Трехфазные трансформаторы. Группы соединения обмоток. Параллельная работа трансформаторов

Преобразование трехфазного тока можно осуществлять или тремя однозфазными или одним трехстержневым трехфазным трансформатором.

Трехфазная группа – группа из 3-х однофазных трансформаторов, включенная в трехфазную цепь.

Т.к. первичные обмотки трансформаторов включены “Y” следовательно обмотка каждого трансформатора включена на фазное напряжение. Если имеется “0” провод, то работа трансформаторов не отличается от работы однофазного трансформатора, и все рассмотренные управления и диаграммы для 1-фазного применимы к группе. При симметричной нагрузке “0” провод становится ненужным, а работа группы такая же как для однофазного.

Векторная диаграмма потоков и напряжения в отдельных фазах.

Схемы соединений. Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены по схемам “Y”(звезда), “Δ” (треугольник), “Z_H” (зигзаг), “Y_H”. Если нулевая точка выведена из трансформатора то у букв обозначения ставят “н”. Начала и концы обмотки ВН обозначаются А, В, С; Х, У, Z; а для обмотки НН – a, b, с и х, у, z. Вывод нулевой точки – О (для ВН) и о (для НН).

Трехфазные трансформаторы характеризуется фазным и линейным коэффициент трансформации:

Фазный коэффициент

Линейный коэффициент

Для схемы Y/Y, Δ /Δ K_Л= K_Ф для схем:

Y/Δ

Δ/Y

Схема Zн имеет применение только в трансформаторах для выпрямителей, т.к. эта схема неэкономична, потому что при одинаковом U_Ф со схемами треугольник или звезда, требует большего количества обмоточного провода.

Особенности режима х.х. (по Кацману ξ 1,9; 1.10 стр 39-43)

Группы соединений обмоток трансформаторов – делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

Трехфазные трансформаторы: В них фазные ЭДС двух обмоток, расположенные на одном и том же стержне могут совпадать и быть противоположными по фазе. В зависимости от схемы соединения обмоток (Δ или Y) и порядка соединения их начал и концов получается различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.

Для схемы соединения обмоток Y /Y

Изменяя маркировку выводов обмоток можно получить и другие группы соединения обмоток:

При схеме Y /Y - четные: 2, 4 и т.д.

При схеме Y/Δ - нечетные: 1, 3 и др.

По существующим ГОСТам промышленность выпускает трехфазные силовые трансформаторы двух групп: 0 и 11, что облегчает практическое включение трансформаторов на параллельную работу.

Параллельная работа трансформаторов

Часто при значительной мощности электрические участки используют не один, а несколько трансформаторов меньшей мощности, включенных параллельно на общую нагрузку, что позволяет эффективно решать проблемы электроснабжения, отключать часть трансформаторов при пониженной нагрузки, проще проводить проф.ремонт и т.д.

Условия включения на параллельную работу. Для включения трансформаторов Тр1 и Тр2 на параллельную работу необходимо, чтобы при х.х. в их обмотках не возникали уравнительные токи и чтобы нагрузка распределялась между обоими трансформаторами в соответствии с их номинальной мощностью.

Схема включения трансформаторов при параллельной работе.

При неравенстве ЭДС Е_20I Е_20II параллельная работа трансформаторов (их вторичных напряжений при х.х.) возникает уравнительный ток. Этот ток вызывает циркуляцию мощности от одного трансформатора к другому, а следовательно неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь и нагрева. Уравнительный ток:

первое необходимое условие: из уравнения – равенство их вторичных ЭДС, т.е. вторичных напряжений х.х.

в торое необходимое условие: совпадение по фазе ЭДС для того чтобы их векторная разность равнялась нулю. Для этого параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений.

**: трансформаторы принадлежат к ближайшим группам (11 и 0) сдвиг по фазе между их вторичными ЭДС составляет 30⁰, и в контуре параллельно соединенных вторичных обмоток возникает большая разность ЭДС =. При этом уравнительный ток становится в несколько раз больше номинального.

Третье условие: Для того, чтобы нагрузки распределились между параллельно включенными трансформаторами прямо пропорционально их номинальным мощностям, они должны иметь одинаковое напряжение короткого замыкания U_KI=U_KII

Если U_KI≠U_KII, то относительная нагрузка будет больше у того трансформатора, у которого Uк меньше. ГОСТами допускается различие между Uкз трансформаторов включенных параллельно на ± 10% от их среднего значения, т.к. не всегда есть возможность подобрать трансформаторы с одинаковыми Uкз. Кроме соблюдения этих трех правил для включения любого количества трансформаторов на параллельную работу необходимо соблюдение порядка чередования фаз, которое должно быть одинаковым у всех трансформаторов.

Соблюдение всех перечисленных условий проверяется фазировкой трансформаторов.