Трифазні трансформатори

Як було зазначено раніше, найбільшого поширення в електричних станціях і підстанціях отримали трифазні трансформатори. Згідно з державним стандартом, початки обмотки ВН позначають літерами A, B, C, а кінці – літерами Х, Y, Z. Початки обмотки НН позначають малими літерами a, b, c, а кінці - x, y, z. Нейтральну точку позначають літерою N.

Обмотки трифазних трансформаторів можуть бути з’єднані зіркою або трикутником. При сполученні зіркою назовні крім лінійних кінців виводять іноді нейтральну точку.

У деяких випадках використовують також з’єднання обмоток за схемою зигзаг, коли фазну обмотку поділяють на дві частини, які розміщені на різних стержнях і з’єднують послідовно. При цьому другу половину обмотки під’єднують зустрічно відносно першої половини.

Схему з’єднання двообмоткового трансформатора позначають у вигляді дробу, в чисельнику якого є позначення схеми з’єднання обмотки ВН, а в знаменнику – обмотки НН (наприклад Y/Y).

Вибір схеми з’єднання обмоток залежить від багатьох факторів. Наприклад, для мереж напругою 35 кВ і більше вигідно з’єднати обмотку трансформатора зіркою і заземлити нульову точку, оскільки при цьому напруга виводів трансформатора та провідників лінії передачі відносно землі буде завжди в разів меншою за лінійну, що дає можливість зменшити вартість ізоляції.

При з’єднанні обмоток трансформатора за схемою Y_н/Y треті гармоніки фазних струмів замикаються через нульовий провідник. При цьому струм неробочого ходу кожної фази має третю гармоніку, а потік є синусоїдним.

При схемі Y/Y шлях для замикання третіх гармонік фазних струмів відсутній і струм неробочого ходу є синусоїдним. Однак крива магнітного потоку спотворюється і має третю гармоніку. Несинусоїдними будуть також і ЕРС фаз. У тристержневому трансформаторі треті гармоніки магнітних потоків фаз не можуть замикатися через стальний магнітопровід, оскільки вони у будь-який момент спрямовані зустрічно. Тому треті гармоніки потоків замикаються через стінки бака, створюючи при цьому додаткові втрати потужності.

Якщо одна з обмоток з’єднана трикутником, то фазні потоки є практично синусоїдними. Це відбувається тому, що в обмотці, яка з’єднана трикутником, треті гармоніки ЕРС викликають струм потрійної частоти, який протікає через фазні обмотки та зменшує треті гармоніки магнітних потоків. Отже, обмотки трансформаторів краще з’єднувати за схемами Y/Δ або Y_н/Δ, що дозволяє практично позбутися третіх гармонік у кривих магнітних потоків і ЕРС.

Групи з’єднань обмоток трансформаторів. З’єднання обмоток ВН і НН зіркою чи трикутником отримують, з’єднуючи відповідним чином затискачі фаз обмоток. Залежно від того, які затискачі фаз обмоток ВН і НН з’єднують разом, змінюється величина кута a зсуву фаз між векторами лінійних напруг первинної та вторинної обмоток трансформатора в режимі неробочого ходу, що взяті між однойменними затискачами. В однофазних трансформаторах кут a дорівнює 0⁰ чи 180⁰, а в трифазних трансформаторах кут a дорівнює ,

де K =0, 1, 2, 3,..., 11 – ціле число, яке називають групою з’єднання обмоток трансформатора.

Номер групи з’єднання вказують після позначення схеми з’єднання його обмоток, наприклад Y/D–11 абоY/Y– 0. Знання групи з’єднаннь обмоток необхідне при вмиканні трансформаторів на паралельну роботу, коли потрібно з’єднувати рівнопотенціальні затискачі обмоток.

Стандартизовані схеми та групи з’єднань обмоток трифазних трансформаторів наведені у табл.10.2.

Таблиця 10.2 - Стандартизовані схеми та групи сполучень обмоток трифазних двообмоткових трансформаторів