Соединение звезда и треугольник в трансформаторе: Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников.

Содержание

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов

Подробности: Категория: Практика

трансформатор
схемы
обмотки

При соединении обмоток трехфазных трансформаторов как двухобмоточных, так и трехобмоточных применяют различные схемы соединения. Однако в силовых трансформаторах как повышающих, так и понижающих, главных образом применяются схемы соединения в звезду, треугольник и зигзаг—звезду. Для практических целей в энергосистемах не требуется большого количества схем соединений обмоток. Так, для мощных трансформаторов применяется одно соединение обмоток ВН и СН— в звезду с выведенной нейтралью (Y0), а для обмоток НН — в треугольник (А).
ГОСТ 12022-66 предусматривает для трансформаторов мощностью 25, 40, 63 и 100 кВА с ПБВ (с переключением ответвлений обмотки трансформатора без возбуждения — т. е. после отключения всех обмоток трансформатора от сети) и для трансформаторов мощностью 63, 100, 160 и 250 кВА с ПБВ и РПН (с регулированием напряжения путем переключения ответвлений обмотки трансформатора под нагрузкой при следующем сочетании напряжений па стороне ВН и НН (кВ) на стороне обмотки низшего напряжения соединение в зигзаг—звезду.

Соединение в зигзаг — звезду дает возможность при несимметрии нагрузки на стороне НН сглаживать на стороне ВН эту неравномерность. Кроме того, схема зигзага допускает иметь три напряжения, например 127, 220 и 380 е.
Другие схемы соединений обмоток для силовых трансформаторов применяются крайне редко. Область применения таких схем ограничивается трансформаторами специального назначения (электропечными, для питания ртутных выпрямительных установок, для преобразования частоты, числа фаз переменного тока, электросварочными и др.).
а) Соединение обмоток в звезду
Если соединить концы или начала обмоток трех фаз вместе, то получится соединение в звезду. На рис. 3,а показаны обмотки НН, соединенные в звезду. В нулевой точке соединены все концы обмоток у, z, а к началам а, Ьу с— подводится напряжение от трехфазной сети или генератора. На рис. 3,6 показано то же соединение обмоток НН в звезду, но только в нулевую точку соединены другие концы обмоток, которые прежде присоединялись к сети.

При независимой друг от друга работе трансформаторов подобное «переворачивание» одной из обмоток, соединенной в звезду, не имеет значения, по параллельная работа таких трансформаторов, как это будет доказано далее, невозможна. В звезду могут быть соединены различные обмотки трансформатора как ВН и СН, так и НН. Нулевая точка звезды может быть выведена на крышку трансформатора (рис. 3,б).
По схеме звезда или звезда с выведенной нулевой точкой соединяются обычно обмотки ВН как повышающих, так и понижающих трансформаторов различной мощности.

Рис. 3. Соединение обмотки НН в звезду.
а — одна схема соединения; б — другая схема соединения; в — соединение в звезду с выведенной нулевой точкой; г — векторная диаграмма линейных э. д с.
Обмотки ВН при напряжениях 110 кВ и выше предпочтительно соединять в звезду с выведенной нулевой точкой, что дает возможность заземления нейтрали. При этом можно выполнить один конец каждой из фаз, прилегающий к нейтрали, с пониженной изоляцией.

Обмотки СН соединяются большей частью по схеме Y0.
Обмотки НН соединяются в звезду с выведенной нулевой точкой у понижающих трансформаторов тогда, когда напряжение этой обмотки 230 или 400 в при мощностях до 560 кВА. В звезду без выведения нулевой точки обмотки НН соединяются крайне редко, например, у понижающих трансформаторов мощностью 1 000—5 600 кВА при сочетании напряжений обмоток ВН и НН 10 000/6 300 е.

Обычно обмотки НН повышающих трансформаторов, а также большей части понижающих мощных соединяются в треугольник.
Векторная диаграмма линейных э. д. с. для соединения обмоток в звезду строится следующим образом. Откладываем в масштабе вектор ах (рис. 3,г). Так как мы знаем, что концы обмоток л*, //, г электрически соединены, то из точки х под углом 120° к ах откладываем в том же масштабе вектор by. Далее из точки у под углом 120° к вектору by откладываем вектор сг.
При соединении обмотки в звезду с выведенной пулевой точкой можно получить два напряжения (фазное и лилейное).

Если измерять напряжение между нулем и какой-либо фазой, то получим напряжения, называемые фазными ((Уф). На рис. 3,г они изображены векторами ха, yb и гс.
Напряжения, измеренные между фазами а и ft, b и с, с и а, называются линейными (междуфазными) напряжениями (U). Эти напряжения па рис. 5-3,г изображены в масштабе ab, be и са. Так как в треугольнике abx угол между векторами ха и yb равен 120°, то зависимость между линейным и фазным напряжениям будет U = = Uфv3 , т. е. линейное напряжение в v3 раз больше фазного. Если трансформатор, обмотки НН которого включены в звезду, имеет линейное напряжение 220 в, то фазное напряжение будет:

б) Соединение обмоток в треугольник
Если соединить конец фазы а (точку х) с началом фазы с, конец фазы с (точка z) с началом фазы b и конец фазы b (точка у) с началом фазы а, то получится соединение в треугольник (рис. 4,а). Соединение в треугольник можно осуществить (рис. 4,6) иначе, соединяя конец фазы а с началом фазы b, конец фазы b с началом фазы с и конец фазы с с началом фазы а.

Векторная диаграмма линейных э. д. с. при соединении обмоток в треугольник по схеме рис. 4,а будет равносторонним треугольником рис. 4,в и г. При соединении в треугольник фазные напряжения будут равны линейным.

