1.6.2. Особенности трёхфазных трансформаторов

К особенностям трехфазных трансформаторов следует отнести:

1. зависимость коэффициента трансформации линейных напряжений от способа соединения обмоток высшего и низшего напряжений;

2. зависимость угла сдвига фаз между линейными напряжениями обмоток высшего и низшего напряжений от способа соединения этих обмоток.

Фазы обмоток трехфазного трансформатора соединяют либо звездой либо треугольником. Соединение звездой принято записывать символом Y, а треугольником - . Принято сначала писать соединение обмотки ВН, а потом обмотки НН. Между символами ставят наклонную черту. Если соединение Y имеет выведенную нейтральную точку, то к символу Y дописывается индекс 0.

Например: Y/, Y/Y₀.

При определении коэффициента трансформации по линейным напряжениям следует учитывать не только отношение витков, но и схему соединения обмоток. Так для схемы соединения обмоток \Y, будем иметь

. (1.12)

Для условного обозначения сдвига фаз вторичного напряжения по отношению к первичному принято деление трансформаторов по группам соединений. Группа соединений обмоток трансформатора характеризует угловое смещение векторов линейных ЭДС обмоток НН по отношению к векторам линейных ЭДС обмоток ВН. Угол смещения векторов всегда кратен 30⁰ и его выражают в числе делений часового циферблата. При определении группы соединения первичным считается высшее напряжение, а вторичным – низшее. Для трехфазных трансформаторов стандартизированными являются две группы соединения обмоток

Y/Y₀ – 12 и Y/ - 11,

а для однофазных

Y/Y₀ – 12 и Y/Y – 6.

Группа соединения, на которую рассчитывают трансформатор, записывают на щитке трансформатора цифрой. Значение группы соединения имеет важное значение при включении трансформаторов на параллельную работу.

Обозначение групп соединений основано на сопоставлении векторов низшего и высшего линейных напряжений с положением минутной и часовой стрелок на циферблате часов. Для сопоставления минутная стрелка устанавливается на цифре 12 и с ней совмещается вектор линейного высшего напряжения, а часовая стрелка сопоставляется с вектором линейного низшего напряжения. Угол 30⁰, равный углу между соседними цифрами циферблата, служит единицей при отсчете сдвига фаз.

Для примера рассмотрим определение групп трансформатора при соединении Y/Y₀ и Y/. При определении группы соединения трансформатора будем считать, что:

3. обмотки ВН и НН имеют одинаковое направление намотки витков;

4. начала и концы обмоток расположены одинаково, например, концы сверху, а начала снизу;

5. одноименные обмотки А и а, В и b, С и с находятся на общих стержнях.

Определим номер группы при соединении обмоток Y/Y₀ (рис. 1.12). Векторные диаграммы линейных напряжений будут иметь вид треугольников. Для определения группы совместим вектор линейного высшего напряжения U_AB c минутной стрелкой,

Рис.1.12. Определение группы при соединении обмоток Y/Y₀

которую направим на цифру 12 циферблата часов, часовую стрелку совместим с вектором U_ab линейного низшего напряжения, она и укажет номер группы. Поскольку векторы U_AB и U_ab параллельны часовая стрелка указывает на цифру 12, следовательно группа соединений 12 (иногда её называют 0).

Если произвести круговую перемаркировку (или перестановку) фаз обмотки НН и разместить фазу «а» на среднем сердечнике, фазу «b» – на правом, а «с» – на левом, то на векторной диаграмме произойдет круговая перестановка букв a,b,c по часовой стрелке. Совмещая векторы линейных ВН и НН напряжений с минутной и часовой стрелками, и устанавливая минутную стрелку на цифру 12 циферблата получим цифру 4, то есть 4 группу соединений. При обратной круговой перестановке полечится 8-ая группа соединений. Если поменять местами начала и концы обмоток НН, то можно получать ещё три группы соединений – 6, 10 и 2. Следовательно при соединении Y/Y₀ возможно получить шесть групп соединений, причем все они четные.

Рассмотрим соединение трансформатора Y/ (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Определение группы для соединения Y/

Определим стандартную группу соединений, для которой выполняются те же условия, что и при определении 12 группы соединений. Векторные диаграммы линейных напряжений также будут иметь вид треугольников, но при соединении  линейные напряжения равны фазным, следовательно линейные ВН и НН напряжения будут отличаться не только по величине, но и по фазе. Например, линейные напряжения U_AB и U_ab будут сдвинуты на 30⁰ и на циферблате часов вектор U_ab будет указывать на цифру 11. Соединение обмоток такого трансформатора обозначается Y/ - 11.

При круговых перестановках фаз и при установке вместо перемычек ay, bz, cx в треугольнике НН перемычек az, bx, cy можно получить 1, 3, 5, 7, 9 группы соединений. Значит при соединении Y/ можно получить шесть групп соединений, причем все они нечетные.