Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2. 2. 2. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

2.2.2. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Обмотки трансформаторов имеют обычно соединения: звезда — Υ, звезда с выведенной нейтралью — Ỳ треугольник — Δ.

Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток 1 и Е2) принято выражать условно группой соединений.

В трехфазном трансформаторе применением разных способов соединений обмоток можно образовать двенадцать различных групп соединений, причем при схемах соединения обмоток звезда — звезда мы можем получить любую четную группу (2, 4, 6, 8, 10, 0), а при схеме звезда—треугольник или треугольник—звезда — любую не­четную группу (1, 3, 5, 7, 9, 11).

Группы соединений указываются справа от знаков схем соеди­нения обмоток. Трансформаторы по рис. 2.14 имеют схемы и груп­пы соединения обмоток: Ỳ/ Δ-11; Ỳ/ Ỳ/ Δ-0-11; Υ/ Δ/ Δ-11-11.

Соединение в звезду обмотки ВН позволяет выполнить внут­реннюю изоляцию из расчета фазной ЭДС, т. е. в √3 раз меньше линейной. Обмотки НН преимущественно соединяются в тре­угольник, что позволяет уменьшить сечение обмотки, рассчитав ее на фазный ток I/√3. Кроме того, при соединении обмотки трансформатора в треугольник создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратных трем, которые при этом не вы­ходят во внешнюю сеть, вследствие чего улучшается симметрия напряжения на нагрузке.

Соединение обмоток в звезду с выведенной нулевой точкой при­меняется в том случае, когда нейтраль обмотки должна быть зазем­лена. Глухое заземление нейтрали обмоток ВН обязательно в трансформаторах 330 кВ и выше и во всех автотрансформаторах. Системы 110, 150 и 220 кВ работают с эффек­тивно заземленной нейтралью. При этом для уменьшения токов одно­фазного КЗ нейтрали части трансформаторов могут быть разземлены. Так как изоляция нулевых выводов обычно не рассчитывается на полное напряжение, то в режиме разземления нейтрали необходимо снизить возможные перенапряжения путем присоединения ограни­чителей перенапряжений к нулевой точке трансформатора (рис. 2.15).

2.2.3. Элементы конструкции силовых трансформаторов

Мощный трансформатор высокого напряжения — сложное устройство, состоящее из большого числа конст­руктивных элементов, основными из которых являются: магнит­ная система (магнитопровод), обмотки, изоляция, выводы, бак, охлаждающее устройство, механизм регулирования напряжения, защитные и измерительные устройства, тележка.

В магнитной системе проходит магнитный поток транс­форматора (отсюда название «магнитопровод»). Магнитопровод является конструктивной и механической основой трансформа­тора. Он выполняется из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. Магнитопровод и его конст­руктивные детали составляют остов трансформатора. На осто­ве устанавливают обмотки и крепят проводники, соединя­ющие обмотки с вводами, со­ставляя активную часть.

Обмотки трансформа­торов могут быть концентри­ческими и чередующимися (рис. 2.16).

Обмотки ВН и НН, в случае выполнения невысоких цилиндров с одинаковыми диаметрами (рис. 2.16,б), имеют значительное число паек и некомпактны. Такая обмотка применяется для специальных электропечных транс­форматоров или для сухих трансформаторов, так как обеспечивает лучшее охлаждение обмоток.

Читайте так же:
Столы с кованными ножками

Для проводников обмотки используется медь и алюминий. Как известно, медь имеет малое электрическое сопротивление, легко поддается пайке, механически прочна, что и обеспечивает широ­кое применение меди для обмоток трансформаторов. Алюминий дешевле, обладает меньшей плотностью, но большим удельным сопротивлением, требует новой технологии выполнения обмоток. В настоящее время трансформаторы с алюминиевой обмоткой изготовляются на мощность до 6300 кВ• А.

В современных трансформаторах для обмотки применяется транспонированный провод, в котором отдельные проводники в параллельном пучке периодически изменяют свое положение. Это выравнивает сопротивление элементарных проводников, увели чивает механическую прочность, уменьшает толщину изоляции и размеры магнитопровода.

