Электротехника Касаткин (967630), страница 35
Текст из файла (страница 35)
маторов, применении измерительных трансформаторов и т.д. Для условного обозначения сдвига фазы вторичного напряжения по отношемию к первичному принято деление трансформаторов по груапам соединений. Прн определении группы соединений трансформатора первичным напряженмем считается его высшее напряжение, а вторичным — низшее.
Основанием для деления трансформаторов по группам соединений служит значение угла сдвнга фаз между одноммснными линейными высшим и ннэшвм напряжениами. У двух трансформаторов с одинаковой группой соединений этот сдвиг фаз должен быть одинаков. Обозначение групп соеднненнй основано на сопоставлении относительного положения векторов высшего н низшего линейных напряжений на комплексной плоскости с положением минутной н часовой стрелок. Длн сопоставления ьмнутная стрелка считается установленной на цифре 12, и с ней совмещается вектор линейного вьюпиго мапряжения, а часовая стрелка сонме.
шается с вектором линейного низшего напряжения. Угол 30', равный центральному углу между двумя соседвими цифрами часового циферблата, 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. иг Е Х ! — аь Ряс. 9.2! и„- ~ 2!9 зависит от вида соединения обмоток. Прн одинаковом соединении (т/т или Ь/Ь) отношение линейных напряжений равно фазному коэффмциенту трансформации. Но прм различных соединениях (у/Ь и Ь/У) отношение линейных напряжений меньше нли больше этого ко'эффициента в ~/3 раэ. Поэтому можно мзменнть вторичное линейное иапрюавние трансфорьи тора соответствуюшмм маме меняем схемы сое!шнения его обмоток, 1г лвс лЬ|- ~ 5 в) Рас.
9.22 В случае сднофазного 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 быть поставлена на 6, т. е. это будет группа 6, В последнем случае первичная и вторичная обмотки намотаны 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 груп- пы: 11 и О. Группе 11 соответствуют два вида соедлнения обмоток: заезда/треугольник (Ъ'/Ь-11) и звезда с выведенной нейтральной точ- кой/треугольник (У„/Ь-1 1) . Группе 0 соответствует один способ соеди- нения обмоток звезда/звезда с вьведенной нейтральной точкой (У/У„-О).
В числителе обозначения всегда указьшается, как соединены обьютки высшего напряжения. Группа У/У„О применяется для трансформаторов с высшим на- пряжением до 35 кВ включительно при низшем напряжении 23/3 В н мощности до 560 кВ ° А нлн при том же пределе высшего напряжения, ниэппм напряжении 400 В н мощности до ! 800 кВ . А. Оба вида соединения по группе 11 применяются для более мощных трансформаторов и более высоких напряжений. В качестве примера па рис. 9.22, а, б показано,как при соединении У/Ь вектор низшего (в данном случае вторичного) линейного напряжения Уеь образует с вектором высшего (первичного) линейного напряжения (/ 1 угол 330', который равен углу между стрелками в 11 часов, следователь- но, это соединение относится к группе 11.
В зарубежной практике трансформаторостроения применяются и другие группы соединений. 220 влж ляряпляльняя Рдвотя трянсеорматоров При параллельной работе первичные обмотки трансформаторов получают энергию от об~пего источника (от обшей линии на рис. 9.23), а вторичные обмотки подкпючюотся к общему приемнику (к общей линии на рис. 9.23), Трансформаторы, включаемые на параллельную работу, должны удовлетворять трем условиям, нз которых первое должно быть выполнено безуслопно, а второе н третье допускают в известных пределах небольшие отклонения.
Этн грн условия следующие: 1) одна и та жс грумы соединений (в случае трехфазных трансформаторов 0 или 11); 2) одинаковые номи алыпас первичные н вторичные напряжения; разница значений козффнцнснтов трансформации не должна превыпвть 0,5%; 3) одинаковые напряжения короткого замыкания (допускается отклонение - +10%) . Выполнение первых двух условий предупреждает возникновение больпих уравнительных токов в обмотках трансформаторов при холостом ходе вследствие несоппадення фаз вги неравенства вторичных ЭДС. При параллельном включении двух однофазных трансформаторов для правильного выборе вторичных выводов можно присоединить 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 трансформагоров. Если не соблюдено первое условие при параллельном соединении двух трехфазных трансформаторов, то между вторичныМи линейными напряжениями получается сдвиг фаз, равный 30 . Позтому в каждом контуре, образуемом двумя фазнымн обгготкамн (двух трансформа.
торов), будет действовать результирующая ЭДС, Так как сопротивление обмоток мало, то зта ЭДС создает в контуре очень большой ток, опасный для обмоток трансформаторов. Рвс. 9.24 Рвс, 9.23 221 Третье условие должно выполняться для того, чтобы нагрузка распределялась между параллельно работаалцимн трансформаторами пропорционально их номинальным полным мощностям. В упрощенной эквивалентной схеме замещения (см.
рис. 9.16, а) трансформатор представлен цепью с комплексным сопротивлением короткого замыкания Е„(см. й 9.7). Два параллельно работающих трансформатора могут быль изображены в обшей эквивалентной схеме замешения двумя соединенными параллельно ветвями с комплексными сопротивлениями короткого замыкания Е„1 и 2„11 (рис. 924). При таком соединении действующие эначеяия токов 1,1 и 1 обратно пропорциональны полным сопротивлениям параллельных ветвей: 1, /1! м г„П/г (9.25) Напряжение короткого замыкания трансформатора пропорционально произведению номинального первичного тока 1 „трансформатора на его полное сопротивление короткого замьпсания гк.
Если зти напряжения у двух трансформаторов равны, то г 1 мг 1 к1 г1ном кИ !11ном Так как первичные номинальнью напряжения (У, ) у трансформаторов при параллельном включении должны быть одинаковы, то при выполнении последнего соотношения получим ' к И 1!Ы и!н г1н 1 1 8 !пном ~!ном !11ном 11ном и 8 к1 и по (9.25) г1~ !11 кП~ к1 1ном~ Пном т. е. токи распределяются между трансформаторами пропорционально нх номиналыпам полным мощностям. Таким образом, равенство на. пряжений короткого замыкания обеспечивает распределение нагрузки между трансформаторами пропорционально их номинальной полной моши ости.
В.13. ОДНОФАЗНЫЕ И ТРЕХФАЗНЫЕ АПТОТРАНСЕЮРМАТОРЫ В ряде случаев при передаче электроэнергии требуется соединить через трансформатор электрические цепи, отношение поминальных напряжений которых не превышает 2, например цепи высокого напряжения 1!О н 220 кВ. В подобных случаях экономически целесообрзз. но ньюс!о трансформатора применить автотрзнсформатор, так как его 222 КПД выше', а размеры меньше, чем у трансформатора той же номинальной мощности. Автогряяа4ормагор отлнчаетсл от трансформатора тем, что имеет линц одну обмотку — обмотку выспюго напряжения, а обмоткой низшвго напрюяения служит часп обмотки высшего напряжения. Обмотка выспвго напряжения автотрансфорыатора может быть первичном (рнс.
9.25,а) или вторичной (рис. 9.25, б). При заданном первичном напряжении автотрансформатора и числе витков ч, амплитуду магнитного потока Ф в магнитопроводе можно считать вполне определенной, так как по (9.3а) н (8.4в) У, 4,445г~ Ф (равенство получается дпя идеализированного трансформатора).
Этот магнитный поток нндуктнрует в налогом витке обмотки ЭДС, практически не зависящую от тока в обмотке. Следовательно, постоянными подцержнваются и напряжения между отдельными частями обмотки: Напряжения и токи автотрансформатора связаны теми же приближенными соотношениями, что и в трансформаторе (см. (9.12) и (9.19) ); (1,~и, =ю,1ю, м 1,11,, Ток в общей части обмотки равен разности первичного 1, и вторичного 1, токов (рис. 9.25). Фазы этих токов, так же как у трансформатора (рис. 9,10), почти 'одинаковые, поэтому, пренебрегая влиянием Ф намагничнвающего тока 1, „, можно считать, что в общей части обмотки действующее эначенне тока равно разности! 1~ - 1з! .
Если коэффициент трансформации л,з = в,/нз лишь немного отлн. чается от единицы, то действующие значения токов 1з н 1, почти одинаковые и их разйость ! 1, — 1,! мала по сравнению с каждым нз ннх. Поэтому общую часть первичной н вторнчнон обмоток можно сделать иэ значительно более тонкого провода, т. е. стоимость обмотки, авто- трансформатора меньше, чем обмоток трансформатора, и для ее раз. мещения требуется меньше места. Размеры трансформатора зависят от его расчетной полной мощности бт ~ ~ зз' т. е. номинальной полной мощности в сопротивлении нагрузки трансформатора, а у автотрансформатора его расчетная полная мощность Яа ме«ыце полной мощности в сопротнвленн«нагруз«н.
Расчетная полная мощность обшей части обмотки автотрансформатора (рис. 9.25, а) Я Щ1~ — 1~) оз1з (1 — юз/ю~); 223 а1 Рис. 9.25 Рис. 9.2б расчетная полная мощность остальной части обмотки 5 (У~ — (12) 11 = У11с (1 — тсз/из), а так как приближенно 11з1, (1,1„то Я' =Юи = Ю, . Расчетная полная мощность каждой из обмоток обычного трансформатора = (2с11 0212.
т Следовательно, при одной и той же полной мощности в сопротивлении дагрузки получается следующее соотношение между расчетными полными мощностями автотрансформатора и трансформатора: ат~ т т. е. чем меньше различаются числа витков из и юы тем выгоднее применение автотрансформатора. Итак, преимущества автотрансформатора уменьшаются с увеличением коэффициента трансформации. Кроме того, только при высшем и низшем напряжениях одного порядка электрическое соединение цепей высшего н низшего напряжений не встречает препятствий.
Но автогрансформатор нельзя применить, например, для питания распределительной сети 220 В от сети высокого напряжения 6000 В. При таком автотрансформаторе не только пришлось бы рассчитать изоляцию распределительной сети на, 6000 В, что чрезвычайно увеличило бы ее стоимость,' но и пользоваться такой распределительной сетью было бы опасно для жизни. Изменением положения точки а на обмотке автотрансформатора (рис. 9.25) можно плавно регулировать вторичное напряжение, например в лабораторных автотрансформаторах (ЛАТР), у которых одним нз выводов вторичной цепи служит подвижный контакт. Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяются звездой с вьведенной нейтральной точкой или без нее (рнс, 9.26) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