В мощных трансформаторах принято одну из обмоток всегда соединять в треугольник. Делается это по следующим соображениям:
Как известно, намагничивающий ток трансформатора имеет несинусоидальную форму, т. е. содержит высшие гармонические. Наибольший удельный вес имеет третья гармоническая. Если все обмотки трансформатора соединить в звезду, то третья гармоническая в намагничивающем токе образоваться не может, так как она будет направлена во всех фазах одинаково: (3 • 120° = 360° = = 0°) и поэтому форма кривой фазного напряжения исказится, что может привести к нежелательным явлениям в эксплуатации. По этим соображениям принято одну из обмоток обязательно соединять в треугольник. Если же почему-либо требуется построить мощный двухобмоточный трансформатор или автотрансформатор с соединением обмоток звезда — звезда (например, трехфазный автотрансформатор), то он снабжается дополнительной третьей обмоткой, соединенной в треугольник, которая в некоторых случаях может даже не иметь внешних выводов.

Рис. 4. Соединение обмоток НН в треугольник.
а — первая схема соединения обмоток в треугольник, б — вторая схема соединения обмоток в треугольник; в — вектора линейных э. д. с фаз a, b и с; г —векторная диаграмма линейных э д с

Обычно в треугольник соединяется обмотка низшего напряжения.
В мощных трансформаторах номинальный ток обмотки НН часто составляет несколько тысяч ампер и конструктивно бывает легче выполнить соединение обмотки в треугольник, так как фазный ток при той же мощности получается в v 3 раз меньшим, чем при соединении в звезду.
В треугольник соединяются обмотки НН всех повышающих и понижающих двухобмоточных и трехобмоточных трехфазных трансформаторов мощностью 5 600 кВА и больше, понижающих трансформаторов мощностью до 5 600 кВА, имеющих на стороне НН напряжения 38,5; 11; 10,5; 6,6; 6,3; 3,3; 3,15 и 0,525 кВ, а также обмотки НН всех мощных однофазных двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов, предназначающихся для соединения в трехфазные группы.

Обмотки ВН и СН силовых повышающих и понижающих трансформаторов обычно в треугольник не соединяются.
в) Соединение обмоток в зигзаг — звезду (равноплечий и неравноплечий зигзаг)
Равноплечий зигзаг может быть получен, если соединить по одной из трех схем рис. 5,а, бив концы и начала шести полуобмоток с одинаковыми числами витков (а следовательно, и э. д. е.), расположенных по две полуобмотки на каждой фазе трансформатора.

Рис. 5. Соединение обмотки НН в равноплечий зигзаг.
а —первая схема соединения; б — вторая схема соединения; в — третья схема соединения; г — векторная диаграмма э. д. с. звезды нижних полукатушек; д — векторная диаграмма линейных э. д. с.
Построим векторную диаграмму соединений обмоток в зигзаг согласно схеме рис. 5,а. Начнем построение с нижних полуобмоток, соединенных в звезду. Векторная диаграмма для этих полуобмоток представлена на рис. 5,г. Согласно схеме рис. 5,а начало а’ нижней полуобмотки электрически соединено с концом zr верхней.

Вектор г’с должен пойти в направлении, противоположном вектору zc’, а потому из точки а’г’ (рис. 5,д) откладываем вектор zrc в направлении, противоположном вектору zc’.

Аналогичным образом строим векторы остальных частей обмоток. Обмотка при соединении в зигзаг обычно выполняется двухслойной, причем каждый слой имеет свободные начала и концы.
Один из слоев обмотки наматывают правой намоткой, другой — левой. Делается это для удобства выполнения соединений в зигзаг. При соединении обмотки в зигзаг мы можем получить три различных напряжения.

Схема равноплечего зигзага применяется для нормальных силовых понижающих трансформаторов, для мощностей 25, 40, 63, 100, 160 и 250 кВА в случае, когда при большой несимметрии нагрузок фаз необходимо на стороне питания иметь схему звезды.
Неравноплечий зигзаг получается, если по схемам а, б и в (рпс. 5-5) соединить концы и начала полуобмоток с неодинаковым числом витков. На рис. 6,а и б даны две схемы соединения в неравноплечий зигзаг при отношении числа витков в полуобмотках 1 : 2.
Схема неравноплечего зигзага применяется иногда иностранными фирмами для трансформаторов специального назначения. В нормальных силовых трансформаторах наши заводы эту схему не применяют.

г) Соединение обмоток по схеме А
Если соединить обмотки трансформатора, как показано на рис. 7,а, то получится соединение по схеме А. Схему, как это видно из векторной диаграммы

Рис. 7. Соединение обмотки по схеме А.
а — схема соединений обмоток; б — векторная диаграмма.
(рис. 7,6), можно представить как треугольник а’Ьс’, у которого две стороны а’b и cfb имеют дополнительные витки (а’а и с’с).
Для того чтобы получить соединения обмоток, отвечающих векторной диаграмме рис. 7,6, принимают соотношения числа витков на фазах трансформатора, которые должны удовлетворять следующим трем условиям:

т. е. обмотка фазы с должна иметь 2/3 числа витков обмоток фаз а и b.
Нулевой вывод берется от середины обмотки фазы с, и, кроме того, число витков дополнительных участков фаз а и b должно быть одинаково и составлять Уз общего числа витков этих фаз.

Рис. 8. Соединение обмоток в скользящий треугольник.
а — схема соединений обмоток; б—векторная диаграмма.
Эта схема не имеет применения в нормальных силовых трансформаторах и применяется только там, где необходимо иметь соединение обмоток в треугольник и в то же время требуется иметь нулевую точку.
д) Соединение обмоток в скользящий треугольник
На рис. 8 даны схема соединения обмотки и векторная диаграмма скользящего треугольника. Из рассмотрения схемы видно, что изменяя положение концов
а’b’с’ (рис. 8,а) и «скользя» ими по обмотке из крайнего верхнего положения к нижнему, можно перейти от треугольника к звезде. При этом могут быть получены все промежуточные положения. Это дает возможность, так же как в схеме неравноплечего зигзага, иметь различные углы сдвига фаз (ф).
Схема скользящего треугольника применяется иногда для трансформаторов, питающих электрические печи. В силовых трансформаторах эта схема не применяется.

