Schémata a skupiny zapojení vinutí transformátoru

Schémata zapojení vinutí třífázových transformátorů

Třífázový transformátor existují dvě třífázová vinutí — vysoké (VN) a nízké (NN) napětí, z nichž každé obsahuje tři fázová vinutí neboli fáze. Třífázový transformátor má tedy šest nezávislých fázových vinutí a 12 svorek s odpovídajícími svorkami a počáteční svorky fází vinutí s vyšším napětím jsou označeny písmeny A, B, C, konečné závěry - x, Y, Z , a pro podobné závěry se na fázích nízkonapěťového vinutí používají následující označení: a, b, °C, x, y, z.

Každé z vinutí třífázového transformátoru – primární a sekundární – lze připojit třemi různými způsoby, a to:

• hvězda;
• trojúhelník;
• cikcak.

Ve většině případů jsou vinutí třífázových transformátorů zapojena buď do hvězdy nebo trojúhelníku (obr. 1).

Volba schématu zapojení závisí na provozních podmínkách transformátoru.Například v sítích s napětím 35 kV a více je výhodnější připojit vinutí k hvězdě a uzemnit nulový bod, protože v tomto případě bude napětí na vodičích přenosové linky V3 krát menší. než lineární, což vede ke snížení nákladů na izolaci.

Obr. 1

Je výhodné budovat osvětlovací sítě pro vysoké napětí, ale žárovky s vysokým jmenovitým napětím mají nízkou světelnou účinnost. Proto se doporučuje napájet je ze sníženého napětí. V těchto případech je také výhodné zapojit vinutí transformátoru do hvězdy (Y) včetně výbojek s fázovým napětím.

Na druhou stranu z hlediska provozních podmínek samotného transformátoru je vhodné zapojit jedno jeho vinutí do trojúhelníku.

Fáze transformační faktor třífázový transformátor se zjistí jako poměr fázových napětí naprázdno:

nf = Ufvnh / Ufnnh,

a lineární transformační koeficient v závislosti na fázovém transformačním koeficientu a typu připojení fázových vinutí vyššího a nižšího napětí transformátoru podle vzorce:

nl = Ulvnh / Ulnnh.

Pokud jsou spojení fázových vinutí provedena podle schémat «hvězda-hvězda» nebo «trojúhelník-trojúhelník», pak jsou oba transformační poměry stejné, tzn. nf = nl.

Při připojení fází vinutí transformátoru podle schématu "hvězda-trojúhelník" — nl = nfV3 a podle schématu "trojúhelník-hvězda" — nl = ne/V3

Skupiny zapojení vinutí transformátoru

Skupina zapojení vinutí transformátoru charakterizuje vzájemnou orientaci napětí primárního a sekundárního vinutí Změna vzájemné orientace těchto napětí se provádí odpovídajícím přeznačením začátku a konce vinutí.

Standardní označení začátku a konce vysokonapěťového a nízkonapěťového vinutí je uvedeno na obr.

Uvažujme nejprve na příkladu vliv značení na fázi sekundárního napětí vzhledem k primárnímu jednofázový transformátor (obr. 2a).

Obr. 2

Obě cívky jsou umístěny na stejné tyči a mají stejný směr vinutí. Horní svorky budeme považovat za začátek a spodní svorky za konce cívek. Potom se EMF Ё1 a E2 budou ve fázi shodovat a podle toho se bude shodovat síťové napětí U1 a napětí v zátěži U2 (obr. 2 b). Pokud nyní předpokládáme obrácené značení svorek v sekundárním vinutí (obr. 2 c), pak vzhledem k zátěži EMF E2 změní fázi o 180 °. Proto se fáze napětí U2 změní o 180°.

U jednofázových transformátorů jsou tedy možné dvě skupiny připojení, odpovídající úhlům smyku 0 a 180 °. V praxi se pro usnadnění při definování skupin používají hodiny. Napětí primárního vinutí Ul je znázorněno minutovou ručičkou, která je trvale nastavena na 12, a hodinová ručička zaujímá různé polohy v závislosti na úhlu posunutí mezi U1 a U2. Posun 0° odpovídá skupině 0 a posun 180° skupině 6 (obr. 3).

Obr. 3

U třífázových transformátorů lze získat 12 různých skupin zapojení vinutí. Podívejme se na některé příklady.

Vinutí transformátoru nechejte zapojit podle schématu Y / Y (obr. 4).Cívky umístěné na jedné tyči budou umístěny jedna pod druhou.

Konzoly A a a jsou spojeny pro vyrovnání potenciálových diagramů. Nastavme polohu vektorů napětí primárního vinutí trojúhelníkem ABC. Poloha vektorů napětí sekundárního vinutí bude záviset na označení svorek. K označení Obr. 4a, EMF odpovídajících fází primárního a sekundárního vinutí se shoduje, proto se budou shodovat linková a fázová napětí primárního a sekundárního vinutí (obr. 4, b). Řetěz má skupinu Y / Y — O.

Rýže. 4

Změňme označení vývodů sekundárního vinutí na opačné (obr. 5. a). Při opětovném označení konců a začátku sekundárního vinutí se fáze EMF změní o 180 °. Proto se číslo skupiny změní na 6. Toto schéma má skupinu Y / Y — b.

Rýže. 5

Na Obr. 6 ukazuje diagram, ve kterém ve srovnání s diagramem na Obr. 4 je provedeno kruhové přeznačení svorek sekundárního vinutí. V tomto případě jsou fáze odpovídajícího EMF sekundárního vinutí posunuty o 120 °, a proto se číslo skupiny změní na 4.

Rýže. 6

Rýže. 7

Schémata připojení Y / Y umožňují získat sudá čísla skupin, když jsou vinutí připojena podle schématu "hvězda-trojúhelník", čísla skupin jsou lichá. Jako příklad uvažujme obvod znázorněný na obr. 7.

V tomto obvodu se fázový emf sekundárního vinutí shoduje s lineárním, takže trojúhelník abc je otočen o 30 ° proti směru hodinových ručiček vzhledem k trojúhelníku ABC. Ale protože úhel mezi síťovým napětím primárního a sekundárního vinutí se počítá ve směru hodinových ručiček, bude mít skupina číslo 11.

Z dvanácti možných skupin zapojení vinutí třífázových transformátorů jsou dvě standardizované: «hvězda-hvězda»-0 a «hvězda-trojúhelník»-11. Zpravidla se používají v praxi.

Schémata "hvězda-hvězda s neutrálem" se používají hlavně pro spotřebitelské transformátory s napětím 6 — 10 / 0,4 kV. Nulový bod umožňuje získat napětí 380/220 nebo 220/127 V, což je výhodné pro současné připojení třífázových i jednofázových elektrických přijímačů (elektromotorů a žárovek).

Schémata «hvězda-trojúhelník» se používají pro vysokonapěťové transformátory, spojující vinutí 35 kV do hvězdy a 6 nebo 10 kV do trojúhelníku. Nulová hvězda se používá ve vysokonapěťových systémech s uzemněným neutrálem.

Skupiny pro připojení vinutí třífázových transformátorů: