Головна

Магнітні системи трифазних трансформаторів.

  1. II-3.3. Системи управління запасами і умови їх застосовності
  2. II. Про додаванні врівноваженою системи сил
  3. II. Партійні системи та їх типи.

Трифазний трансформатор може бути утворений з трьох однофазних, якщо їх обмотки певним чином пов'язані між собою (наприклад, обидві обмотки з'єднані зіркою). Такий трансформатор називають трансформаторної групою або груповим трансформатором (Рис. 2.15). Однак можна виконати трансформатор із загальною магнітною системою для трьох фаз з трьома стрижнями, або так званий трехстержневой трансформатор (Рис. 2.16).

Малюнок 2.15 Принципова схема трифазної трансформаторної групи.

Малюнок 2.16 Магнітна ланцюг трехстержневого трансформатора: з - стрижень; я - ярмо.

Група з трьох однофазних трансформаторів трохи дорожче трифазного трансформатора на ту ж потужність, має дещо нижчий ККД і займає більше місця, хоча кожен однофазний трансформатор групи (так звана «фаза») менше але габаритам і за вагою, ніж трехстержневой трансформатор на повну потужність групи , що має велике значення при встановленні і перевезення потужних одиниць. Крім того, при групі однофазних трансформаторів в якості резерву зазвичай досить мати всього одну фазу (третина потужності групи), т. К. Пошкодження одночасно двох фаз трансформатора малоймовірно. При трехстерженевом трансформаторі доводиться мати в резерві інший трансформатор на повну потужність. Таким чином, груповий трансформатор має перевагу при великих потужностях, де умова перевезення і надійність при експлуатації мають особливо важливе значення. Навпаки, трансформатори середньої і особливо малої потужності виконуються головним чином, як трехстержневие. У РФ трехстержневие трансформатори стандартизовані на потужність до 60000кВА, а групові - починаючи з потужності 3 х 600 кВА і вище.

2.10 Схеми і групи з'єднань трифазних трансформаторів.

Кожна з обмоток трансформатора як первинна, так і вторинна може бути з'єднана зіркою або трикутником. Крім того, обмотки нижчої напруги масляних трансформаторів середньої потужності може мати з'єднання зигзаг при якому кожна фаза вторинної обмотки розташовується на двох різних стрижнях, по половині загальної кількості витків на кожному стрижні.

 З'єднання обмоток в зірку позначають - з'єднання трикутником - знаком, з'єднання зигзаг - знаком.

Схему з'єднання пишуть у вигляді дробу, ставлячи над рисою знак, який вказує з'єднання фаз вищої напруги, наприклад: /. Для позначення обмотки, з'єднаної в зірку з виведеною нульовою точкою, застосовується знак, для виведення нульової точки обмоток - 0. Цього позначення для магнітно - пов'язаних трансформаторів недостатньо, особливо, якщо трансформатор масляний, т. К. Тоді зміна схеми з'єднань (знаходяться всередині бака) пов'язане з великими труднощами, а не всі схеми при однаковому їх написанні у вигляді дробу (як зазначено вище) можуть бути включені на паралельну роботу. Ця обставина спонукала, по - перше, певні умовні позначення затискачів і відгалужень трансформаторів, по - друге обмежити заводи в свободі виборів схем деяким числом загальновживаних з'єднань і, по - третє, ввести в позначення схеми, поряд з вищезазначеним умовним символом, ще кутовий зсув обмоток . При з'єднанні зіркою кінці обмоток утворюють спільну точку. При з'єднанні трикутником початок першої фазной обмотки з'єднується з кінцем третього, початок другої з кінцем першого, а початок третє з кінцем другий. У першому випадку все початку, а в другому випадку загальні точки обмоток приєднуються до мережі. Слід зазначити, що поняття початку і кінці обмоток умовні, проте вони необхідні для правильного з'єднання фазних обмоток. У трифазних трансформаторах позитивного напрямку струму від початку до кінця обмотки має відповідати певний напрям магнітного потоку в стрижнях; в трёхстержневих трансформаторах цей напрямок має бути однаковим. На малюнку 2.17 представлена ??одна фаза трансформатора в якій А,  - Обмотка вищої напруги, а вторинна а,  - Нижчої напруги. За умовою обидві обмотки намотані в одну і ту ж сторону, а їх верхні затискачі «А» і «а» прийняті за початку, а нижні затискачі «Х» та «  »- За кінці обмоток.

Малюнок 2.17 Напрямки ЕРС однієї фази трансформатора в залежності від напрямку намотування і позначення початку і кінця обмоток.