Назад
Вперёд

Вы здесь:
Главная
Оборудование
Трансформаторы
Практика
Испытание трансформаторов перед вводом в эксплуатацию

Еще по теме:

Схемы и группы соединения трансформаторов
Группы соединений обмоток трансформатора
Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов
Схемы обмоток трансформаторов для ПБВ и РПН
Схемы соединения обмоток автотрансформаторов

Трансформаторы

Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов

Согласно ГОСТ 11677—75 начала и концы первичных и вторичных обмоток трансформаторов обозначают в определенном порядке. Начала обмоток однофазных трансформаторов обозначают буквами А, а, концы — X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего, а малые — к обмоткам низшего напряжений. Если в трансформаторе помимо первичной и вторичной есть еще и третья обмотка с промежуточным напряжением, то ее начало обозначают А_m, а конец Х_m.

В трехфазных трансформаторах начала и концы обмоток обозначают: А, В, С; X, Y, Z — высшее напряжение; А_m, В_m, С_m; Х_m, Y_m, Z_m — среднее напряжение; а, b, с; х, у, z — низшее напряжение. В трехфазных трансформаторах с соединением фаз в звезду кроме начала обмоток иногда выводят и нейтраль, т. е. общую точку соединения концов всех обмоток. Ее обозначают О, О_m и о. На рисунке 1, а, б показаны схемы соединения обмоток в звезду и треугольник так, как их изображают для трехфазных трансформаторов.

а — в звезду; б — в треугольник

Рисунок 1 — Схемы соединения обмоток трансформатора

Схему соединения в звезду принято обозначать знаком Y, а в треугольник — Δ. Если наружу выводят нейтраль обмоток, то такое соединение обозначают знаком Y_н. Если у трансформатора обмотка высшего напряжения соединена в звезду, а низшего — в треугольник, то такое сочетание обмоток обозначают Y/Δ или Y_н/Δ.

В числителе этой «дроби» всегда ставят обозначение обмотки высшего напряжения, а в знаменателе — низшего. При наличии третьей обмотки, соединенной, например, также в звезду, обозначение будет таким: Y_н/Y/Δ. Обозначение третьей обмотки ставят между обозначениями обмоток высшего и низшего напряжений.

Понятия начала и конца обмотки условны, так как при протекании переменного тока любой конец обмотки можно назвать началом. Однако при практическом осуществлении обмоток и, особенно при их взаимных соединениях использовать эти понятия совершенно необходимо.

Допустим, что мы имеем два витка, один из которых (1) принадлежит первичной обмотке, а второй (2)—вторичной (рисунок 2, а). Оба витка сцеплены с одним и тем же магнитным потоком Ф₀. Направления наводимых в витках эдс (в данный момент времени) показаны стрелками. Условимся называть левые зажимы началами, а правые — концами витков и обозначим их соответственно А и а, X и х. При таком обозначении зажимов мы должны считать, что эдс E₁ и Е₂ в витках совпадают по фазе, так как в любой момент времени они направлены одинаково: или от начала (А и а) к концу (X и х), или от конца (X и х) к началу (А и а).

а — эдс E₁ и Е₂ совпадают по фазе; б — эдс E₁ и Е₂ сдвинуты по фазе на 180°; 1 — виток первичной обмотки; 2 — виток вторичной обмотки

Рисунок 2 — Угловое смещение векторов электродвижущих сил в зависимости от обозначения концов обмотки

Допустим теперь, что мы изменили во вторичной обмотке обозначения начала и конца витка (рисунок 2, б). Никакого изменения физического процесса наведения эдс не произойдет, но по отношению к концам витка направление эдс изменится на противоположное, т. е. она будет направлена не от начала к концу, а наоборот — от конца (х) к началу (а). Поскольку в витке 1 ничего не изменилось, мы должны считать, что эдс E₁ и Е₂ сдвинуты по фазе на 180°. Таким образом, простое изменение обозначений концов равносильно угловому смещению вектора эдс в обмотке на 180°.

Однако направление эдс может измениться и в том случае, когда начала и концы первичной и вторичной обмоток располагаются одинаково. Дело в том, что обмотки трансформатора могут выполняться правыми и левыми. Обмотку называют правой, если ее витки при намотке располагают по часовой стрелке, т. е. укладывают по правой винтовой линии (рисунок 3, верхняя обмотка). Обмотку называют левой, если ее витки при намотке располагают против часовой стрелки, т. е. укладывают по левой винтовой линии (рисунок 3, нижняя обмотка).

Рисунок 3 — Угловое смещение векторов ЭДС в зависимости от направления намотки обмоток

Как видно из рисунка, обе обмотки имеют одинаковое обозначение концов. Благодаря тому, что обмотки пронизываются одним и тем же потоком, в каждом витке направление эдс будет одинаковым. Однако из-за разной намотки направление суммарной эдс всех последовательно соединенных витков в каждой обмотке различно: в первичной эдс направлена от начала А к концу X, а во вторичной — от конца х к началу а. Итак, даже при одинаковом обозначении концов эдс первичной и вторичной обмоток могут быть смещены на угол 180°.

У однофазного трансформатора векторы эдс обмоток могут или совпадать, или быть противоположно направленными (рисунок 4, а, б). Если такой трансформатор работает один, то для потребителей совершенно безразлично, как направлены эдс в его обмотках. Но если три однофазных трансформатора работают вместе на линию трехфазного тока, то для правильной работы необходимо, чтобы в каждом из них векторы эдс были направлены или как показано на рисунке 4, а, или как показано на рисунке 4, б.

а, б — однофазных; в — трехфазных

Рисунок 4 — Направление эдс в обмотках трансформаторов

В такой же степени это относится и к каждому трехфазному трансформатору. Если в первичных обмотках эдс во всех фазах имеют одинаковое направление, то и во вторичных обмотках направление эдс должно быть обязательно одинаковым (рисунок 4, в). Очевидно, что у вторичных обмоток направление намотки и обозначение концов должны быть также одинаковыми.

При ошибочной насадке обмотки с другим направлением намотки или при неправильном соединении концов напряжение, получаемое потребителями, резко уменьшится, а нормальная работа нарушится. Особенно неблагоприятные условия возникают в случае, если от одной сети работают одновременно несколько трансформаторов, у которых сдвиги фаз между линейными эдс различны. Чтобы избежать нарушений в работе потребителей, следует иметь трансформаторы с какими-то определенными угловыми смещениями векторов эдс обмоток.

