Способы соединения обмоток: ТОЭ Лекции- №37 Способы соединения обмоток трехфазных генераторов

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов

Подробности

Категория: Практика

• трансформатор
• схемы
• обмотки

При соединении обмоток трехфазных трансформаторов как двухобмоточных, так и трехобмоточных применяют различные схемы соединения. Однако в силовых трансформаторах как повышающих, так и понижающих, главных образом применяются схемы соединения в звезду, треугольник и зигзаг—звезду. Для практических целей в энергосистемах не требуется большого количества схем соединений обмоток. Так, для мощных трансформаторов применяется одно соединение обмоток ВН и СН— в звезду с выведенной нейтралью (Y0), а для обмоток НН — в треугольник (А).
ГОСТ 12022-66 предусматривает для трансформаторов мощностью 25, 40, 63 и 100 кВА с ПБВ (с переключением ответвлений обмотки трансформатора без возбуждения — т. е. после отключения всех обмоток трансформатора от сети) и для трансформаторов мощностью 63, 100, 160 и 250 кВА с ПБВ и РПН (с регулированием напряжения путем переключения ответвлений обмотки трансформатора под нагрузкой при следующем сочетании напряжений па стороне ВН и НН (кВ)  на стороне обмотки низшего напряжения соединение в зигзаг—звезду.

Соединение в зигзаг — звезду дает возможность при несимметрии нагрузки на стороне НН сглаживать на стороне ВН эту неравномерность. Кроме того, схема зигзага допускает иметь три напряжения, например 127, 220 и 380 е.
Другие схемы соединений обмоток для силовых трансформаторов применяются крайне редко. Область применения таких схем ограничивается трансформаторами специального назначения (электропечными, для питания ртутных выпрямительных установок, для преобразования частоты, числа фаз переменного тока, электросварочными и др.).
а) Соединение обмоток в звезду
Если соединить концы или начала обмоток трех фаз вместе, то получится соединение в звезду. На рис. 3,а показаны обмотки НН, соединенные в звезду. В нулевой точке соединены все концы обмоток у, z, а к началам а, Ьу с— подводится напряжение от трехфазной сети или генератора. На рис. 3,6 показано то же соединение обмоток НН в звезду, но только в нулевую точку соединены другие концы обмоток, которые прежде присоединялись к сети. При независимой друг от друга работе трансформаторов подобное «переворачивание» одной из обмоток, соединенной в звезду, не имеет значения, по параллельная работа таких трансформаторов, как это будет доказано далее, невозможна. В звезду могут быть соединены различные обмотки трансформатора как ВН и СН, так и НН. Нулевая точка звезды может быть выведена на крышку трансформатора (рис. 3,б).
По схеме звезда или звезда с выведенной нулевой точкой соединяются обычно обмотки ВН как повышающих, так и понижающих трансформаторов различной мощности.

Рис. 3. Соединение обмотки НН в звезду.
а — одна схема соединения; б — другая схема соединения; в — соединение в звезду с выведенной нулевой точкой; г — векторная диаграмма линейных э. д с.
Обмотки ВН при напряжениях 110 кВ и выше предпочтительно соединять в звезду с выведенной нулевой точкой, что дает возможность заземления нейтрали. При этом можно выполнить один конец каждой из фаз, прилегающий к нейтрали, с пониженной изоляцией.
Обмотки СН соединяются большей частью по схеме Y0.
Обмотки НН соединяются в звезду с выведенной нулевой точкой у понижающих трансформаторов тогда, когда напряжение этой обмотки 230 или 400 в при мощностях до 560 кВА. В звезду без выведения нулевой точки обмотки НН соединяются крайне редко, например, у понижающих трансформаторов мощностью 1 000—5 600 кВА при сочетании напряжений обмоток ВН и НН 10 000/6 300 е.
Обычно обмотки НН повышающих трансформаторов, а также большей части понижающих мощных соединяются в треугольник.
Векторная диаграмма линейных э. д. с. для соединения обмоток в звезду строится следующим образом. Откладываем в масштабе вектор ах (рис. 3,г). Так как мы знаем, что концы обмоток л*, //, г электрически соединены, то из точки х под углом 120° к ах откладываем в том же масштабе вектор by. Далее из точки у под углом 120° к вектору by откладываем вектор сг.
При соединении обмотки в звезду с выведенной пулевой точкой можно получить два напряжения (фазное и лилейное). Если измерять напряжение между нулем и какой-либо фазой, то получим напряжения, называемые фазными ((Уф). На рис. 3,г они изображены векторами ха, yb и гс.
Напряжения, измеренные между фазами а и ft, b и с, с и а, называются линейными (междуфазными) напряжениями (U). Эти напряжения па рис. 5-3,г изображены в масштабе ab, be и са. Так как в треугольнике abx угол между векторами ха и yb равен 120°, то зависимость между линейным и фазным напряжениям  будет U = = Uфv3 , т. е. линейное напряжение в v3 раз больше фазного. Если трансформатор, обмотки НН которого включены в звезду, имеет линейное напряжение 220 в, то фазное напряжение будет:

