Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Для трехфаэпого трансформатора в качестве резерва псобхоцим тоже трехфазный трансформатор, Таким образом, трехфазцая группа при прочих равных > словиах обеспсчивэс> больог,>а нацсжяость во врсмя лспчузтации. Наконец, перевозка и установка трех оццофаэных трансформаторов б>ольпюй мощности энэ нпелыщ проще перевозки н установки трехфазного трансформатора значительно большей мощности. Практически болыпипство трэпсформаторов малой и средней мошно сти выполняются трехфэзпыми, э в случае больших могцностей вопрос реппется с учетом всех конкретных условий. Согласно ГОСТ трехфазные трансформаторы изготовляются мощностью цо 1 млп. кВ А, ио, начиная с мощности 1800 кВ . А, цонускается применение трехфазных групп Вьюоцы обмоток трехфазного трансформатора размечаются в порядке чередования фэз: па стороне высшего напряжения вывоцы Л, В, С вЂ” начала обмоток, Х, У, .'г - их концы; на стороне низшего иапря>келия начала — а, э>, с, концы — х, у, г (рис.
9.20, г) . Обмотки трехфэзпо>о трансформатора соеципн>эгся звездой или треугольником. Эти цвэ соединения условно обозпэчшотся символами У и Ь. Соединение обеих обмоток трехфазпоы> трансформатора звездой наиболее простое и дешевое. В этом случае каждан из обмоток и ее изоляция при глухом зазеьшешш нейтральной точки должны быть рассчитаны на фазпое напряжение и линейный ток. Тэк как числ>> витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напра>кению 1см. (8,4в) ), то при соединении звездой цля каждой из обмоток необходимо меньшее спело витков, но большее сечение проводов с изоляцией, рассчитанной лишь па фазпое напряжение.
Соединение обеих обмоток звездой широко применяется цлл трапсформэторов цебольпюй и средней мощности (с>римерно цо 1800 кВ А). Это соединение наиболее желательно при высоких напряжениях, тэк как при такой схеме изоляции обмоток рэссчитываетсл лишь па фэзное нэпряжешсе. Чем эьппе напряжение и меньше ток, тем относительно цороже соединение треу>шсьииком Соединение обмоток грсугольппком конструктивно опрэвцапо при больп>их токах По этой причине соединение т'/Ь можно считать наиболее распространенным цля тр,шсфорлюторов большой мощности, сели на стороне низшего напряжения пе нужен нейтральный провоц Из соотношений в трех>)>запой системе (см. з 3 и 3.3) слсцует, что у трсхфэзиых трансформаторов >олько отношение фазных напряжений ~/,фсс(l приблиэсепно равно опюшспию числа витков первичной и вторичной обмоток ч, си > э опюшепис липеипых пэпряжешсй 2~ а зависит от вида соединения обмоток.
При одинаковом соединении ('т/т' или Ь/Ь) отношение линейных напряжений равно фазному ко. эффициенту трансформации, По при различных соединениях (У/Ь и Ь! У) отношение линейных напряжений меньше или больше этого коэффициента в ч/3 раз. Поэтому можно изменить вторичное линейное напряжение трансформатора соответствующим изменением схемы соединения его обмоток, В,11. ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ При рабочем режиме работы трансформатора фазы первичных и вторичных напряжений и,, из и токов !1, !1 для выбранных на рис.
9,21 положительных направлений практически совпадают. Для выбранных положительных направлений тока 1„и напряжения ин приемника следует ! = 1,. и =из нли ! =-!1, и =-ит,если ключ К а н н ' н находится в положении ! или 2. В первом случае фазы тока и напряжения приемника н фазы вторичных тока и напряжения трансформатора совпадают, во втором случае фазы противоположны. Эти фазовые соотношения весьма важны при параллельном соединении трансформаторов, применении измерительных трансформаторов и т.
д. Для условного обозначения сдвига фазы вторичного напряжения по отношению к первичному принято деление трансформаторов по группам соединений, При,определении группы соединений трансформатора первичным напряжением считается его высшее напряжение, а вторичным — низине, Основанием для деления трансформаторов по группам соединений служит значение угла сдвига фаз между одноименными линейными высшнм и низшим напряжениями.