Направления векторов эдс и угловые смещения между ними принято характеризовать группами соединения обмоток. На практике угловое смещение векторов эдс обмоток НН и СН по отношению к векторам эдс обмотки ВН обозначают числом, которое, будучи умножено на 30°, дает угол отставания векторов. Это число называют группой соединения обмоток трансформатора.

Так, при совпадении векторов эдс обмоток по направлению (угловое смещение 0°) получается группа соединения 0 (рисунок 4, а). Угловое смещение 180° (рисунок 4, б) соответствует группе 6 (30 х 6=180°). Как мы видели, в обмотках однофазных трансформаторов могут быть только такие угловые смещения, поэтому у них возможны только 0-я и 6-я группы соединений. Соединения обмоток однофазных трансформаторов для краткости обозначают I/I — 0 и I/I — 6.

В трехфазных трансформаторах, обмотки которых могут соединяться в звезду или треугольник, возможно образование 12 различных групп со сдвигом фаз векторов линейных эдс от 0 до 360° через 30°. Из двенадцати возможных групп соединений в России стандартизованы две группы: 11-я и 0-я со сдвигом фаз 330 и 0°.

Рассмотрим в качестве примера схемы соединений Y/Y и Y/Δ (рисунок 5, а, б). Обмотки, расположенные на одном стержне, изобразим одну под другой; намотку всех обмоток (первичных и вторичных) примем одинаковой; направления фазных эдс показаны стрелками.

Рисунок 5 — Получение группы соединений в схеме звезда — звезда (а) и звезда — треугольник (б)

Построим векторную диаграмму эдс первичной обмотки (рисунок 5, а) так, чтобы вектор эдс фазы С располагался горизонтально. Соединив концы векоторов А и В, получим вектор линейной эдс Е_АВ (АВ). Построим векторную диаграмму эдс вторичной обмотки. Поскольку направления эдс первичной и вторичной обмоток одинаковы, векторы фазных эдс вторичной обмотки строят параллельно соответствующим векторам первичной обмотки. Соединив точки а и b и пристроив вектор Е_ab (ab) к точке А, убеждаемся, что угловое смещение между линейными эдс первичной и вторичной обмоток равно 0. Итак, в первом примере группа соединения обмоток 0. Это обозначают так: Y/Y_н —0, что читается «звезда с выведенной нейтралью».

При рассмотрении второго примера (рисунок 5, б) видим, что векторная диаграмма эдс первичной обмотки построена так же, как и в предыдущем примере. При построении векторной диаграммы эдс вторичной обмотки следует помнить, что при соединении в треугольник фазные и линейные эдс совпадают как по величине, так и по направлению.

Строим вектор эдс фазы с, направляя его параллельно вектору С первичной обмотки. Конец фазы с (точка z) соединяется с началом фазы b, поэтому от конца вектора с проводим вектор эдс фазы b параллельно вектору В. Конец фазы b соединяется с началом фазы а, поэтому от конца вектора b (точки у) проводим вектор эдс фазы а параллельно вектору А. В получившемся замкнутом треугольнике abc вектор ab — это линейная эдс Е_ab. Пристроив вектор Е_ab к точке А, убеждаемся, что он сдвинут по отношению к вектору Е_АВ на угол 30° в сторону опережения. Следовательно, вектор Е_ab отстает на 330° (30° х 11 = 330°) от вектора эдс обмотки ВН. Итак, в этом примере группа соединения обмоток 11. Это обозначается так: Y/Δ —11, что читается: «звезда — треугольник — одиннадцать».

В трехобмоточном трансформаторе группа соединения обмоток определяется аналогично; при этом обмотки рассматриваются попарно: первичная и одна из двух других. Если встречается обозначение Y_н/Y/Δ — 0 — 11, то прочитать его надо так: «звезда с выведенной нейтралью — звезда — треугольник — нуль — 11». Это означает, что у рассматриваемого трехобмоточного трансформатора обмотка ВН соединена в звезду с выведенной нулевой точкой, обмотка СН — в звезду, обмотка НН — в треугольник, группа соединения обмоток ВН и СН — нуль, обмоток ВН и НН — 11.

Мы рассмотрели только две группы соединения — 0 и 11. Меняя обозначения концов (путем кругового перемещения обозначений), можно получить другие группы от 1 до 10. Однако эти группы не нашли распространения и встречаются очень редко. В России стандартизованы только три группы: Y/Y — 0, Y/Δ — 11 для трехфазных трансформаторов, I/I — 0 — для однофазных трансформаторов.

Соединение обмоток звездочка, треугольник: принцип работы, применение

Звездочка и треугольник – это метод группирования обмотки в силовых аппаратах, в том числе и трансформаторах ТМГ. Они отличаются принципом работы, и каждый имеет свое преимущество, в зависимости от конечной цели.

Звездочка

Звездочка – метод, при котором нагрузка в сети, имеющей три фазы, становится симметричной для конечного потребителя, что является главным преимуществом этого соединения.

Разберем на примере трансформатора с тремя фазами, который имеет три магнитопровода (A, B, C) из шихтованного железа (называется также электротехническая сталь или трансформаторная сталь).

Трансформатор заключает в себе два вида обмотки – первичную и вторичную. Первичная принимает высокое напряжение, а вторичная снимает низкое напряжение и подает непосредственно к потребителю.

У каждой обмотки есть начальная и конечная точка. При способе соединения звездочка, концы вторичной обмотки объединяются в одну линию, вследствие чего получается ноль – нулевая фаза(N), а из начальных точек к конечному потребителю выходят 3 фазы (L1, L2, L3). При таком способе получается четырехпроводная трехфазная система. Самый наглядный пример – такая система используется на воздушных линиях электропередач, которые проходят в населенных пунктах. Все они имеют, как правило, четыре провода – три фазы и ноль.

Эта схема хороша тем, что из нее возможно извлечь 2 вида напряжения – линейное (ЛН) и фазное (ФН). Фазный вольтаж измеряется посреди выводов обмотки L1 (L2, L3) и нулевой фазы и равняется значению 220V. Линейный вольтаж меряется уже в линии и равен 380V. Схема соединения звездой, характеризуется тем, что ЛН больше ФН в 1,73 раза, что соответствует корню (√) из трех.

Сам электрический ток тоже может быть фазным (ФТ) и линейным (ЛТ). При способе соединения звездочка, ФТ равен ЛТ, они одинаковы. При использовании такой схемы, и ФТ и ЛТ выходят из обмотки и не имеют другого выхода, в любом случае ток проходит по линейному проводу.

Поскольку большинство бытовых приборов рассчитаны на 220V, способ соединения звездочка обеспечивает именно такой показатель, путем уравнивания током нулевой фазы меняющегося в значении тока фаз L1-L3. Ноль есть только в методе звездочка, в методе треугольника его нет. То есть именно такая схема целесообразна, когда конечная цель – потребление электроэнергии в бытовых целях.

Если изображать этот способ схематически, получается трехлучевая звезда, собственно, поэтому этот вид объединения обмоток получил название звезда или звездочка.

Выигрышные моменты при использовании звездочки таковы:

Повышается надежность оборудования за счет понижения его мощности;
Устойчивость режима работы;
Плавность запуска электрического привода.

Треугольник

Для удобства сравнения возьмем в пример тот же трехфазный трансформатор с фазами A B С.

Если при способе соединения звездочка концы вторичной обмотки соединялись в один, в треугольнике картина совсем другая. Здесь конец фазы А соединяется с началом фазы В, конец фазы В соединяется с началом фазы С, а конец фазы С соединяется, в свою очередь, с началом фазы А. То есть обмотки соединены последовательно. В такой схеме отсутствует нулевая фаза, поскольку ее попросту неоткуда вывести. Если изобразить эту схему в виде изображения, она будет иметь форму треугольника, благодаря чему и получила свое название.

Преимущественно, эта схема используется при симметричной нагрузке, поскольку, где по фазам нагрузка не меняет свое значение и не прыгает, как в методе треугольник, и всегда строго одинаковая.

Применяя соединение треугольником, ФН равно ЛН, и имеет значение 380V. Но в то же время электрический ток здесь разный, в отличие от схемы звездочка. ЛТ больше ФТ в корень (√) из трех раз, поскольку при этой схеме идет геометрическое сложение векторов.

Главные преимущества соединения обмотки при схеме треугольник это:

Увеличение мощности оборудования;
Пусковые токи меньше;
Больший крутящий момент;
Лучшие тяговые свойства.

У каждого из этих двух способов есть как преимущества, так и недостатки, поэтому важно определить с какой целью будет использоваться первый или второй способ соединения обмотки в трансформаторах.

С одной стороны, метод подключения звездочка, делает работу электродвигателя плавнее и мягче, но не позволяет выйти развить полную мощность, заявленную в технической документации. Кроме того, корпус двигателя не будет нагреваться. В свою очередь, при соединении способом треугольника такой двигатель может быстро развить максимальную заявленную мощность и выдать максимальный КПД, но будет иметь избыточные пусковые токи. Корпус будет греться. В дополнение необходимо использовать реостат пуска для придания плавности.

Почему распределительный трансформатор заземлен по схеме Delta Star?

Девакумар А

Инженер по инновациям и планированию в EirGrid

Опубликовано 23 июня 2020 г.

+ Подписаться

Введение

Распределительный трансформатор представляет собой электрический изолирующий трансформатор, который преобразует высоковольтную электроэнергию в более низкие уровни напряжения, приемлемые для использования в бытовых и домашних условиях. обычно подключается при < 33 кВ. Из-за более высокого номинального напряжения уровень изоляции силовых трансформаторов очень высокий, а распределительных трансформаторов низкий.
Напряжение в Индии – 220 вольт, чередующееся с частотой 50 циклов (Герц) в секунду. Это то же самое или похожее на большинство стран мира, включая Австралию, Европу и Великобританию. Однако это отличается от электричества 110-120 вольт с частотой 60 циклов в секунду, которое используется в Соединенных Штатах для небольших бытовых приборов.

Стандартная техническая спецификация Центрального органа по электроэнергетике по уровню напряжения

Маслопогруженные, с естественным охлаждением, трехфазные распределительные трансформаторы 11 кВ/433–250 В и 33 кВ/433–250 В для наружного применения.

Масляные трансформаторы с естественным охлаждением 11 кВ/230 В, 11/√3 кВ/230 В, однофазные, включая полностью самозащищенные (CSP) распределительные трансформаторы для наружного применения.

МЭК (Международная электротехническая комиссия) не делает различий между распределительным и силовым трансформатором. Все они являются силовыми трансформаторами в том смысле, что их целью является передача мощности с одного уровня напряжения на другой.

Давайте обсудим некоторые преимущества трансформатора с заземлением по схеме «треугольник-звезда» на стороне распределения

