Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов.

Понятие о схемах и группах соединений имеет важное значение при эксплуатации трансформаторов.

В однофазных трансформаторах начала обмоток обозначаются А, а, а концы X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а малые — к обмоткам низшего напряжения.В трехфазных трансформаторах начала обмоток высшего напряжения обозначаются А, В, С, а концы X, У,Z. Начала обмоток низшего напряжеиия— а, b, с, а концы — х, у, z. Нулевые точки — О и о. Если есть третья обмотка среднего напряжения, используются обозначения А_m, B_m , C_m ; X_m ,Y_m ,Z_m . Если на одном стержне намотать правовивтовую и левовинтовую обмотки, а начала и концы принимать у них одинаковыми, то ЭДС кату­шек будут сдвинуты на 180°, Естественно, при изменении маркировки — перемене обозначений начала и концов обмоток— ЭДС в катушках не изменяются. Чтобы соединить катушки с правой и левой намотками параллельно, надо соединить начала и концы обмоток, т.е. а₁ и х₂ ;а₂ и х₁,. При условии равенства витков, когда , токи в катушках будут равны нулю. Если в этом случае соединить начала и концы обмоток, то в обмотках будет протекать ток, определяемый ЭДС, равной , и суммой сопротивлений обмоток.При включения трансформаторов на параллельную работу удобно соединять начала обмоток одного трансформатора с началом обмоток другого и стандартизовать обозначения. Чтобы не было ошибок при эксплуатации трансформаторов, введено понятие сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

Рис. 1 – Группы соединения однофазных трансформатора

Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифре 12. Часовая (малая) стрелка совмещается с напряжением обмотки низшего напряжения.

Для однофазных трансформаторов возможны две группы соединений: нулевая и шестая(рис.40). Для нулевой (или двенадцатой) сдвиг между напряжениями равен 0° — минутная в часовая стрелки совпадают (рис. 1, а). Для шестой группы сдвиг между напряжениями 180°, стрелки показывают 6 ч (рис. 1, б). Эти группы обозначаются соответственно I/I—О и I/I—б. Стандартизована и применяется группа 0.В трехфазных и многофазных трансформаторах возможны большие комбинации обмоток, и поэтому рассматриваются схемы соединения обмоток. Наибольшее применение имеют схемы соединения в звезду и треугольник (рис.2).Схема соединения в зигзаг применяется редко (рис.3), а другое комбинации соединений обмоток практически не применяются.

Схема соединения в звезду обозначается буквой Y, соединения в треугольник — Δ, в зигзаг — Z.В соединениях в звезду и зигзаг можно вывести нулевую точку. В этом случае получаются соединения в звезду с нулевой точкой и в зигзаг с нулевой точкой.Для многофазных трансформаторов остаются эти же принципы соединения обмоток. Например, для пятифазной системысхемами соединения будут пятифазная звезда и пятиугольник (рис.4, а, б), для m-фазной системы—m-фазная звезда и m-угольник.В трехфазной системе схемы соединений Y и Δ образуют 12 групп соединений со сдвигом фаз линейных напряжений на 30°, что соответствует 12 цифрам циферблата часов.

Стандартизованы две группы соединений Y/Y—0 и Y/ Δ —11 (рис. 5) со сдвигом фаз 0° и 330°. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы соединений и не выпускать 10 остальных групп.

Изучая трансформаторы, необходимо иметь представление о том, как получаются группы б и 5.

Группы 0, 6 и 11,5 — основные. Из них круговой перестановкой вы­водов получаются еще по три группы: из группы 0 образуются группы 4 и 8; из 6— 10 и 2;из 11— 3 и 7;из5— 9 и 1.

Опытным путем группа соединения определяется следующим образом. Соединяют одноименные выводы обмоток высшего и низшего напряжений, например А и а. Присоединяют трансформатор к сети с симметричным напряжением и измеряют напряжения между выводами трансформатора. По измеренным напряжениям строят векторную диаграмму, которая должна совпасть с одной из типовых. После этого определяют группу соединения трансформатора.

Схема соединения в зигзаг дает возможность получить любую схему соединения, т.е. любой угол между напряжениями. Как видно из рис.3, угол между векторами высшего и низшего напряжений зависит от соотношения чисел витков обмоток, соединенных последовательно в расположенных на разных стержнях. Это преимущество схемы взигзагиспользуется в специальных схемах, когда требуется получить промежуточные электрические углы между напряжениями, меньше 30°.