У двух трансформаторов с одинаковой группой соединений этот сдвиг фаз должен быть одинаков. Обозначение групп соединений основано на сопоставлении относи- тельного положения векторов высшего и низшего линейных напряжений на комплексной плоскости с положением минутнон и часовой стрелок. Лля сопоставления минутная стрелка считается установленной на цифре 12, и с ней совмещается вектор линейного выспиго напряжения, а часовая стрелка сонме- " — — ч- Х Й» шается с вектором линейного низшего напряжения.
Угол 30', равный центральному углу между двумя соседнимн цифрами часового циферблата, е х служит единицей при отсчете угла сдвига фаз. Отсчет угла производится от минутной к часовой стрелке по направлению их вращения. Группе соединений дается название по положению часовой стрелки. Рнс. 921 и„—; 2!9 5 а) Рис. 9.22 В случае однофазного трансформатора вектор низшего напряжения может составлять с вектором высшего напряжения приближенно угол или 0', или 180', В первом случае зто соответствует положению обеих стрелок на цифре 12, поэтому такое соединение именуется группой О.
Во втором случае часовая стрелка должна быль поставлена на 6, т. е. это будет группа 6. В последнем случае первичная и вторичная обмотки наьютаны противоположно относительно направления магнитного потока. Согласно ГОСТ для однофазных трансформаторов установлена одна стандартная группа соединений — О. У трехфазных трансформаторов возможны все 12 различных групп соединений, но желательно иметь минимальное их число. Поэтому для трехфазных трансформаторов выбраны только две стандартные группы: 11 и О, Группе 11 соответствуют два вида соединения обмоток. звезда/треугольник (У/т1-1!) и звезда с выведенной нейтральной точкой/треугольник (Уя/А-1!). Группе 0 соответствует один способ соединения обмоток звезда/звезда с выведенной нейтральной точкой (т/'г' .0).
В числителе обозначения всегда указывается, как соединены и обмотки выснюго напряжения. Группа У/У„-0 применяется для трансформаторов с высшим напряжением до 35 кВ включительно при низшем напряжении 230 В и мощности до 560 кВ А или при том же пределе высшего напряжения, низшем напряжении 400 В и мощности до 1800 кВ . А. Оба вида соединения по группе 11 применяются для более мощных трансформаторов и более высоких напряжений. В качестве примера на рис. 9.22, а, б показано, как при соединении т'/А вектор низшего (в данном случае вторичного) линейного напряжения У Ь образует с аЬ вектором высшего (первичного) линейного напряжения (/ в угол 330 , который равен углу между стрелками в 1! часов, следователь.
но, это соединение относится к группе 1!. В зарубежной практике трансформаторостроения применяются и другие группы соединений. 220 В,12, ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ При параллелыюй работе первичные обмотки трансформаторов получают энергию от общего источника (от общей линии на рис.
9.23), а вторичные обмотки подключаются к общему приемнику (к общей линии на риг. 9.23), Трансформаторы, включаемые на параллельную работу, должны удовлетворять трем условиям, из которых первое должно быть выпол. нено безусловно, а второе и третье допускают в известных пределах небольшие отклонения. Зги три условия следуюшие: 1) одна и та же группа соединенйй (и случае трехфазных трансформаторов 0 или !! ); 2) одинаковые номинальные первичные и вторичные напряжения, разница значений коэффициентов трансформации не должна превышать 0,5%; 3) одинаковые напряжения короткого замыкания (допускается отклонение В !ОУе).
Выполнение первых двух условий предупреждает возникновение больших уравнительных токов в обмотках трансформаторов при холостом ходе ва1едствие несовпадения фаз или неравенства вторичных ЗДС. При параллельном включении двух однофазных трансформаторов для правильного выбора вторичных выводов можно присоелинить вольтметр параллельно разомкнутым контактам рубильника (рис.