Изоляция трансформатора является ответственной частью, так как надежность работы трансформатора определяется в ос­новном надежностью его изоляции.

В масляных трансформаторах основной изоляцией является масло в сочетании с твердыми диэлектриками: бумагой, электро­картоном, гетинаксом, деревом (маслобарьерная изоляция).

В сухих трансформаторах широко при­меняются новые виды изолирующих материалов повышенной нагревостойкости на основе кремнийорганических материалов.

Активную часть трансформатора вместе с отводами и переклю­чающими устройствами для регулирования напряжения помеща­ют в бак. Основные части бака — стенки, дно и крышка. Крышку используют для установки вводов, выхлопной трубы, крепления расширителя, термометров и других деталей. На стенке бака ук­репляют охладительные устройства — радиаторы.

Стальные баки, для уменьшения потерь от потоков рассеяния, экранируются с внутренней стороны пакетами из электротехни­ческой стали или пластинами из немагнитных материалов (медь, алюминий).

Расширитель трансформатора представляет собой цилинд­рический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служа­щий для уменьшения площади соприкосновения масла с возду­хом. Бак трансформатора полностью залит маслом, изменение объема масла при нагреве и охлаждении приводит к колебанию уровня масла в расширителе; при этом воздух вытесняется из рас­ширителя или всасывается в него. К баку трансформатора крепится термосифонный фильтр, заполненный силикагелем или другим веществом, по­глощающим продукты окисления масла. При циркуляции масла через фильтр происходит его непрерывная регенерация.

Для контроля за работой трансформатора предусматриваются контрольно-измерительные и защитные устройства. К контрольным устройствам относят маслоуказатель и термометры. Маслоуказатель устанавливается на расширителе, термометр — на крышке бака. К защитным устройствам относятся реле понижения уровня масла и газовое реле.

На мощных трансформаторах 330—750 кВ дополнительно при­меняются устройства контроля изоляции вводов (КИВ) и мано­метры, контролирующие давление масла в герметичных вводах ВН.

Основные конструктивные узлы трансформаторов показаны на рис. 2.17.

Схемы и группы соединения обмоток силовых трансформаторов

Овладеть методикой определения (маркировки) начал и концов обмоток трехфазных трансформаторов. Научиться опытным путем определять группы соединений обмоток. Усвоить условия параллельной работы трансформаторов и уметь теоретически проверить распределение нагрузки между ними.

Читайте так же:
Приведите примеры природных и синтетических полимеров

2. Программа работы

2.1. Проверить маркировку выводов обмоток двух трехфазных трансформаторов, предназначенных для параллельной работы.

2.2. Реализовать для трехфазного трансформатора схемы и группы соединений обмоток У/У-11 и Д/Д-0 и проверить правильность соединения опытным путем (студентам предлагается осуществить и проверить также и другие схемы и группы соединений) .

2.3. Подключить трансформаторы, соединенные по схеме Д/Д-0, параллельно к питающей сети. Подключить нагрузку к трансформаторам и экспериментально определить распределение ее между ними. Построить зависимость вторичных токов трансформаторов от общего тока нагрузки, а также внешние характеристики трансформаторов. Теоретически проверить распределение мощности и токов между параллельно работающими трансформаторами.

2.4. В режиме холостого хода параллельно работающих трансформаторов измерить уравнительный ток, протекающий по их обмоткам. Определить величину уравнительного тока аналитически.

3. Основы теории

3.1. Понятия о началах и концах и направлениях ЭДС обмоток трехфазных трансформаторов

Обмотка каждой фазы трансформатора имеет начало и конец. Обозначение выводов и ответвлений силовых трансформаторов осуществляется в соответствии с ГОСТ 11677-85 (см. разд. 3 на с.14). Исходя из методических соображений начала обмоток ВН будем обозначать латинскими буквами A , B , C , а концы — X , Y , Z . Для обмоток НН — соответственно a , b , c и x , y , z .

