Схемы и группы соединения

Понятие о схемах и группах соединений имеет важное значение при эксплуатации трансформаторов. В однофазных трансформаторах начала обмоток обозначаются А, а, а концы X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а малые — к обмоткам низшего напряжения. В трехфазных трансформаторах начала обмоток высшего напряжения обозначаются А, В, С, а концы X, Y, Z. Начала обмоток низшего напряжения — a, b, с, а концы — х, у, г. Нулевые точки — О и о. Еслиестьтретьяобмоткасреднегонапряжения,используютсяобозначенияАm,Bm,Cm И Xm,Ym,Zm.

Если на одном стержне намотать правовинтовую и левовинтовую обмотки, а начала и концы принимать у них одинаково, то ЭДС катушек будут сдвинуты на 180°. Естественно, при изменении маркировки — перемене обозначений начала и концов обмоток — ЭДС в катушках не изменяются. Чтобы соединить катушки с правой и левойнамоткамипараллельно,надосоединитьначалаи концы обмоток, т. е. a 1 и х 2, a 2 и х 2. При условии равенства витков, когда E 1= E 2,токив катушках будут равны нулю. Если в этом случае соединить начала и концы обмоток, то в обмотках будет протекатьток,определяемыйЭДС,равной2 E 1 и суммой сопротивлений обмоток.

При включении трансформаторов на параллельную работу удобно соединять начала

обмоток одного трансформатора с началом обмоток другого и стандартизовать обозначения.

Чтобы не было ошибок при эксплуатации трансформаторов, введено понятие сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифре

12. Часовая (малая) стрелка совмещается с напряжением обмотки низшего напряжения.

Для однофазных трансформаторов возможны две группы соединений: нулевая и шестая (рисунок 2.44). Для нулевой (или двенадцатой) сдвиг между напряжениями равен 0°—минутная и часовая стрелки совпадают (рисунок 2.44,а). Для шестой группы сдвиг между напряжениями 180°, стрелки показывают 6 ч (рисунок 2.44, б). Эти группы обозначаются соответственно I/I — 0 и I/I — 6. Стандартизована и применяется группа 0.

Рисунок 2.44., Группы соединений однофазных трансформаторов

В трехфазных и многофазных трансформаторах возможны большие комбинации обмоток, и поэтому рассматриваются схемы соединения обмоток. Наибольшее применение имеют схемы соединения в звезду и треугольник (рисунок 2. 45).

Схема соединения в зигзаг применяется редко (рисунок 2.46), а другие комбинации соединений обмоток практически не применяются.

Схема соединения в звезду обозначается буквой Y, соединения в треугольник — Δ, в зигзаг — Z.

В соединениях в звезду и зигзаг можно вывести нулевую точку. В этом случае получаются соединения в звезду с нулевой точкой н в зигзаг с нулевой точкой.

Для многофазных трансформаторов остаются эти же принципы соединения обмоток. Например, для пяти фазной системы схемами соединения будут пятифазная звезда и пятиугольник (рисунок 2.47,а,б), для m-фазной системы — m- фазная звезда и треугольник.

В трехфазной системе схемы соединений Y и Δ образуют 12 групп соединений со сдвигом фаз линейных напряжений на 30°, что соответствует 12 цифрам циферблата часов.

Рисунок 2.45., Схемы и векторные диаграммы соединения обмоток: а — звезда; б — треугольник

Рисунок 2.46., Схема и векторная диаграмма соединения в зигзаг

Рисунок 2.47., Пятиугольная звезда (а), пятиугольник (б)

В России стандартизованы две группы соединений Y/Y— 0 и Y/ Δ — 11 (рисунок 2.48) со сдвигом фаз 0° и 330°. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы соединений и не выпускать 10 остальных групп.

Изучая трансформаторы, необходимо иметь представление о том, как получаются другие группы соединений. Из групп 0 и 11 переменой начал и концов нетрудно получить группы 6 и 5.

Группы 0, 6 и 11, 5 — основные. Из них круговой перестановкой выводов получаются еще по три группы: из группы 0 образуются группы 4 и 8; из 6 — 10 и 2; из 11 — 3 и 7; из 5 — 9 и 1.

Рисунок 2.48., Группы соединений трехфазных трансформаторов 0 и 11

На рисунке 2.49 представлены схемы соединений и круговые перестановки выводов обмоток для всех 12 групп соединений.

Опытным путем группа соединения определяется следующим образом. Соединяют одноименные выводы обмоток высшего и низшего напряжений, например А и а. Присоединяют трансформатор к сети с симметричным напряжением и измеряют напряжения между выводами трансформатора. По измеренным напряжениям строят векторную диаграмму, которая должна совпасть с одной из диаграмм рисунок 2.49. После этого определяют группу соединения трансформатора.

Схема соединения в зигзаг дает возможность получить любую схему соединения, т.

е. любой угол между напряжениями. Как видно из рисунка 2.46, угол между векторами высшего и низшего напряжений зависит от соотношения чисел витков обмоток, соединенных последовательно и расположенных на разных стержнях. Это преимущество схемы в зигзаг используется в специальных схемах, когда требуется получить промежуточные электрические углы между напряжениями, меньше 30°.

Рисунок 2.49., Схемы соединений и круговые перестановки для 12 групп