Группы соединения обмоток и параллельная работа
Трансформаторов
Группы соединения обмоток
При построении векторных диаграмм трансформатора считалось, что ЭДС фазы обмотки ВН ĖАХ и обмотки НН Ėах совпадают по фазе. Но это справедливо лишь при условии намотки первичной и вторичной обмоток трансформатора в одном направлении и одноименной маркировке выводов этих обмоток, рис. 46, а. Если же в трансформаторе изменить направление обмотки НН или же переставить обозначения ее выводов, то ЭДС Ėах окажется сдвинутой по фазе относительно ЭДС ĖАХ на 180° (рис. 46, б). Сдвиг фаз между ЭДС ĖАХ и Ėах принято выражать группой соединения. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 0.
Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30°. Угол смещения отсчитывают от вектора ЭДС обмотки ВН по часовой стрелке до вектора ЭДС обмотки НН. Например, группа соединения 5 указывает, что вектор ЭДС НН отстает по фазе от вектора ЭДС ВН на угол 5×30° = 150°.
Для лучшего понимания принятого обозначения групп соединения пользуются сравнением с часами. При этом вектор ЭДС обмотки ВН соответствует минутной стрелке, установленной на цифре 12, а вектор ЭДС обмотки НН – часовой стрелке (рис. 47). Так же необходимо иметь в виду, что совпадение по фазе векторов ЭДС ĖАХ и Ėах эквивалентное совпадению стрелок часов на циферблате, обозначается группой 0 (а не 12). Кроме того, следует помнить, что за положительное направление вращения векторов ЭДС принято их вращение против часовой стрелки.
Таким образом, в однофазном трансформаторе возможны лишь две группы соединения: группа 0, соответствующая совпадению по фазе ĖАХ и Ėах,и группа 6, соответствующая сдвигу фаз между ĖАХ и Ėах на 180°. Из этих групп ГОСТ предусматривает лишь группу 0, она обозначается I/I - 0.
Применением разных способов соединения обмоток в трехфазных трансформаторах можно создать 12 различных групп соединения. Рассмотрим в качестве примера схему соединений «звезда–звезда» (рис. 48, а). Векторные диаграммы ЭДС показывают, что сдвиг между линейными ЭДС ĖАВ и Ėab в данном случае равен нулю. В этом можно убедиться, совместив точки А и а при наложении векторных диаграмм ЭДС обмоток ВН и НН. Следовательно, при указанных схемах соединения обмоток имеет место группа 0; обозначается Y/Y - 0. Если же на стороне НН в нулевую точку соединить зажимы а, b и с, а снимать ЭДС с зажимов х, у и z, то ЭДС Ėab изменит фазу на 180° и трансформатор будет принадлежать группе 6 (Y/Y - 6) (рис. 48, б).
Рис. 46. Группы соединения обмоток однофазных трансформаторов:
а – группа I/I – 0; б – группа I/I – 6
Рис. 47. Сравнение положения стрелок часов с обозначением групп соединения
При соединении обмоток «звезда–треугольник», показанном на рис. 49, а, имеет место группа 11 (Y/D - 11). Если же поменять местами начала и концы фазных обмоток НН, то вектор Ėab повернется на 180° и трансформатор будет относиться к группе 5 (Y/D - 5) (рис. 49, б).
Рис. 48. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:
а – для группы Y/Y – 0; б – для группы Y/Y – 6
Рис. 49. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы:
а – для группы Y/D – 11; б – для группы Y/D – 5
При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, например Y/Y и D/D, получают четные группы соединения, а при неодинаковых схемах, например Y/D или D/Y, – нечетные.
Рассмотренные четыре группы соединения (0, 6, 11 и 5) называют основными. Из каждой основной группы соединения методом круговой перемаркировки выводов на одной стороне трансформатора, например на стороне НН (без изменения схемы соединения), можно получить по две производные группы. Например, если в трансформаторе с группой соединения Y/Y – 0 (рис. 48, а) выводы обмотки НН перемаркировать и вместо последовательности abc принять последовательность cab, то вектор ЭДС Ėab повернется на 120°, при этом получим группу соединения Y/Y – 4. Если же выводы обмоток НН перемаркировать в последовательность bca, то вектор Ėab повернется еще на 120°, а всего на 240°; получим группу Y/Y - 8.
Рис. 50. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных
двухобмоточных трансформаторов
Аналогично от основной группы 6 путем круговой перемаркировки получают производные группы 10 и 2, от основной группы 11 – производные группы 3 и 7, от основной группы 5 – производные группы 9 и 1.
ГОСТ определяет схемы и группы соединения, применяемые для силовых двухобмоточных транса форматоров общепромышленного назначения (рис. 50).