В трансформаторах фазные ЭДС двух обмоток ВН и НН, расположенных на одном стержне магнитопровода, могут или совпадать по фазе или быть в противофазе. Это зависит от направления намотки обмоток или от обозначения их выводов, т.е. от маркировки. На рис.2.1а показаны обмотки одной фазы трансформатора, намотанные по левой винтовой линии и называемые поэтому “левыми”, причем у обеих обмоток начала А и а находятся сверху, а концы Х и х – снизу. Положительным направлением ЭДС, индуктируемой в обмотке магнитным потоком, условно считается направление ее от конца обмотки к началу.

Обмотки на рис.2.1а сцепляются с одним и тем же магнитным потоком Ф. Вследствие этого ЭДС этих обмоток в каждый момент времени действуют в одинаковых направлениях – от концов к началам или наоборот, то есть они одновременно или положительны или отрицательны. Поэтому ЭДС E AX и E ax совпадают по фазе, как показано на рис.2.1а. Если же у одной из обмоток переменить начало и конец (рис.2.1б), то направление ее ЭДС изменится на обратное (относительно выводов) и ЭДС E AX и E ax будут иметь сдвиг на 180°. Такой же результат получится, если на рис.2.1а одну из обмоток выполнить “правой”.

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки — высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, или фазы. Таким образом, трехфазный трансформатор имеет шесть независимых фазных обмоток и 12 выводов с соответствующими зажимами, причем начальные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают буквами A, B, С, конечные выводы — X, Y, Z, а для аналогичных выводов фаз обмотки низшего напряжения применяют такие обозначения: a,b,c,x,y,z

Читайте так же:
Рабочее место сварщика ручной электросварки

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду -Y, либо в треугольник — Δ (рис. 1).

Выбор схемы соединений зависит от условий работы трансформатора. Например, в сетях с напряжением 35 кВ и более выгодно соединять обмотки в звезду и заземлять нулевую точку, так как при этом напряжение проводов линии передачи будет в √3 раз меньше линейного, что приводит к снижению стоимости изоляции.

Осветительные сети выгодно строить на высокое напряжение, но лампы накаливания с большим номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Поэтому их целесообразно питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также выгодно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.

С другой стороны, с точки зрения условий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целесообразно включать в треугольник (Δ ).

Фазный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора находят, как соотношение фазных напряжений при холостом ходе:

nф = Uфвнх / Uфннх,

а линейный коэффициент трансформации, зависящий от фазного коэффициента трансформации и типа соединения фазных обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора, по формуле:

nл = Uлвнх / Uлннх.

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам "звезда-звезда" (Y/Y) или "треугольник-треугольник" (Δ/Δ), то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. nф = nл.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме "звезда — треугольник" (Y/Δ) — nл = nф√3, а по схеме "треугольник-звезда" (Δ / Y) — nл = nф /√3

Группы соединений обмоток трансформатора

Группа соединений обмоток трансформатора характеризует взаимную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Изменение взаимной ориентации этих напряжений осуществляется соответствующей перемаркировкой начал и концов обмоток.

Стандартные обозначения начал и концов обмоток высокого и низкого напряжения показаны на рис.1.

Рассмотрим вначале влияние маркировки на фазу вторичного напряжения по отношению к первичному на примере однофазного трансформатора (рис. 2 а).

Обе обмотки расположены на одном стержне и имеют одинаковое направление намотки. Будем считать верхние клеммы началами, а нижние — концами обмоток. Тогда ЭДС Ё1 и E2 будут совпадать по фазе и соответственно будут совпадать напряжение сети U1 и напряжение на нагрузке U2 (рис. 2 б). Если теперь во вторичной обмотке принять обратную маркировку зажимов (рис. 2 в), то по отношению к нагрузке ЭДС Е2 меняет фазу на 180°. Следовательно, и фаза напряжения U2 меняется на 180°.

Читайте так же:
Пропорции бетона м 400

Таким образом, в однофазных трансформаторах возможны две группы соединений, соответствующих углам сдвига 0 и 180°. На практике для удобства обозначения групп используют циферблат часов. Напряжение первичной обмотки U1 изображают минутной стрелкой, установленной постоянно на цифре 12, а часовая стрелка занимает различные положения в зависимости от угла сдвига между U1 и U2. Сдвиг 0° соответствует группе 0, а сдвиг 180° — группе 6 (рис. 3).

