Трехфазные трансформаторы

Трехфазные трансформаторы

Трансформирование в трехфазной цепи может быть осуществлено либо группой, состоящей из трех однофазных трансформаторов, либо одним трехфазным трансформатором. В обоих случаях обмотки фаз высшего и низшего напряжений могут соединяться звездой или треугольником. Соединение звездой обозначается знаком Y, а треугольником — .

Если обе обмотки соединены звездой, то такое соединение обозначается Y/Y. В числителе указывается способ соединения обмоток фаз высшего напряжения, а в знаменателе — низшего напряжения. Начала фаз высшего напряжения обозначаются буквами A, В и С, а концы — буквами X, У, Z. Начала фаз низшего напряжения — буквами а, b и с, а их концы — буквами х, у, z. На рис. 2.17 показана схема трех однофазных трансформаторов при соединении , т.е. фазы высшего напряжения соединены звездой, а фазы низшего напряжения — треугольником.

Устройство и особенности трехфазных трансформаторов. Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном трансформаторе, т.е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН—на обмотках низшего напряжения.

На рис. 2.18 показано соединение обмоток трехфазного трансформаторапосхеме (для наглядности обмотки расположены одна над другой).

Для правильного соединения обмоток необходимо разметить начала и концы фаз высшего напряжения (A, В, С и X, У, Z) и низшего напряжения (а, b, с и х, у, z) и придерживаться этой маркировки. Ошибка в маркировке одной из фаз или ошибка в соединении фаз может привести к тому, что ЭДС, наведенные в одноименных фазах, будут не совпадать по фазе, а будут сдвинуты относительно друг друга на 180°.

В трехфазных трансформаторах, кроме гальванической связи фаз, есть и магнитная, так как магнитопроводы отдельных фаз объединены в общую магнитную систему (рис. 2.18). Такое объединение возможно благодаря тому, что магнитные потоки в отдельных фазах сдвинуты по  фазе  относительно друг друга на угол 120°. Если объединить стержни трех фаз (рис. 2.19, а) в один  общий стержень (рис. 2.19,б), то сумма трех  потоков в нем в любой момент времени равна нулю и, следовательно, стержень не нужен (рис. 2.19, в). Таким образом, магнитная система трехфазного трансформатора из шестистержневой модифицируется в трехстержневую (рис. 2.19, г и 2.18).

Трехфазный трансформатор экономичнее, чем группа из трех однофазных.

Рис. 2.19

Группа соединений обмоток. На рис. 2.20, а, б показаны соединение обмоток Y/Y, т.е. звезда-звезда, и топографическая диаграмма фазных и линейных напряжений.

Напряжения и , и и т.д. совпадают по фазе (считаем, что можно пренебречь активными падениями напряжений и ЭДС рассеяния обмоток). При другой схеме соединения обмоток Y/Y (рис. 2.21, а) напряжения и , и , и т.д. находятся в противофазе (рис. 2.21,б), т.е. сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол 180°.

Угол сдвига фаз между линейными одноименными напряжениями определяет так называемую группу соединения обмоток. Этот угол записывается в соответствии с расположением стрелок часов. Если минутную стрелку направить к цифре 12 (0), а часовую к одной из цифр 1, 2, 3, … …, 11, 12 (0), то получим соответствующий угол или группу соединений. На рис. 2.20, в часовая стрелка, как и минутная, показывает цифру 12(0) и группа (рис. 2.20, а) записывается так: Y/Y — 0, а на рис. 2.21, в часовая стрелка направлена к цифре 6 и группа (рис. 2.21, а) записывается так: Y/Y — 6.

Если обмотки трансформатора соединены по схеме, показанной на рис. 2.22,а, т.е. по схеме (вторичные обмотки соединены треугольником), то, как это видно из рис. 2.22,б и в, угол сдвига фаз между напряжениями и составляет 330°, поэтому группа соединений обмоток записывается так: .

Номинальные данные трехфазных трансформаторов.

Номинальные данные трехфазных трансформаторов указываются в паспорте и на специальном щитке трансформатора. К ним относятся , схема и группа соединений. Здесь — полная мощность трансформатора в номинальном режиме, , т.е. полная мощность трех фаз трансформатора: (см. гл. 3); – номинальные напряжения, т. е. линейные напряжения первичной и вторичной обмоток при любой схеме соединений в режиме холостого хода; потери в режимах холостого хода и короткого замыкания в ваттах на три фазы; — напряжение короткого замыкания в процентах номинального напряжения; — ток холостого хода в процентах номинального тока; или — схема и группа соединений.