Может использоваться для преобразования 3-фазной 3-проводной системы в 3-фазную 4-проводную систему двигатель/печь и т. д.) используется трехфазный трехпроводной трехфазный четырехпроводной системы с внутренней несбалансированной нагрузкой, так как несбалансированный ток проходит через нейтраль, фазное/линейное напряжение, подаваемое на приборы, остается в соответствии с требованиями, и, следовательно, лучшая производительность получается, так как нейтральная доза не смещается и остается при потенциале земли, достигается лучшая регулировка напряжения даже в условиях неисправности на любой фазе, и можно избежать полного отключения электроэнергии.
Подавление 3-й и кратных гармоник 3-го порядка
Ток намагничивания должен содержать нечетные гармоники, чтобы наведенные напряжения были синусоидальными, а третья гармоника является доминирующей гармонической составляющей. В трехфазной системе токи третьей гармоники всех трех фаз находятся в фазе друг с другом, потому что это токи нулевой последовательности. При соединении трансформатора по схеме «звезда-звезда» единственный путь для тока третьей гармоники проходит через нейтраль.
Однако при соединении треугольником-звездой токи третьей гармоники, равные по амплитуде и по фазе друг другу, могут циркулировать по пути, образованному обмоткой, соединенной треугольником. То же самое верно и для других гармоник нулевой последовательности.
Простая релейная защита заземления
Релейная защита проще на трансформаторе «треугольник-звезда», поскольку замыкания на землю на вторичной стороне изолированы от первичной, что значительно упрощает координацию. Если на трансформаторе «треугольник-звезда» имеется восходящая релейная защита, можно предположить, что любой ток нулевой последовательности возникает от первичного замыкания на землю, что обеспечивает очень чувствительную защиту от замыканий на землю.
Если замыкание SLG происходит на стороне низкого напряжения, оно не будет отражаться как SLG на стороне высокого напряжения, в схеме «звезда-звезда» замыкание на землю на стороне низкого напряжения вызывает первичный ток замыкания на землю, что затрудняет координацию. На самом деле, защита от замыканий на землю является одним из основных преимуществ блоков треугольник-звезда.
Не допускает асимметрии напряжения и тока нулевой последовательности от НН к ВН
Например: Здесь распределительный трансформатор 2,5 МВА подключен к однофазной нагрузке, где нагрузка 0,8 МВА в фазе R. Где коэффициент дисбаланса нулевой последовательности 2,153% снижается до 0% на стороне высокого напряжения, а также уменьшается дисбаланс L-L, L-N и обратной последовательности. Это объясняет, что заземленное соединение треугольником-звездой используется для уменьшения дисбаланса на стороне распределения.
ПРОБЛЕМЫ ГРИД-ИНТЕГРАЦИИ НА СОЛНЕЧНЫХ ФЭУ
28 августа 2020 г.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА
3 апр. 2020 г.
Другие также смотрели
Исследуйте темы
Three Phase Transformer Connections
Search
The most commonly used connections for three phase transformers are:
Star/Star
Delta/Delta
Star/Delta
Delta/Star
Star/Star (Y/Y) соединение:
Соединения показаны на рис. 1(а). Это соединение является более экономичным для небольшого размера высоковольтного трансформатора. Потому что фазное напряжение составляет всего 1/√3 линейного напряжения.
В этом подключении
V _P = V _L / √3
или
V _L = V ₁ / √3 V _P
ОСНОВНЫЕ ВОЗМОЧКИ ИСПЫТАНИЯ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМЫ коэффициент трансформации трансформатора.
Соединение треугольником/треугольником (Δ — Δ)
Соединения показаны на рис. 1(b). Эти типы соединений являются экономичными для крупногабаритных низковольтных трансформаторов, в которых проблема изоляции не столь серьезна. Потому что здесь количество витков на фазу больше.
Отношение первичных и вторичных линейных напряжений такое же, как коэффициент трансформации трансформатора.
Для соединения треугольником V _L = V _P
Соединение звезда/треугольник (звезда/треугольник)
Схемы соединений показаны на рис. 1(с). Отношение между вторичным и первичным линейным напряжением составляет 1/√3 коэффициента трансформации.
Коэффициент трансформации, т. е.
Этот тип подключения обычно используется для повышения напряжения. то есть на электростанции для повышения напряжения для передачи.
Рис. 1: Стандартные соединения трехфазного трансформатора.
Различные методы преобразования фаз трехфазного трансформатора
Мы уже изучили, что при использовании трехфазных трансформаторов можно выполнять различные соединения для трехфазных преобразований (например, звезда/звезда, треугольник/звезда и т. д.). Есть несколько методов, с помощью которых мы можем получить трехфазное питание только с помощью двух трансформаторов. В этих способах мощность трансформаторов снижается, но в ряде случаев становится более экономичной.
Некоторые методы таких преобразований:
Открытое соединение Δ или V-V
Открытое Y- Открытое соединение Δ
Соединение Scott-T
Открытое ИЛИ V-V соединение
5 9 трансформаторы Δ — Δ удаляются и 3-фазное питание подключается к первичным, как показано на рис.
2. тогда три равных 3-фазных напряжения будут доступны на вторичных клеммах на холостом ходу. Этот метод преобразования трехфазной мощности с помощью всего двух трансформаторов называется открытым — Δ или соединением V — V.
Рисунок 2: Соединение «открытый треугольник» или V-V
Недостатки:
Средний коэффициент мощности, при котором работает V-образная батарея, меньше, чем у нагрузки. Напряжения на вторичных клеммах имеют тенденцию становиться несбалансированными при увеличении нагрузки.
Открытый Y — Открытое Δ-соединение
Этот тип соединения аналогичен открытому Δ-соединению. Отличие состоит в том, что в этом типе первичные напряжения подаются на две фазы, а также имеется нейтральная точка. Схема подключения представлена на рис. 3.
Рисунок 3: Соединение Open Y — Open Delta
Этот тип соединения обычно используется для малоценных потребителей в сельской местности. Недостатком этого типа соединения является то, что в нейтрали первичной цепи протекает обратный ток.
Соединение SCOTT-T
Это соединение было предложено Чарльзом Ф. Скоттом. Этот тип соединения используется для преобразования 3-фазного в 2-фазное или наоборот. Для этого соединения требуются два однофазных трансформатора. Один трансформатор (известный как главный трансформатор) имеет витки Na в первичной обмотке со средней точкой отвода первичной обмотки. Оба трансформатора имеют одинаковые витки (Nb) во вторичной обмотке. Первичные обмотки подключены, как показано на рисунке 4. Когда 3-фазное напряжение подается на A, B и C, это приведет к:
Рис. 4: Трансформатор Скотта
Наведенное встречное напряжение переменного тока и BD в квадратуре относительно друг друга.
Напряжение счетчика в BD = 0,866 раза больше, чем в CA.
То есть напряжения на вторичных обмотках были бы в квадратуре друг к другу с их величинами, равными друг другу (поскольку они имеют одинаковое число витков).
Другими словами, через это соединение будет получен двухфазный симметричный выход.
Пример 1:
Трехфазный трансформатор 50 Гц имеет первичную обмотку, соединенную треугольником, и вторичную обмотку, соединенную звездой, с линейными напряжениями 22000 В и 400 В соответственно. Вторичная обмотка имеет сбалансированную нагрузку, соединенную звездой, с отставанием коэффициента мощности 0,8. Линейный ток на первичной стороне 5А. Определить ток в каждой обмотке первичной и каждой вторичной линии. Какая мощность трансформатора в кВт?
Решение:
Соединение Δ/Y:
Но при соединении звездой ток фазы = линейный ток
Ток вторичной линии = 275 A
Выход = √3 В _L I _L Cosφ = √3 X 400 X 275 X 0,8 = 15,24 кВт Подключение трансформатора
Трехфазная электрическая система необходима для выработки и передачи электроэнергии на большие расстояния предприятиям и отраслям промышленности. По-разному соединяя обмотки, трехфазные напряжения (и токи) можно увеличивать или уменьшать с помощью мощных трехфазных трансформаторов.
В этом руководстве по часто задаваемым вопросам разъясняются темы, касающиеся соединений трехфазного трансформатора и принципов их работы, чтобы помочь вам лучше понять этот важный аспект конфигурации трансформатора.

