напряжения по схеме треугольник-звезда. Эта схема обеспечивает перенапряжение на вторичной стороне, равное

Такое напряжение необходимо для питания корректоров электромагнитного напряжения устройств автоматического управления возбуждением генераторов.

На рис. 6-4 представлена ​​схема соединения трансформатора напряжения, имеющего две вторичные обмотки. Первичная обмотка и основная вторичная обмотка соединены в звезду, т. е. так же, как на приведенной схеме на рис. 6-3, в. Дополнительная вторичная обмотка включена по схеме разомкнутого треугольника (по сумме фазных напряжений). Это подключение используется для получения напряжения нулевой последовательности (см. § 6-7), необходимого для включения реле напряжения и реле направления мощности для защиты от однофазных коротких замыканий. в сетях с заземленными нулевыми точками трансформаторов и для сигнализации при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированными нулевыми точками трансформаторов.

Как известно, сумма трехфазных напряжений в нормальном режиме, а также при двухфазных и трехфазных КЗ. равен нулю. Поэтому в этих условиях напряжение между точками О 1 — О 2 на рис. 6-4 равно нулю (практически между этими точками имеется небольшое напряжение 0,5-2 В, называемое напряжением несимметрии).

С однофазным КЗ. в сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов (сети 110 кВ и выше) фазное напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений двух неповрежденных фаз оказывается равной фазному напряжению. В сети с изолированными нулевыми точками трансформаторов (сети 35 кВ и ниже) при однофазных замыканиях на землю напряжения неповрежденных фаз становятся равными междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма оказывается равной в три раза больше фазного напряжения.

Для обеспечения того, чтобы в последнем случае напряжение на реле не превышало номинального значения, равного 100 В, для трансформаторов напряжения, предназначенных для сетей, работающих с изолированными нулевыми точками трансформаторов, вторичные добавочные обмотки подключаются по схеме разомкнутого треугольника иметь увеличенный в 3 раза коэффициент трансформации, например 6000/100/3.

Напряжение нулевой последовательности можно также получить от специальных обмоток трехфазных трансформаторов напряжения.

В конструкции, показанной на рис.6-5 специальные обмотки расположены на крайних стержнях пятистержневого сердечника и соединены последовательно друг с другом.

В нормальном режиме, а также при двухфазных и трехфазных коротких замыканиях, когда сумма фазных напряжений равна нулю, магнитный поток в наружных стержнях отсутствует, а значит, отсутствует напряжение на специальных обмотки. При однофазном замыкании. или замыкания на землю сумма фазных напряжений не равна нулю. Поэтому магнитный поток замыкается по крайним стержням и наводит напряжение на специальные обмотки.

В другой конструкции, показанной на рис. 6-6, имеется дополнительная вторичная обмотка, расположенная на основных выводах и соединенная по схеме разомкнутого треугольника.

При включении первичных обмоток трансформаторов напряжения на фазные напряжения их соединяют в звезду, нулевая точка которой должна быть соединена с землей (заземлена), как показано на рис. 6-3, в, 6- 4, 6-5, 6-6. Заземление первичных обмоток необходимо, чтобы при однофазных коротких замыканиях. или замыкания на землю в сети, где установлен трансформатор напряжения, реле и устройства, подключенные к его вторичной обмотке, правильно измерили фазное напряжение относительно земли.

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения подлежат обязательному заземлению независимо от схемы их соединения. Данное заземление является защитным – обеспечивающим безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляют нулевую точку звезды (рис. 6-3, в и г) или один из фазных проводов (рис. 6-3, а и б, рис. 6-4).

Первичные обмотки трансформаторов напряжения до 35 кВ подключаются к сети через высоковольтные предохранители и ограничительные резисторы.Эти предохранители предназначены для быстрого отключения поврежденного трансформатора напряжения от сети. Ограничительные резисторы устанавливают для уменьшения тока короткого замыкания, если отключающая способность предохранителей недостаточна.