Так як обидві обмотки розташовуються на одному і тому ж стержні і пронизуються одним і тим же потоком, то наводяться в цьому випадку в обмотках ЕРС мають в будь-який момент часу однакові щодо затискачів обмоток напрямок, наприклад від кінця «Х» до початку «А» в одній обмотці і від кінця «х» до початку «а» - в інший. Відповідно до цього ЕРС на затискачах и  збігаються по фазі і зображуються двома векторами «ХА» і «ха», однакового спрямування.

Якщо обмотки намотані в різні боки, але зберігають той же позначення затискачів, то ЕРС и  щодо початку обмоток спрямовані в різні боки, наприклад від «Х» до «А» і від «а» до «х». Відповідно до цього, ЕРС и  повинні бути зображені векторами «ХА» і «ха», спрямованими в протилежні сторони.

Таке ж розташування векторів може бути отримано шляхом зміни позначення кінців і при однаковому напрямку намотування котушок. Таким чином, кут зсуву фазной вторинної ЕРС щодо первинної залежить від напрямку намотування обмоток і від прийнятого позначення затискачів обмоток (маркування). При розташуванні обмоток на одному стрижні цей кут може бути рівним нулю або 180?.

Кут зсуву лінійної ЕРС буде залежати ще від способу з'єднання фазних обмоток.

Нехай обидві обмотки трансформатора з'єднані зіркою, намотані в одну і ту ж сторону і мають однакові позначення затискачів. Обмотка вищої напруги і раніше прийнята первинної, а обмотка нижчої напруги - вторинної. Системи лінійних і фазних первинних і вторинних ЕРС передбачаються симетричними. Так як вторинна обмотка як би повторює собою первинну. Кути зрушення фаз лінійних ЕРС і фазних ЕРС вторинної обмотки щодо первинної дорівнює нулю (Ріс.2.18).

Малюнок 2.18 Кути зрушення фаз лінійних і фазних ЕРС первинної і вторинної обмоток трансформатора

При обмотках, намотаних в протилежні сторони (протилежних напрямках), вектори вторинних фазних і лінійних ЕРС повинні бути повернені на 180? щодо попереднього їх положення (рис.2.19).

Малюнок 2.19 Кути зрушення фаз лінійних і фазних ЕРС первинної і вторинної обмоток трансформатора намотаних в протилежні сторони.

На практиці прийнято цей кут висловлювати не в градусах, а в умовних кутових одиницях, рівних 30? кожна. Збігається за фазою векторах відповідає кут рівний нулю і в умовних кутових одиницях. Отримана група з'єднання обмоток в першому випадку позначається наступним чином / - 0. (Ріс.2.18)

 Тоді для другого прикладу кут між вторинними і первинними лінійними ЕРС дорівнює шести умовним кутовим одиницям. Отримана група з'єднання обмоток позначається / - 6. (рис.2.19)

Кутове зміщення векторів лінійних ЕРС обмотки НН по відношенню до векторів відповідних лінійних ЕРС обмотки ВН називається групою з'єднання обмоток двохобмотувальні трансформатора.

Прийнято зрушення між лінійними напругами обмоток характеризувати положенням стрілок на циферблаті годинника. Електрорушійну силу обмотки вищого напруги поєднувати з хвилинною стрілкою і встановлювати на цифрі 12. Годинна (мала) стрілка поєднується з напругою обмотки нижчої напруги і покаже групу з'єднання обмоток трансформатора.

 Продовжимо розгляд схеми з'єднання обмоток двох обмоточного трифазного трансформатора /. враховуючи що обмотки мають однакове напрямок намотування, причому приймається за позитивний напрямок ЕРС в обмотках напрямок від кінця обмотки до початку. У тому випадку, якщо маркування затискачів обрана довільно без урахування приголосного напрямки струмів в обмотках, розташованих на одних і тих же стрижнях, то можливо кілька груп з'єднання обмоток. При цьому позитивне графічне напрямок ЕРС в обмотках може збігатися і не збігатися з фізичним позитивним напрямком ЕРС.

 При довільній маркування затискачів вторинної обмотки, то можна отримувати ряд інших груп: / - 2, / -4 і т. Д., Але так як ці групи не мають практичного застосування, то ми їх не розглядаємо.

Обмотки трансформатора мають з'єднання первинної обмотки зіркою, а вторинна - трикутником. Обмотки намотані в одну і ту ж сторону. У цьому випадку маємо наступну систему ЕРС обмоток (рис. 2.20).