9.23), который служит для включения второго трансформатора. Если выводы выбраны правильно, то стрелка вольтметра не отклоняется; в противном случае вольтметр показывает удвоенное значение вторичного напряжения трансформа горов. Если не соблюдено первое условие при параллелыюм соединении двух трехфаэных трансформаторов, то между вторичными линейиымп напряжениями получается сдвиг фаз, равный 30 . Поэтому в каждом контуре, образуемом двумя фазными обмотками (двух трансформаторов), будет действовать результирующая ЭДС Так как сопротивление обмоток мало, то зта ЗДС создает в контуре очень большой ток, опасный для обмоток трансформаторов. Рнс.
9 23 Рнс 9 24 тт 1 Третье условие должно выполняться для того, чтобы нагрузка распределялась между параллельно работающими трансформаторами пропорционально нх номинальным полным мощностям. В упрощенной эквивалентной схеме замещения (см. рис. 9.16, а) трансформатор представлен цепью с комплексным сопротивлением короткого замыкания г.
„(см. й 9.7) . Два параллельно работающих трансформатора могут быть изображены в общей эквивалентной схеме замещения двумя соединенными параллельно ветвями с комплексными сопротивлениями короткого замыкания г. 1 и Л„П (рис. 9.24), При таком соединении действующие значения токов 1,! н 1, обратно пропорциональны полным сопротивлениям параллельных ветвей; 1, /1, = гк,/гк,.
(9.25) Напряжение короткого замыкания трансформатора пропорционально произведению номинального первичного тока 1, трансформа. !ном тора на его полное сопротивление короткого замыкания г . Если эти К напряжения у двух трансформаторов равны, то г 1 =г 1 к! !1ном кП !Пном' Так как первичные номинальные напряжения (Е1, ) у трансформаторов при параллельном включении должны быть одинаковы, то при выполнении последнего соотношения получим и !ном !!ном 1ном и !ном !Пном Пном 5 ! !1ном 1 ! Пном кП к! и по (9,25) 1 11 =г /г =5 /5 !1' 1П кП' к1 !ном' Пном' В.13.
ОДНОФАЗНЫЕ И ТРЕХФАЗНЫЕ АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ В ряде случаев прн передаче электроэнергии требуется соединить через трансформатор электрические цепи, отношение номинальных напряжений которых не превышает 2, например цепи высокого напряжения 110 н 220 кВ. В подобных случаях экономически целесообраз. но вместо трансформатора применить автотраисформатор, так как его 222 т. е. токи распределяются между трансформаторами пропорционально их номинальным полным мощностям.
Таким образом, равенство напряжений короткого замыкания обеспечивает распределение нагрузки межцу трансформаторами пропорционально их номинальной полной мощности, КПД выше, а размеры меньше, чем у трансформатора той же номинальной мощности. Аягогрянср)ормагор отличается от трансформатора тем, что имеет лишь одну обмотку — обмотку высшего напряжения, а обмоткой низшего напряжения служит часть обмотки высшего напряжения. Обмотка ныс инго напряжения автотрансформатора может быть первичной (рис.9.25,а) или вторичной (рис.9,25,б), При заданном первиагом напряжении автотрансформатора н числе витков и, амплитуду магнипюго потока Ф„, в магнитопроводе можно считать вполне определенной, так как по (9,3а) и (8,4в) о', = 4,441н, Ф (равенство получается для идеализированного трансформатора).
Этот магнитный поток индуктирует в каждом витке обмотки ЗДС, практически не зависящую от тока в обмотке. Следовательно, постоянными поддерживаются и напряжения между отдельными частями обмотки. Напряжения н токи автотрансформатора связаны теми же приближенными соотношениями, что и в трансформаторе [см. (9.12) и (9.19) ): Ток в обшей части обмотки равен разности первичного 1, и вторичного Тт токов (рис, 9.25). Фазы этих токов, так же как у трансформатора (рис. 9.10), почти одинаковые, поэтому, пренебрегая влиянием намапшчивающего тока У, можно считать, что в обшей части обмотки !х' действующее значе~ше тока равно разности 1 !, — 1т! . Если коэффициент трансформации л,т — — ю,!из лишь немного отличается от единицы, то действующие значения токов Тт и 1, почти одинаковые и их разность ! Ут — 1,! мала по сравнению с каждым из них.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