б) Соединение обмоток в треугольник
Если соединить конец фазы а (точку х) с началом фазы с, конец фазы с (точка z) с началом фазы b и конец фазы b (точка у) с началом фазы а, то получится соединение в треугольник (рис. 4,а). Соединение в треугольник можно осуществить (рис. 4,6) иначе, соединяя конец фазы а с началом фазы b, конец фазы b с началом фазы с и конец фазы с с началом фазы а.
Векторная диаграмма линейных э. д. с. при соединении обмоток в треугольник по схеме рис. 4,а будет равносторонним треугольником рис. 4,в и г. При соединении в треугольник фазные напряжения будут равны линейным.
В мощных трансформаторах принято одну из обмоток всегда соединять в треугольник. Делается это по следующим соображениям:
Как известно, намагничивающий ток трансформатора имеет несинусоидальную форму, т. е. содержит высшие гармонические. Наибольший удельный вес имеет третья гармоническая. Если все обмотки трансформатора соединить в звезду, то третья гармоническая в намагничивающем токе образоваться не может, так как она будет направлена во всех фазах одинаково: (3 • 120° = 360° = = 0°) и поэтому форма кривой фазного напряжения исказится, что может привести к нежелательным явлениям в эксплуатации. По этим соображениям принято одну из обмоток обязательно соединять в треугольник. Если же почему-либо требуется построить мощный двухобмоточный трансформатор или автотрансформатор с соединением обмоток звезда — звезда (например, трехфазный автотрансформатор), то он снабжается дополнительной третьей обмоткой, соединенной в треугольник, которая в некоторых случаях может даже не иметь внешних выводов.

Рис. 4. Соединение обмоток НН в треугольник.
а — первая схема соединения обмоток в треугольник, б — вторая схема соединения обмоток в треугольник; в — вектора линейных э. д. с фаз a, b и с; г —векторная диаграмма линейных э д с

Обычно в треугольник соединяется обмотка низшего напряжения.
В мощных трансформаторах номинальный ток обмотки НН часто составляет несколько тысяч ампер и конструктивно бывает легче выполнить соединение обмотки в треугольник, так как фазный ток при той же мощности получается в v 3 раз меньшим, чем при соединении в звезду.
В треугольник соединяются обмотки НН всех повышающих и понижающих двухобмоточных и трехобмоточных трехфазных трансформаторов мощностью 5 600 кВА и больше, понижающих трансформаторов мощностью до 5 600 кВА, имеющих на стороне НН напряжения 38,5; 11; 10,5; 6,6; 6,3; 3,3; 3,15 и 0,525 кВ, а также обмотки НН всех мощных однофазных двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов, предназначающихся для соединения в трехфазные группы.

Обмотки ВН и СН силовых повышающих и понижающих трансформаторов обычно в треугольник не соединяются.
в) Соединение обмоток в зигзаг — звезду (равноплечий и неравноплечий зигзаг)
Равноплечий зигзаг может быть получен, если соединить по одной из трех схем рис. 5,а, бив концы и начала шести полуобмоток с одинаковыми числами витков (а следовательно, и э. д. е.), расположенных по две полуобмотки на каждой фазе трансформатора.