Малюнок 2.20 Векторна діаграма обмотки трансформатора мають намотування, первинна, вторинна

 З складання трикутників АВС і АВС видно, що кут між векторами відповідних вторинних і первинних ЕРС дорівнює 330?, т. Е. 11 умовних кутових одиниць, отже дана група з'єднання обмоток повинна мати позначення - / -11.

 Якби обмотки були намотані в протилежні сторони, але маркування затискачів залишилася колишня, то трикутник АВС повернеться щодо становища (попереднього) на 180?. У цьому випадку кут між векторами «АВ» і вектором «ав» був би 150?, відповідно до чого група з'єднання позначалася б: / - 5. Якщо вторинна обмотка з'єднана трикутником по схемі ax - by - cz, то при однаковому напрямку виходить група з'єднань / - 1.

 Всього існує 12 можливих варіантів груп при кругової перестановці позначень затискачів. Парні групи 0,2,4,6,8,10 будуть в тому випадку, коли схеми з'єднання обмоток однакові, і непарні групи 1,3,5,7,9,11 коли схеми з'єднання різні. ГОСТ 11677 передбачає виготовлення силових трансформаторів тільки з групами з'єднання обмоток 0 і 11, т. К. В експлуатації цілком достатньо мати дві групи.

 Дослідним шляхом група з'єднань визначається наступним чином. З'єднують однойменні висновки обмоток вищої і нижчої напруги, наприклад «А» і «а». Приєднують трансформатор до мережі з симетричним напругою і вимірюють напругу між висновками трансформатора. За виміряним напруженням будують векторну діаграму, яка повинна співпасти з однією з діаграм таблиці груп з'єднань трифазних трансформаторів.

Вибір схеми з'єднання обмоток визначається економічними міркуваннями з урахуванням явищ в трансформаторі і навантаженні.

 Для двообмоткових трифазних трансформаторів рекомендуються схеми: /; /; /; /.

 Схеми з'єднання / і / застосовують в трансформаторах розподільних мереж невеликої потужності. Обмотка ВН має з'єднання. У той разі фазна напруга менше в  рази, ніж при з'єднанні, отже, і менше витрата ізоляційних матеріалів. Обмотки НН має сміху з'єднання або для створення чотирьох провідних ліній що живлять освітлювальне і силове навантаження.

 Схему з'єднання / застосовують в трансформаторах розподільних мереж при значно більшому діапазоні потужностей і напруг, ніж /. Ця схема використовується головним чином для харчування силового навантаження.

Схему з'єднання обмоток / застосовують в підвищувальних і понижувальних трансформаторах великої потужності для передачі і розподілу електричної енергії. Ця схема повсюдно використовується в трансформаторах, встановлених на обох кінцях лінії електропередач, причому обмотка ВН з'єднується по схемі.

 З'єднання вторинної обмотки в зигзаг () при = 0,4 кВ передбачається для трифазних трансформаторів потужністю 0,25 до 250 кВА. Позитивною рисою трансформатора із з'єднанням вторинної обмотки в порівнянні зі схемою з'єднання є те, що при несиметричного навантаження практично не порушується симетрія фазних напруг. Такі трансформатори доцільно застосовувати в сільській електрифікації, де найбільш імовірна несиметрична навантаження фаз однофазними споживачами.

 Недолік трансформатора виготовленого за схемою / - додатковий витрата міді для вторинної обмотки, так як з'єднання її виходить шляхом розбиття кожної фази на дві половини і розміщення цих половин на різних стрижнях за принципом кругового переміщення. При однаковому числі витків у вторинній обмотці ставлення ЕРС фаз при з'єднанні і буде  = 0,866. При заданому фазному напрузі відповідно в 2 /  рази повинно бути збільшено число витків. Загальний витрата міді на трансформатор підвищується в середньому на 8%. Внаслідок збільшеного числа витків вторинної обмотки, а також розміщення на одному стрижні полуобмоток, по якому протікають різні по фазі струми, потоки розсіювання таких обмоток більше, отже і більше індуктивні опору, ніж при схемах з'єднання фаз /.




Потужність втрат і к. П. Д. Трансформатора. | Паралельна робота трансформаторів.

Обмотки електричних машин. | Втрати енергії і коефіцієнт корисної дії | Нагрівання і охолодження електричних машин | Призначення і загальні відомості про трансформатори. | Режим холостого ходу. | Векторна діаграма трансформатора в режимі холостого ходу. | Рівняння, схема заміщення навантаженого однофазного трансформатора. (Робочий режим). | Зображення векторної діаграми приведеного трансформатора. | Дослідне визначення параметрів схеми зауваження трансформаторів. Досліди холостого ходу і короткого замикання. | Вторинна напруга трансформатора. Зовнішня характеристика. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати