Группы соединения обмоток и параллельная работа

Трансформаторов

Группы соединения обмоток

 

При построении векторных диаграмм трансформатора считалось, что ЭДС фазы обмотки ВН Ė_АХ и обмотки НН Ė_ах совпадают по фазе. Но это справедливо лишь при условии намотки первич­ной и вторичной обмоток трансформатора в одном направлении и одноименной маркировке выводов этих обмоток, рис. 46, а. Если же в трансформаторе изменить направление обмотки НН или же переставить обозначения ее выводов, то ЭДС Ė_ах окажется сдвинутой по фазе относительно ЭДС Ė_АХ на 180° (рис. 46, б). Сдвиг фаз между ЭДС Ė_АХ и Ė_ах принято выражать группой соединения. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 0.

Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30°. Угол смещения отсчиты­вают от вектора ЭДС обмотки ВН по часовой стрел­ке до вектора ЭДС обмотки НН. Например, группа соединения 5 указывает, что вектор ЭДС НН отстает по фазе от вектора ЭДС ВН на угол 5×30° = 150°.

Для лучшего понимания принятого обозначения групп соединения пользуются сравнением с часами. При этом вектор ЭДС обмотки ВН соответствует минутной стрелке, установленной на цифре 12, а вектор ЭДС обмотки НН – часовой стрелке (рис. 47). Так же необходимо иметь в виду, что совпадение по фазе векторов ЭДС Ė_АХ и Ė_ах эквивалентное сов­падению стрелок часов на циферблате, обозначается группой 0 (а не 12). Кроме того, следует помнить, что за положительное направление вращения векто­ров ЭДС принято их вращение против часовой стрелки.

Таким образом, в однофазном трансформаторе возможны лишь две группы соединения: группа 0, соответствующая совпа­дению по фазе Ė_АХ и Ė_ах,и группа 6, соответствующая сдвигу фаз между Ė_АХ и Ė_ах на 180°. Из этих групп ГОСТ предусматри­вает лишь группу 0, она обозначается I/I - 0.

Применением разных способов соединения обмоток в трех­фазных трансформаторах можно создать 12 различных групп со­единения. Рассмотрим в качестве примера схему соединений «звезда–звезда» (рис. 48, а). Векторные диаграммы ЭДС показы­вают, что сдвиг между линейными ЭДС Ė_АВ и Ė_ab в данном слу­чае равен нулю. В этом можно убедиться, совместив точки А и а при наложении векторных диаграмм ЭДС обмоток ВН и НН. Сле­довательно, при указанных схемах соединения обмоток имеет ме­сто группа 0; обозначается Y/Y - 0. Если же на стороне НН в ну­левую точку соединить зажимы а, b и с, а снимать ЭДС с зажимов х, у и z, то ЭДС Ė_ab изменит фазу на 180° и трансформатор будет принадлежать группе 6 (Y/Y - 6) (рис. 48, б).

 

Рис. 46. Группы соединения обмоток однофазных транс­форматоров:

а – группа I/I – 0; б – группа I/I – 6

 

Рис. 47. Сравнение положения стрелок часов с обозначением групп соединения

 

При соединении обмоток «звезда–треугольник», показанном на рис. 49, а, имеет место группа 11 (Y/D - 11). Если же поменять местами начала и концы фазных обмоток НН, то вектор Ė_ab по­вернется на 180° и трансформатор будет относиться к группе 5 (Y/D - 5) (рис. 49, б).

Рис. 48. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:

а – для группы Y/Y – 0; б – для группы Y/Y – 6

 

Рис. 49. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:

а – для группы Y/D – 11; б – для группы Y/D – 5

 

 

При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, на­пример Y/Y и D/D, получают четные группы соединения, а при неодинаковых схемах, например Y/D или D/Y, – нечетные.

Рассмотренные четыре группы соединения (0, 6, 11 и 5) назы­вают основными. Из каждой основной группы соединения мето­дом круговой перемаркировки выводов на одной стороне транс­форматора, например на стороне НН (без изменения схемы соединения), можно получить по две производные группы. На­пример, если в трансформаторе с группой соединения Y/Y – 0 (рис. 48, а) выводы обмотки НН перемаркировать и вместо после­довательности abc принять последовательность cab, то вектор ЭДС Ė_ab повернется на 120°, при этом получим группу соедине­ния Y/Y – 4. Если же выводы обмоток НН перемаркировать в по­следовательность bca, то вектор Ė_ab повернется еще на 120°, а всего на 240°; получим группу Y/Y - 8.

 

Рис. 50. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных

двухобмоточных трансформаторов

 

Аналогично от основной группы 6 путем круговой перемаркировки получают производные группы 10 и 2, от основной группы 11 – производные группы 3 и 7, от основной группы 5 – произ­водные группы 9 и 1.

ГОСТ определяет схемы и группы соединения, применяемые для силовых двухобмоточных транса форматоров общепромышленного назначения (рис. 50).