В трехфазных трансформаторах можно получить 12 различных групп соединений обмоток. Рассмотрим несколько примеров.

Пусть обмотки трансформатора соединены по схеме Y/Y (рис. 4). Обмотки, расположенные на одном стержне, будем располагать одну под другой.

Зажимы А и а соединим для совмещения потенциальных диаграмм. Зададим положение векторов напряжений первичной обмотки треугольником АВС. Положение векторов напряжений вторичной обмотки будет зависеть от маркировки зажимов. Для маркировки на рис. 4а, ЭДС соответствующих фаз первичной и вторичной обмоток совпадают, поэтому будут совпадать линейные и фазные напряжения первичной и вторичной обмоток (рис. 4, б). Схема имеет группу Y/Y — О.

Изменим маркировку зажимов вторичной обмотки на противоположную (рис. 5. а). При перемаркировке концов и начал вторичной обмотки фаза ЭДС меняется на 180°. Следовательно, номер группы меняется на 6. Данная схема имеет группу Y/Y — б.

На рис. 6 представлена схема, в которой по сравнению со схемой рис 4 выполнена круговая перемаркировка зажимов вторичной обмотки (а→b , b→c, с→a). При этом фазы соответствующих ЭДС вторичной обмотки сдвигаются на 120° и, следовательно, номер группы меняется на 4.

Схемы соединений Y/Y позволяют получить четные номера групп, при соединении обмоток по схеме Y/Δ номера групп получаются нечетными. В качестве примера рассмотрим схему, представленную на рис. 7. В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, поэтому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но так как угол между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.

Из двенадцати возможных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: Y/Y — 0 и Y/Δ-11. Они, как правило, и применяются на практике.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра ( методом поляромера), ваттметра и фазометра или специально векторометром. С помощью гальванометра группы определяются следующим образом. К выводам ab, be, ca поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При подключенном гальванометре определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС и АС. В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу, и сравнения полученных результатов с таблицей определяется группа.  [16]

Читайте так же:
Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из сечения

Рассмотрим некоторые схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов , не предусмотренные ГОСТ, но знание которых может быть полезным.  [17]

Условное обозначение схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов — см. разд.  [18]

Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра ( методом поляромера), ваттметра и фазометра или специально векторометра. С помощью гальванометра группы определяются следующим образом.  [20]

Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра ( методом поляромера), ваттметра и фазометра или специально векторометра. С помощью гальванометра определение группы производится следующим образом. К выводам ab, be, ca поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При каждом подключении гальванометра определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы В С и АС. В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицы и сравнения полученных результатов с таблицей ( рис. 5 — 9) определяется группа.  [21]

В других схемах соединения обмоток трехфазных трансформаторов , подобных Д / Ун, y / ZH, У / Д / Ун, независимо от конструкции магнитопровода сопротивление нулевой последовательности практически равно сопротивлению короткого замыкания и искажение фазных напряжений в них меньше, чем в схеме У / УН-Поэтому ГОСТ 11677 — 85 для схем Д / УН и У / 2Н допускает, чтобы ток в нулевом проводе составлял до 75 % от номинального.  [22]

Как определяют поляромером группу соединения обмоток трехфазного трансформатора .  [23]

Какие применяются схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов .  [24]

В практике возможны следующие способы соединения обмоток трехфазных трансформаторов : У / У0 или У / У; У / А; А / У; А / А.  [25]

Повторите вопросы, относящиеся к группам соединения обмоток трехфазных трансформаторов .  [26]

Какие могут быть типы и группы соединения обмоток трехфазного трансформатора .  [27]

В табл. 1.1 приведены схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов .  [29]

Измерение коэффициента трансформации на всех ступенях переключателя и проверку схемы и группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производят, если отсутствуют паспортные данные или они вызывают сомнения. Коэффициент трансформации, полученный на одном ответвлении для разных фаз, не должен отличаться более чем на 2 %, так же как и от заводских данных.  [30]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector