Трансформаторы 4 (стр. 8 из 22)
При вычислении к.п.д. пользуются формулой
(2-62,а)2-10. Трансформирование трехфазного тока
Для трансформирования трехфазного тока применяются или трехфазные трансформаторы, или «трехфазные группы», состоящие из трех однофазных трансформаторов.
Наибольшее распространение на практике получили трехфазные стрежневые трансформаторы с расположением стержней в одной плоскости.
Сердечник одного из таких трансформаторов показан на рис. 2-28.
Рис. 2-28. Сердечник трехфазного стержневого трансформатора.
Здесь же указаны потоки (в соответствии с векторным уравнением потоков
, причем за положительное их направление условно принято направление снизу вверх. Очевидно, амплитуда потока в ярме равна амплитуде потока в стержне.Трехфазная группа, состоящая из трех однофазных трансформаторов, представлена на рис. 2-29.
Рис. 2 29. Трехфазная группа.
Одна из ее обмоток соединена в звезду, другая, как правило, соединяется в треугольник (§ 2-13).
На рис. 2-30,а представлен трехфазный броневой трансформатор.
Рис. 2-30. Трехфазный броневой трансформатор и распределение потоков в его сердечнике.
Обычно его стержни располагаются горизонтально с помещенными на них дисковыми чередующимися обмотками (рис. 2-8). Здесь различают продольные ярма, расположенные параллельно стержням, и поперечные ярма, расположенные перпендикулярно стержням. Продольные и поперечные ярма выполняются обычно с сечением, равным примерно половине сечения стержня. В трехфазном броневом трансформаторе средняя фаза первичной и вторичной обмоток должна быть соединена в обратном порядке по сравнению с крайними фазами. На рис. 2-30,а показано соединение обмотки высшего напряжения в звезду. Здесь правый зажим средней фазы принят за начало фазы, а левый — за ее конец в противоположность тому, что принято для крайних фаз. Только в этом случае поток в промежуточных поперечных ярмах равен полусумме потоков соседних стержней (рис. 2-30,б и в).
Неправильным будет соединение, при котором за начало и конец средней фазы приняты такие же зажимы, что и для крайних фаз, так как в этом случае в промежуточных поперечных ярмах поток будет равен полуразности потоков в соседних стержнях, т. е. в
раз больше, чем в предыдущем случае.2-11. Соединения обмоток трансформаторов
Обратимся к однофазному трансформатору, обмотки которого показаны на рис. 2-31.
Рис. 2-31. Обозначения зажимов обмоток однофазного трансформатора.
Согласно ГОСТ зажимы обмоток обозначаются так, как указано на этом рисунке. Начало и конец обмотки высшего напряжения обозначаются соответственно прописными буквами А и X. Для обмотки низшего напряжения берутся строчные буквы: а — начало и х — конец обмотки.
Зажимы обмоток трехфазных трансформаторов обозначаются, как указано на рис. 2-32.
Рис. 2-32. Обозначения зажимов обмоток трех фазного трансформатора.
Зная обозначения зажимов обмоток, мы можем правильно соединить обмотки трехфазного трансформатора и трехфазной группы в звезду или треугольник. Их необходимо также знать при включении трансформаторов на параллельную, работу.
Соединение обмотки, например, высшего напряжения в звезду показано на рис. 2-33.
Рис. 2-33. Соединение обмотки в звезду.
Напомним, что в этом случае линейное напряжение в
раз больше фазного, а линейный ток равен фазному.На рис. 2-34 показано соединение обмотки в треугольник.
Рис. 2-34. Соединение обмотки в треугольник.
Здесь линейное напряжение равно фазному, а линейный ток в
раз больше фазного.Соединение обмоток в звезду и звезду обозначают Y/Y и называют "звезда — звезда" или "игрек — игрек". Соединение обмоток в звезду и треугольник обозначают Y/D и называют "звезда — треугольник" или "игрек — дельта". Если от обмотки, соединенной в звезду, выводится нулевая точка, то такое соединение обозначают Y0 и называют «звезда с нулем» или «игрек нулевое».
Следует иметь в виду, что отношение линейных напряжений Uл1 и Uл2 трансформатора зависит не только от чисел витков обмоток w1 и w2 (на фазу), но и от способов их соединения:
при Y/Y
при Y/∆
при ∆/Y
2-12. Группы соединений
В зависимости от сдвига по фазе между линейными первичной и вторичной э.д.с. на одноименных зажимах трансформаторы разделяются на группы соединений, причем каждую группу составляют трансформаторы с одинаковым сдвигом по фазе между указанными э.д.с.
Для обозначения группы соединений выбирается ряд целых чисел от 1 до 12; здесь условно принято, что единица соответствует 30° по аналогии с углами между минутной и часовой стрелками часов в 1, 2,..., 12 ч. При определении группы соединений с вектором э.д.с. обмотки высшего напряжения нужно совместить минутную стрелку, а с вектором э.д.с. обмотки низшего напряжения — часовую стрелку. Отсчет угла производится от минутной стрелки к часовой по направлению их вращения.
Обратимся к однофазному трансформатору, обмотки которого представлены на рис. 2-35.
Рис. 2-35. Однофазный трансформатор 1/1-12.
Если они выполнены при одинаковом направлении намотки (например, по часовой стрелке, если смотреть от А к X и от a к х), то наведенные в них э.д.с. изобразятся векторами, направленными в одну и ту же сторону (рис. 2-35). Такой трансформатор принадлежит к группе соединений, обозначаемой числом 12. Его условное обозначение: 1/1-12.
Если тот же трансформатор будет иметь обмотку, например, низшего напряжения, у которой будут переставлены обозначения зажимов по сравнению с предыдущим случаем, то сдвиг между э.д.с. будет равен 180° (рис. 2-36).
Рис. 2-36. Однофазный трансформатор 1/1-6.
Такой трансформатор принадлежит к группе соединений, обозначаемой числом 6.
Обратимся к трехфазному трансформатору, представленному на рис. 2-37.
Рис. 2-37. Трехфазный трансформатор Y/Y-12.
Здесь обе обмотки соединены в звезду и намотаны в одинаковом направлении от начал к концам фаз. Векторные диаграммы э.д.с. показывают, что сдвиг между линейными э.д.с. АВ и ab в данном случае равен 0°. В этом мы убеждаемся, совместив при наложении диаграмм точки А и а. Следовательно, рассматриваемый трансформатор принадлежит к группе 12. Его полное обозначение: Y/Y-12.
Если у трехфазного трансформатора группы 12 поменять местами начала и концы фаз, например обмотки низшего напряжения, то получается трансформатор группы 6 (рис. 2-38). Его обозначают: Y/Y-6.
Рис. 2-38. Трехфазный трансформатор Y/Y-6.
Трехфазные трансформаторы с соединением обмоток Y/Y принадлежат к группам 6 и 12, если на каждом стержне сердечника помещены одноименные фазы. Если же у одной из обмоток сделать круговое перемещение обозначений зажимов, например вместо а—b—с сделать с—а—b и затем b—с—а, то при каждом перемещении будем поворачивать звезду вторичных э. д. с. на 120° и, следовательно, переходить от группы 12 к группам 4 и 8, а от группы b — к группам 10 и 2. Таким образом, при соединении обмоток Y/Y можем получить все четные группы соединений 2, 4, 6, 8, 10, 12.
Обратимся к трехфазному трансформатору с соединением обмоток Y/∆ представленному на рис. 2-39.
Рис. 2-39. Трехфазный трансформатор Y/∆-5.
Векторные диаграммы э.д.с., приведенные на этом же рисунке, показывают, что сдвиг между линейными э.д.с. здесь равен 330°. Следовательно, трансформатор принадлежит к группе 11. Он обозначается: Y/∆-11.
Если у рассмотренного трансформатора (рис. 2-39) поменять местами начала и концы фаз обмотки низшего напряжения, то получается трансформатор группы 5 (рис. 2-40) со сдвигом между линейными э.д.с., равным 150°. Такой трансформатор обозначается Y/∆-5.