Для защиты обмоток трансформаторов напряжения от длительного прохождения тока короткого замыкания. при повреждении во вторичных цепях устанавливаются предохранители низкого напряжения или автоматы. Конструкция предохранителей и плавких вставок должна быть надежной, исключающей обрывы, потерю контакта и другие повреждения, приводящие к исчезновению напряжения на защите.Предохранители и автоматические выключатели необходимо правильно выбирать с учетом смещения от максимальной токовой нагрузки, которая может через них проходить (см. гл. 2).

Потеря напряжения на трансформаторе напряжения из-за неисправности предохранителей воспринимается защитой так же, как падение напряжения при коротком замыкании. в защищаемой сети, и приводит к ее неправильному действию. Поэтому защиты, реагирующие на понижение или пропадание напряжения, либо выполняются так, чтобы они различали короткое замыкание.от неисправности во вторичных цепях, или снабжены специальными блокировками.

На рис. 6-7 показаны в качестве примера две схемы включения защиты от пониженного напряжения. На рис. 6-7, а два реле минимального напряжения подключены к разным междуфазным напряжениям трансформатора напряжения, их контакты соединены последовательно. При такой схеме подключения защита не может сработать ложно, если перегорит один из предохранителей. Тем не менее, ложное срабатывание все же может произойти, если поврежден один трансформатор напряжения или если одновременно перегорели два предохранителя.Более надежной в этом отношении является схема на рис. 6-7, б, в которой также используются два реле минимального напряжения, но подключенные к разным трансформаторам напряжения.

На рис. 6-8 показана схема включения специальной блокировки, предотвращающей ложное срабатывание защиты при обрыве цепи от трансформатора напряжения. Блокировка типа КРБ-11 (Б на рис. 6-8) состоит из трех конденсаторов С одинаковой емкости, реле напряжения Н о и реле тока Т о. Конденсаторы C соединены звездой для создания искусственной нулевой точки и подключены к фазным напряжениям.В провод, соединяющий нулевую точку конденсаторов с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора напряжения, включена обмотка реле напряжения Н о, через размыкающий контакт которого подается рабочий ток на защиту от короткого замыкания набор.

Цепь обмотки реле Н о проходит через размыкающий контакт реле тока Т о, обмотка которого включена в нулевой провод трансформаторов тока, питающих комплект защиты от короткого замыкания между фазами.

В норме, когда сумма фазных напряжений равна нулю, напряжения нулевых точек звезды конденсаторов и вторичной обмотки трансформатора напряжения также равны нулю и, следовательно, ток в обмотке реле Н о отсутствует. При перегорании одного или двух любых предохранителей напряжение нулевой точки звезды конденсаторов станет равным сумме напряжений остальных фаз, а напряжение нулевой точки звезды вторичной обмотки трансформатор напряжения останется равным нулю.В результате под действием напряжения, возникшего между нулевыми точками, по обмотке реле Н о потечет ток и реле, сработав, снимет рабочий ток с защиты от короткого замыкания, установленной нижним контактом , а верхний контакт подаст сигнал.

При перегорании предохранителей всех трех фаз блокировка рассматриваемого типа не срабатывает, что является ее органическим недостатком. При двухфазном коротком замыкании. на землю на защищаемой линии нарушается симметрия фазных напряжений, подводимых к звезде конденсаторов, и может сработать блокировка и отключить защиту.Для предотвращения такого некорректного блокирующего действия предусмотрено токовое реле Т в, которое в этом случае срабатывает и, размыкая цепь обмотки реле Н в, предотвращает его срабатывание.

Для сетей, работающих с изолированными нулевыми точками трансформаторов, выпускается блокировка типа КРБ-12, работающая по аналогичному принципу (см. § 6-7). Для сетей напряжением 500 кВ выпускается более сложная блокировка, действующая и при перегорании трех предохранителей [Л. пять].

