Группа соединения трансформатора. Определение.

Из лекций - ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЙ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

Однофазные трансформаторы. В них напряжения первичной и вторичной обмоток могут совпадать по фазе или быть сдвинутыми на 180^о

Группы соединений обозначают целыми числами от 0 до 11. Номер группы определяют величиной угла, на который вектор линейного напряжения обмотки НН отстает от вектора линейного напряжения обмотки ВН. Для определения номера группы этот угол следует разделить на 30°.

Для однофазных трансформаторов возможны только две группы соединений: нулевая и шестая.

В зависимости от схемы соединения обмоток (У и Д) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.

При соединении обмотки НН по схеме Z_н, а обмотки ВН по схеме У фазные напряжения обмотки НН сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений обмотки ВН на угол 330°, т. е. при таком соединении имеем одиннадцатую группу. Это объясняется тем, что между векторами линейных напряжений имеется такой же угол.

Из инета - Определение группы соединения трехфазных трансформаторов

Группа соединения трансформатора характеризует сдвиг по фазе между векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток. Группу соединения принято выражать числом, полученным от деления на 30 угла (в градусах), на который отстает вектор вторичного напряжения от соответствующего вектора первичного напряжения.

51. Y/∆ - 11. Схема соединения и группа соединения обмоток.

Итак, в этом примере группа соединения обмоток 11. Это обозначается так: Y/Δ —11, что читается: «звезда — треугольник — одиннадцать».

52.Y/∆ - 11. Чему равен угол сдвига фаз между первичными и вторичными линейными напряжениями? Число.

В обозначении Y/∆ — 11 первый значок Y показывает, что обмотка высшего напряжения соединена звездой. Второй значок ∆ показывает, что обмотка низшего напряжения соединена треугольником. Числа 11 и 12 показывают угловое смещение векторов линейных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений. Оно соответствует углу сдвига в сторону вращения стрелки часов между векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток, принимая за единицу угла угол в 30°. Так, при угле сдвига в 330° группа соединения будет 330: 30 = 11.

53. Условия, при которых трансформаторы можно соединять параллельно?

Для включения трансформаторов на параллельную работу (рисунок 1.17) необходимо выполнение следующих условий:

а) равенство коэффициентов трансформации, kI = kI I;

б) равенство напряжений короткого замыкания, uКI = uКI I;

в) равенство групп соединения трансформаторов.

Рекомендуется, чтобы отношение номинальных мощностей трансформаторов, включаемых на параллельную работу, не превышало 3: 1.

Включение в сеть трансформаторов следует производить только при согласованном порядке чередования фаз.

Рисунок 1.17 – Схема включения трансформаторов при параллельной работе (а) и схема их замещения (б)

54. Почему нельзя соединять параллельно трансформаторы с большой разницей коэффициентов трансформации?

1. Пусть kI ≠ kI I, а именно kI < kII. Тогда ЭДС вторичной обмотки первого трансформатора в режиме холостого хода Е₂₀I будет больше аналогичной ЭДС второго трансформатора, т. е. Е₂₀II. Под действием разности (Е₂₀I – Е₂₀II) в замкнутом контуре, образованном вторичными обмотками и сетью нагрузки, начинает протекать уравнительный ток I_УР2,

I_УР2 (Е₂₀ I – Е₂₀ II) / (zК I + zК II), (1.59)

где zК I и zК II – номинальные сопротивления короткого замыкания первого и второго трансформаторов.

Уравнительный ток IУР2 вызывает циркуляцию мощности от одного трансформатора к другому, а, следовательно, неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь и нагрева. При этом всегда будет нагружен больше тот трансформатор (нагружен больше как по вторичной, так и по первичной цепи), у которого коэффициент трансформации меньше. Наличие уравнительного тока IУР2 приводит к выравниванию выходных напряжений трансформаторов, т. е. U2 I = U 2 II, несмотря на различие их ЭДС Е20 I и Е20 II.

На практике допускается параллельная работа трансформаторов, имеющих различие в коэффициентах трансформации не более 0, 5%, т. е.

Δ k% < ±0, 5%, (1.60)

где – среднее арифметическое значение коэффициентов трансформации.

55) Почему нельзя соединять параллельно трансформаторы с разными группами соединений?