Daelim является профессиональным производителем трансформаторов, который может точно спроектировать и изготовить трансформатор, который вам нужен, в соответствии с вашими требованиями к группе подключения трансформатора.

Какие существуют четыре типа подключения трансформатора?
Можно соединить первичную и вторичную обмотки трехфазного трансформатора различными способами, в зависимости от количества доступных клемм и вашего конкретного применения.
Трехфазный трансформатор обычно состоит из трех однофазных систем либо с отдельными сердечниками, либо с одним комбинированным сердечником. Однако в большинстве конфигураций трехфазная обмотка соединена с одним сердечником, который сочетает в себе медную обмотку и железный сердечник.

Трехфазная мощность производится, передается и распределяется в сети энергосистемы. В результате для изменения уровней напряжения в трехфазной системе требуются трехфазные трансформаторы. Трехфазный трансформатор имеет два типа трехфазных обмоток — первичную и вторичную.

Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены в звезду (звезду) или треугольник. В зависимости от применения первичная и вторичная обмотка трансформатора будет иметь четыре различных соединения. Вот эти соединения:
Звезда-Звезда (Y-Y)
Звезда-Треугольник (DD)
Звезда-Треугольник (Y-N)
Звезда-Треугольник (D-Y)

8 в трансформере?
Как мы знаем, трансформатор — это электрическое устройство, которое помогает изменять напряжение переменного тока. Он делает это, используя принцип электромагнитной индукции. Для трехфазных обмоток используются два метода соединения вторичной обмотки с первичной обмоткой:
Соединение треугольником
Соединение звездой
Соединение звездой
Соединение звездой соединяет одну клемму всех трех обмотки для создания точки звезды (нейтральной точки). Затем второй вывод каждой обмотки снимается, и на выводы подается питание. Термин «звезда», «звезда» или «звезда» применяется к этому расположению из-за его формы.
Соединение треугольником
При соединении треугольником все три обмотки соединены последовательно, образуя треугольник. Затем питание подается к трем точкам соединения.
Название для этого типа соединения, Delta (∆), дано потому, что его форма повторяет эту букву. Иногда его также называют сетчатым соединением.

Какое соединение лучше для трансформатора?
При обсуждении наилучшего типа подключения трансформатора все зависит от ситуации и предполагаемого применения трансформатора. Тем не менее, вот некоторые полезные самородки, которые вы должны учитывать, чтобы определить, какое соединение лучше всего подходит для вашей уникальной ситуации:
Для передачи и распределения на большие расстояния предпочтительнее соединение звездой, поскольку оно требует низкой изоляции и имеет нейтраль, которая помогает сбалансировать цепь.
Соединения треугольником лучше всего подходят для передачи и распределения на короткие расстояния, поскольку они требуют большей изоляции. Кроме того, соединения треугольником имеют меньше проблем с несимметричными токами.
Используя соединение звездой, можно получить два разных уровня напряжения: однофазное и трехфазное. (3 фазы и фаза + N).
Единственным достижимым напряжением при соединении треугольником является однофазное питание.
Трехпроводное соединение «звезда» лучше всего подходит для однофазного питания (линия или фаза + нейтраль = 230 В переменного тока — IEC) и трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Однако в Соединенных Штатах ситуация иная и сложная).
Соединение треугольником в основном используется для трехфазного питания 400 В переменного тока в промышленных и коммерческих приложениях (IEC). Тем не менее, эта функция не применима к US-NEC, поскольку они предлагают различные уровни напряжения в зависимости от системных требований.
Соединение «звезда» часто используется в устройствах с небольшой нагрузкой, поскольку оно требует меньшего пускового тока.
Соединение треугольником в основном используется для электродвигателей, которым требуется большой пусковой момент, например, на заводах и в других отраслях промышленности.
Система Star Connection предпочтительна как для однофазного, так и для трехфазного питания.
Delta Connection является предпочтительной системой для распределения сетей и систем.
Трансформаторы в высоковольтных системах, как правило, соединены по схеме «треугольник-звезда» и «звезда-треугольник». Соединение треугольник-звезда повышает напряжение, а соединение звезда-треугольник используется для его уменьшения.

Соединение распределительного трансформатора
Распределительные трансформаторы обычно используют соединение треугольником-звездой. Для этой конфигурации необходимы три проводника на стороне высокого напряжения и четыре на стороне низкого напряжения, а дополнительный проводник в виде звезды служит нейтральным узлом. Такое расположение будет обслуживать как однофазные, так и трехфазные нагрузки.
Распределительные трансформаторы, разработанные и произведенные Daelim, в основном включают в себя трансформаторы с монтажной плитой, трансформаторы для небольших подстанций и масляные трансформаторы.

Подключение трансформатора на монтажной площадке
Трансформатор на монтажной площадке подключается следующими способами: Dyn11 и Ynyn0. Высокое напряжение трансформатора Dyn11 — соединение треугольником, низкое напряжение — соединение звездой, структура сердечника трансформатора — три ножки, высокое напряжение трансформатора Ynyn0 — соединение звездой, низкое напряжение — соединение звездой, железо трансформатора. Структура сердечника — пять ног.