Трансформаторы напряжения имеют две ошибки:

1) ошибка по напряжению (или по коэффициенту трансформации), под которой понимается отклонение фактического коэффициента трансформации от номинального;

2) угловая ошибка, под которой понимается угол смещения вторичного напряжения относительно первичного.

Трансформаторы напряжения подразделяются на классы точности в зависимости от погрешностей. Допускаемые погрешности в зависимости от класса точности приведены в табл. 6-1.

Один и тот же трансформатор напряжения в зависимости от нагрузки, подключенной к его вторичной обмотке, может работать с разным классом точности и переходить из одного класса в другой при изменении нагрузки относительно его номинальной мощности. Поэтому в каталогах и паспортах на трансформаторы напряжения указываются два значения мощности: номинальная мощность в вольт-амперах, при которой может работать трансформатор напряжения в гарантированном классе точности, и максимальная мощность, при которой может работать трансформатор напряжения. допустимый нагрев обмоток.Максимальная мощность трансформатора напряжения в несколько раз выше номинальной. Так, для трансформатора напряжения типа НОМ-6 с коэффициентом трансформации 6000/100 для 1 класса точности номинальная мощность 50 В-А, а максимальная мощность 300 В-А.

Помимо рассмотренных выше основных погрешностей, возникающих при преобразовании первичного напряжения во вторичное, на работу релейной защиты и точность измерений влияют также дополнительные погрешности от падения напряжения в цепях напряжения от трансформатор напряжения к месту установки панелей защиты или измерений.Поэтому согласно требованиям ПУЭ [Л. 41], сечение жил кабеля следует выбирать таким, чтобы падение напряжения в указанных цепях не превышало: 3 % для релейной защиты, 1,5 % для щитовых и 0,5 % для счетчиков.

Фазный трансформатор – обзор

Влияние фазовых сдвигов в соединении обмоток на последовательные напряжения и токи

Теперь будет рассмотрено влияние фазовых сдвигов трехфазного трансформатора на последовательные токи и напряжения.Наличие фазового сдвига между первичными и вторичными напряжениями и токами трансформатора зависит от соединений первичной и вторичной обмоток трансформатора. Для трансформаторов с соединением обмотки по схеме «звезда-звезда» или «треугольник-треугольник» первичные и вторичные токи и напряжения в каждой из трех фаз находятся либо в фазе, либо в противофазе, т. е. обмотки соединены так, что фазовые сдвиги равны либо 0°, либо ± 180°. Первый случай показан на рис. 14.4 (а) и (б). Британская практика и практика IEC используют номер и символ «ссылочной группы векторов».В символе Yd1 заглавные и строчные буквы Y и d обозначают соединения обмотки ВН звездой и обмотки НН треугольником, соответственно, а цифра 1 указывает фазовый сдвиг на −30° с использованием эталона часов 12 × 30°. Например, 0° указывает на 12 часов, 180° указывает на 6 часов, −30° указывает на 1 час и +30° указывает на 11 часов.

На рис. 4.14 фазовый сдвиг 0° достигается за счет того, что параллельные обмотки, т. е. обмотки с одинаковыми фазами, связаны одним и тем же магнитным потоком. Рисунок 4.14 также показывает, что отсутствие фазовых сдвигов в фазных токах и напряжениях также приводит к PPS и NPS токам и напряжениям. Следовательно, наличие таких трансформаторов в трехфазной сети не требует специальной обработки в формируемых сетях СЭС и НЭС в симметричном или несимметричном режиме. Следует отметить, что для обмотки треугольником, хотя физическая нейтральная точка не существует, напряжение от каждой клеммы фазы к нейтрали все же существует, поскольку сеть, к которой подключена обмотка треугольника, на практике будет содержать нейтральную точку.