Одно из условий параллельной работы трансформаторов – совпадение по фазе ЭДС

(вторичных напряжений холостого хода), с тем, чтобы их векторная разность равнялась 0. Для этого параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений. При невыполнении этого условия между одноименными зажимами вторичных обмоток возникает разность ЭДС .

56) Почему нельзя соединять параллельно трансформаторы с большой разницей напряжений КЗ?

Из условия заменяя комплексные велечины их

модулями, получим:

т.е. токи распределяются между трансформаторами обратно пропорционально сопротивлениям к.з.

Следовательно, для того, чтобы нагрузки распределялись между параллельно включенными трансформаторами прямо пропорционально их номинальным мощностям, они должны иметь одинаковые напряжения к.з.

Практически допускается отклонение напряжения к.з. параллельно работающих трансформаторов не блее чем на 10%.

Если U_к не равны, то перегружается трансформатор с меньшим значением U_к, т.е. с меньшим сопротивлением Z_к. В этом случае придется уменьшить общую нагрузку всей группы параллельно работающих трансформаторов, т.е. установленная мощность трансформаторов недоиспользуется.

57) В чем суть метода симметричных составляющих? (в лекциях нет, взял из инета)

Метод симметричных составляющих основан на разложении произвольной несимметричной трехфазной системы ЭДС, напряжений или токов в виде суммы трех симметричных систем — составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Разложение:

Прямую последовательность составляют три вектора А₁, В₁ и С₁, имеющие одинаковый модуль и сдвинутые друг относительно друга на 120^о. Вектор А₁ опережает вектор В₁, а вектор В₁ опережает вектор С₁.

Обратную последовательность составляют векторы А₂, В₂ и С₂, одинаковой длины и сдвинутые друг относительно друга на 120^о. Вектор С₂ опережает вектор В₂, а вектор В₂ опережает вектор А₂.

Нулевая последовательность образуется векторами А₀, В₀ и С₀ одинаковыми по модулю и направлению.

Расчет:

Любая несимметричная система может быть представлена суммой трех симметричных. Таким образом:

Введя оператор a, равный:

можно получить для системы:

Таким образом получается система из трех уравнений с тремя неизвестными, у которой решение однозначно.

58) Автотрансформатор. Определение.

Автотрансформатором называют такой трансформатор, у которого обмотка низшего напряжения электрически (гальванически) связана с обмоткой высшего напряжения.

59) При каких коэффициентах трансформации выгодно использовать автотрансформатор?

Коэффициент выгодности:

Расчетная мощность автотрансформатора меньше, чем мощность двухобмоточного трансформатора при той же проходной мощности, передаваемой из первичной цепи во вторичную, что позволяет выполнить автотрансформатор с меньшей массой и меньшими габаритными размерами. Отношение этих мощностей определяет коэффициент выгодности.

Чем ближе значение коэффициента трансформации k к 1, тем выгоднее применять автотрансформатор с точки зрения уменьшения массы, габаритных размеров и петерь мощности.

60) Для чего служат измерительные трансформаторы?

Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Позволяют расширять пределы измерения приборов, т.е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. В ряде случаев служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электрических установок от аварийных режимов.

61) В каком режиме работает трансформатор напряжения?

Т.к. сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что

Схема включения измерительного трансформатора напряжения

62. В каком режиме работает трансформатор тока?

Трансформатор тока нормально работает в режиме короткого замыкания и не допускает работы в холостую.Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором токи I ₁ и I '₂ во много раз больше тока I ₀, (ток хх) и с достаточной степенью точности можно считать, что

63-64 Чем определяется погрешность коэффициента трансформации у измерительных трансформаторов? Чем определяется угловая погрешность у измерительных трансформаторов?

Реальный коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Это отличие характеризуется величиной погрешности преобразования, состоящей из двух составляющих - синфазной и квадратурной. Первая характеризует отклонение по величине, вторая отклонение по фазе вторичного тока реального от номинального.

У трансформатора тока:

В действительности из-за наличия тока холостого хода в рассматриваемом трансформаторе и между векторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180° (рис. 3.34, в). Это создает относительную токовую погрешность

и угловую погрешность, измеряемую углом δ _i, между векторами и — . Погрешность δ _i считается положительной, если вектор — опережает вектор.

Угловая погрешность составляет 10... 120 угл. мин.

У трансформатора напряжения: