Основные способы соединения фазовых обмоток
- Y-соединение (звезда):
Все три обмотки соединены вместе одним концом каждой обмотки в одной точке, называемой нейтральной точкой (звездой). Такое соединение имеет преимущества в практике за счёт общей нейтрали, что соответствует требованиям стандартизации. - D-соединение (треугольник):
Обмотки соединяются последовательно, формируя кольцо (треугольник). Этот метод применяется, например, для уменьшения токов нулевой последовательности. Чётные и нечётные значения токов при этом распределяются равномерно. - Z-соединение (зигзаг):
Каждая обмотка состоит из двух частей, расположенных на разных стержнях магнитопровода, что даёт возможность повысить устойчивость к перенапряжениям.
Соединение сторон трансформатора
- Первичная, вторичная и третичная стороны трансформатора могут быть соединены любым из указанных способов.
- Выбор схемы соединения зависит от типа сердечника и требуемых характеристик трансформатора, включая требования по фазировке. Выводы каждой обмотки маркируются буквами A, B, C.
Особенности Y-соединения
- Используется для самых высоких напряжений.
- Нейтральная точка может быть заземлена или защищена от перенапряжений с помощью нейтрального проходного изолятора. Примеры таких соединений приведены в разделе стандартизации.
- Преимущества:
- Регулирование коэффициента трансформации возможно через нейтральный конец, что в случае сложных систем особенно важно.
- Экономия за счёт снижения уровня изоляции нейтрали.
- Часто сочетается с треугольным соединением на противоположной стороне, как показано на рис. 1.
Особенности D-соединения
- Обеспечивает баланс ампер-витков для токов нулевой последовательности.
- Предотвращает образование токов нулевой последовательности в сердечнике, что снижает тепловыделение. Это равенство потоков важно для обеспечения долговечности.
- Обязательное использование в трансформаторах с соединением звезда-треугольник, если нейтраль используется для зарядки.
Влияние схемы соединения на параметры трансформатора
- При трёхстержневом сердечнике ток нулевой последовательности создаёт поле, которое может вызвать нагрев стенок бака.
- В броневых или пятистержневых сердечниках повышается полное сопротивление нулевой последовательности, что может снизить ток при пробое на землю. Значения этих сопротивлений должны быть проверены.
Группы соединения обмоток
Принципы группировки
- Группа соединения определяет угловое отставание векторов линейных напряжений низкого напряжения (НН) от высокого напряжения (ВН).
- Угловое отставание определяется схемой соединения обмоток и направлением намотки. Полученные группы соответствующих схем совпадают с международными стандартами.
- Условное обозначение:
- Число, умноженное на 30°, указывает угол отставания в градусах. Примеры обозначений представлены в таблице 1.
- Пример: 11 означает отставание 330°, а 0 (или 12) — отставание 0°.
Основные схемы и обозначения
- Типы соединений обмоток:
- Y/Y (звезда-звезда)
- Y/D (звезда-треугольник)
- D/Y (треугольник-звезда)
- D/D (треугольник-треугольник)
- Условные обозначения:
- Y, У — звезда.
- Yн, Ун — звезда на стороне НН.
- Yо, Уо — звезда с нулевой точкой.
- ∆, Д, D — треугольник.
- ∆н, Дн, Dн — треугольник на стороне НН.
- Пример маркировки:
- ∆/Yн — 11: первичная обмотка треугольник, вторичная звезда, сдвиг фаз 330°.
- Y/Yо — 0: обе обмотки звезда, вторичная с нулевой точкой, сдвиг фаз отсутствует.
- Фазировка:
- Начало обмоток ВН обозначается как A, B, C; конец — X, Y, Z. Это обозначение совпадает с принятым порядком фаз.
- Аналогично для НН.
Часовая система
- Часовая система используется для определения группы соединения.
- Сдвиг фаз между векторами определяется положением часовой стрелки относительно минутной:
- 0° — 0 часов.
- 330° — 11 часов.
- 180° — 6 часов.
Построение векторных диаграмм
- Соединение звезда:
- Центральная точка — нейтраль.
- Векторы фаз расположены под углом 120° друг к другу.
- Соединение треугольник:
- Стороны треугольника параллельны векторным направлениям фаз звезды. Пример диаграммы представлен на рис. 2.
- Совмещение диаграмм:
- Вектор НН совмещается с ВН, угол между ними указывает номер группы. Значения углов рассчитаны согласно стандартам.
Проверка соединений
- Метод гальванометра:
- Постоянное напряжение подаётся на одну обмотку, на другой измеряется полярность.
- Метод вольтметра:
- Переменное напряжение подаётся на обмотку. Проверяются напряжения на последовательных обмотках.
- Проверка фазировки:
- Используется при вводе в эксплуатацию для исключения ошибок. Соответствующие методы приведены в инструкциях.
Испытания и стандартизация
- Согласно ГОСТ 11677-75:
- Основные группы соединений: Y/Y-0, ∆/∆-0, Y/∆-11, ∆/Y-11.
- Стандартизация исключает ошибки и позволяет параллельное включение трансформаторов.
Ошибки подключения
- Неправильная намотка или маркировка приводит к короткому замыканию из-за компенсации магнитных потоков. Величина таких токов может быть опасной.
- Рекомендуется проверять фазировку после ремонта или перед включением. Такая практика помогает избежать повреждений.
Заключение
Группы и схемы соединений обмоток трансформатора — важный параметр, обеспечивающий корректную работу оборудования. Соблюдение стандартов и проверка правильности соединения гарантируют надёжность и безопасность эксплуатации.