Рисунок 4.14. Сдвиг фаз напряжения PPS и NPS для трансформаторов, соединенных Yy0 и Dd0

В случае трансформаторов с обмотками, соединенными по схеме звезда-треугольник (или треугольник-звезда), напряжения и токи на стороне обмотки звезды будут сдвинуты по фазе на ± 30° угол по отношению к сторонам дельты (или наоборот, в зависимости от выбранной точки отсчета). Согласно британской практике, Yd11 приводит к тому, что фазные напряжения PPS на стороне звезды отстают на 30 ° от соответствующих напряжений на стороне треугольника.Кроме того, Yd1 приводит к тому, что фазные напряжения PPS на стороне звезды опережают на 30° соответствующие напряжения на стороне треугольника. Примеры векторных диаграмм, показанные на рис. 4.15 для Yd1 и Yd1 1, иллюстрируют этот эффект.

Рисунок 4.15. Сдвиги фаз напряжения PPS и NPS для трансформаторов Yd1 и Yd11

Для RB Y/rby последовательности фаз или чередования фаз NPS на рис. 4.15 также показано влияние Yd1 и Yd11 на фазовые сдвиги напряжения NPS и показано, что они теперь меняются местами. Эти фазовые сдвиги также относятся к токам PPS и NPS в этих обмотках, поскольку фазовые углы токов по отношению к связанным с ними напряжениям определяются только импедансами уравновешенной нагрузки.Таким образом, если напряжения и токи PPS смещены на +30°, соответствующие напряжения и токи NPS сдвинуты на -30° и наоборот в зависимости от указанного соединения и фазового сдвига, т. е. Yd1 или Yd11. Математически это получено для трансформатора Yd1, показанного на рис. 4.15, где n — это соотношение витков следующим образом. Ток красной фазы в амперах, вытекающий из фазы r обмотки d, равен I _r = n ( I _R – I _B ).Используя уравнение (2.9а) из главы 2 для фазных токов и учитывая, что IRZ=0, поскольку синфазные токи ZPS не могут выходить из обмотки d, мы можем написать

Ir=n[(1-h)IRP+(1-h3 ) IRN] = N3IRPE-J30O + N3IRNEJ30O

или

IR = IRP + IRN

, где

(4.18A) IRP = N3IRPE-J30OANDIRN = N3IRNEJ30O

или

(4.18B) IRP = 1N3IRPEJ30OANDIRN = 1N3IRNE- j30o

или дюйм на единицу, где n=13,

(4.18c)IRP=Irpej30o и IRN=IrN=IrNe-j30o

Аналогично, с рисунка 4.15, фазное напряжение в вольтах на фазе обмотки звезды R составляет

VR=n(Vr-Vy)

и, используя уравнение (2.9b) для напряжений фаз r и y, мы имеем

VR= N [(1-H3) VRP + (1-H) VRN] = N3VRPEJ30O + N3VRNE-J30 °

или

VR = VRP + VRN

, где

(4. 19A) VRP = N3VRPEJ30OANDVRN = N3VRNE-J30O

или

(4.19b)VrP=1n3VRpe-j30o и VrN=1n3VRNej30o

или в единицах, где n=13, трансформатор ЯД11.

Американский стандарт для обозначения клемм обмотки трансформаторов звезда-треугольник требует, чтобы фазное напряжение PPS (NPS) на обмотке высокого напряжения опережало (отставало) соответствующее фазное напряжение PPS (NPS) на обмотка низкого напряжения. Это так независимо от того, находится ли обмотка звезды или треугольника на стороне высокого напряжения. С точки зрения анализа последовательности это означает, что при переходе со стороны низкого напряжения на сторону высокого напряжения трансформатора звезда-треугольник или треугольник-звезда напряжения и токи PPS должны опережать 30°, тогда как напряжения и токи NPS должны отставать на 30°.Интересно отметить следующее наблюдение относительно британских и американских стандартов. В американской практике, когда обмотка звезды в трансформаторе звезда-треугольник является обмоткой высокого напряжения, это будет соответствовать, с точки зрения фазовых сдвигов, Yd1 в британской практике.