Подключение трансформатора малой подстанции
Методы группового подключения трансформатора малой подстанции: Dyn1, Dyn11 и Ynyn0. Dyn1 и Dyn11 чаще используются для группового подключения малых подстанций, а Ynyn0 используется редко.

Соединение масляного распределительного трансформатора
Масляный распределительный трансформатор имеет множество групп соединений: Yd11, Ynd11, Dyn11 и Ynyn0.

Соединение по схеме «треугольник» и «звезда»
Трансформатор «треугольник-звезда» или «треугольник-звезда» представляет собой вариант трехфазного силового трансформатора, первичная обмотка которого соединена треугольником, а вторичная обмотка соединена звездой ( звездочка) расположение. Сторона выхода «звезда» будет иметь нейтральный провод.

Соединения треугольником и звездой могут быть однофазными или состоять из трех отдельных однофазных модулей. Это делает их идеальными для подачи трехфазного питания от однофазного входа, а также для подключения трехфазных систем к сети.

Соединение «звезда-треугольник»
Соединение «звезда-треугольник» полностью противоположно соединению «треугольник-треугольник». Это тип трехфазного трансформатора, в котором звезда соединена с первичной обмоткой, а треугольник — со вторичной обмоткой.

Преимущество соединения «звезда-треугольник» состоит в том, что оно может работать без нулевого провода, а также в отсутствии несбалансированных напряжений или третьих гармоник в фазных напряжениях. Сторона высокого напряжения группы трансформаторов или трехфазного трансформатора обычно подключается звездой в высоковольтных системах передачи, тогда как сторона низкого напряжения подключается треугольником.

Соединение треугольником уравновешивает напряжения между фазой и нейтралью при соединении звездой, несмотря на отсутствие нейтрального проводника. Это соединение обеспечивает путь для третьих гармоник без нулевого проводника.

Схема трансформатора с 11 кВ на 440 В
Схема трансформатора с 11 кВ на 440 В будет выглядеть следующим образом:

вторичная сторона. На схеме также показано, как трансформатор подключен к сети. Трансформатор соединен по схеме «треугольник-звезда» на первичной стороне и «звезда-треугольник» на вторичной стороне.

Трансформатор Star Connected
Трансформатор, соединенный звездой, является наиболее распространенным типом соединения трансформатора. Используется как в однофазных, так и в трехфазных системах. Преимущество соединения «звезда» заключается в более низком пусковом токе по сравнению с соединением «треугольник».
Когда все трансформаторы в группе соединены звездой, напряжение между любой линией и землей (линейное напряжение) равно фазному напряжению. Фазное напряжение – это напряжение между любыми двумя фазами. Линейное напряжение – это напряжение между любыми двумя проводниками трехфазной обмотки.

Соединение трансформатора Yd11
В соединении трансформатора Yd11 буква Y указывает на высоковольтное соединение звездой. D указывает на низковольтное соединение треугольником. Позиция высокого напряжения на фазе — 11 часов, что означает +30 градусов впереди 12 часов. Ниже приведены различные группы трехфазных соединений, которые классифицируются в соответствии с этими категориями:
Категория 1 – смещение фаз 0° (Yy0, Dd0, Dz0).
Категория 2 — смещение фаз 180° (Yy6, Dd6, Dz6).
Категория 3 — смещение фазы на 30° (Dy1, Yd1, Yz1).
Категория 4 — Смещение фазы 30° (Dy11, Yd11, Yz11)

Подключение трансформатора Dyn11
Вариант трансформатора Dyn11 использует обозначение векторной группы. Это означает, что обмотка НН, соединенная звездой (написано мелкими буквами, указывает сторону НН и наоборот), отстает на 30 градусов от обмотки ВН, соединенной треугольником. Большинство конфигураций трансформаторов Dyn11 предпочитают +-30 градусов соединения между трансформаторами.
Соединение трансформатора Dyn11 определяется следующим образом:
D = соединение треугольником в первичной обмотке
y = соединение звездой во вторичной обмотке
n = нейтральная точка, соединенная со вторичной обмоткой.

Цифра 11 на выводе вторичной обмотки звезды на 30 градусов не совпадает по фазе с напряжением первичной фазы, что соответствует 11 часам.

Трансформатор Daelim, устанавливаемый на площадку, обычно использует соединение Dyn11. В этом случае структура сердечника трансформатора имеет три опоры.

Соединение треугольником-треугольником трехфазного трансформатора
Соединение треугольником-треугольником включает в себя как трехфазные первичную, так и вторичную обмотки, соединенные треугольником. Это соединение выгодно для больших низковольтных трансформаторов, поскольку позволяет увеличить количество витков на фазу.
Преимущества соединения треугольником-треугольником
Синусоидальное напряжение на вторичной обмотке
Ток намагничивания трансформатора должен содержать третью гармоническую составляющую, если вы хотите, чтобы вторичное напряжение было синусоидальным. Соединение треугольником гарантирует, что ток третьей гармоники будет протекать по одному каналу. Это приводит к тому, что напряжения остаются колебаться в виде синусоидальной волны.
Может выдерживать нагрузку 58 % даже при ошибочном переключении
Если один из трех однофазных трансформаторов в конфигурации «треугольник-треугольник» выходит из строя, оставшиеся два могут продолжать подавать питание, хотя и с общим снижением эффективности. В результате система может нести 58 % номинальной нагрузки даже при переключении неисправного трансформатора.
Вариант экономичного трансформатора для низкого напряжения
Фазное напряжение такое же, как и линейное из-за соединения треугольником, в результате чего в обмотке больше витков. Однако фазный ток составляет ⅓ величины линейного тока. Следовательно, обмотка будет иметь меньшее сечение. Вот что делает подключение экономически выгодным для больших низковольтных трансформаторов.

Заключение
При покупке трансформатора очень важно согласовать метод группы подключения с производителем и поставщиком трансформатора.
No related posts.