Рис. 5. Соединение обмотки НН в равноплечий зигзаг.
а —первая схема соединения; б — вторая схема соединения; в — третья схема соединения; г — векторная диаграмма э. д. с. звезды нижних полукатушек; д — векторная диаграмма линейных э. д. с.
Построим векторную диаграмму соединений обмоток в зигзаг согласно схеме рис. 5,а. Начнем построение с нижних полуобмоток, соединенных в звезду. Векторная диаграмма для этих полуобмоток представлена на рис. 5,г. Согласно схеме рис. 5,а начало а’ нижней полуобмотки электрически соединено с концом zr верхней.
Вектор г’с должен пойти в направлении, противоположном вектору zc’, а потому из точки а’г’ (рис. 5,д) откладываем вектор zrc в направлении, противоположном вектору zc’.

Аналогичным образом строим векторы остальных частей обмоток. Обмотка при соединении в зигзаг обычно выполняется двухслойной, причем каждый слой имеет свободные начала и концы.
Один из слоев обмотки наматывают правой намоткой, другой — левой. Делается это для удобства выполнения соединений в зигзаг. При соединении обмотки в зигзаг мы можем получить три различных напряжения.

Схема равноплечего зигзага применяется для нормальных силовых понижающих трансформаторов, для мощностей 25, 40, 63, 100, 160 и 250 кВА в случае, когда при большой несимметрии нагрузок фаз необходимо на стороне питания иметь схему звезды.
Неравноплечий зигзаг получается, если по схемам а, б и в (рпс. 5-5) соединить концы и начала полуобмоток с неодинаковым числом витков. На рис. 6,а и б даны две схемы соединения в неравноплечий зигзаг при отношении числа витков в полуобмотках 1 : 2.
Схема неравноплечего зигзага применяется иногда иностранными фирмами для трансформаторов специального назначения. В нормальных силовых трансформаторах наши заводы эту схему не применяют.
г) Соединение обмоток по схеме А

Если соединить обмотки трансформатора, как показано на рис. 7,а, то получится соединение по схеме А. Схему, как это видно из векторной диаграммы

Рис. 7. Соединение обмотки по схеме А.
а — схема соединений обмоток; б — векторная диаграмма.
(рис. 7,6), можно представить как треугольник а’Ьс’, у которого две стороны а’b и cfb имеют дополнительные витки (а’а и с’с).
Для того чтобы получить соединения обмоток, отвечающих векторной диаграмме рис. 7,6, принимают соотношения числа витков на фазах трансформатора, которые должны удовлетворять следующим трем условиям:

т. е. обмотка фазы с должна иметь 2/3 числа витков обмоток фаз а и b.
Нулевой вывод берется от середины обмотки фазы с, и, кроме того, число витков дополнительных участков фаз а и b должно быть одинаково и составлять Уз общего числа витков этих фаз.

Рис. 8. Соединение обмоток в скользящий треугольник.
а — схема соединений обмоток; б—векторная диаграмма.
Эта схема не имеет применения в нормальных силовых трансформаторах и применяется только там, где необходимо иметь соединение обмоток в треугольник и в то же время требуется иметь нулевую точку.
д) Соединение обмоток в скользящий треугольник
На рис. 8 даны схема соединения обмотки и векторная диаграмма скользящего треугольника. Из рассмотрения схемы видно, что изменяя положение концов
а’b’с’ (рис. 8,а) и «скользя» ими по обмотке из крайнего верхнего положения к нижнему, можно перейти от треугольника к звезде. При этом могут быть получены все промежуточные положения. Это дает возможность, так же как в схеме неравноплечего зигзага, иметь различные углы сдвига фаз (ф).
Схема скользящего треугольника применяется иногда для трансформаторов, питающих электрические печи. В силовых трансформаторах эта схема не применяется.

• Назад
• Вперёд

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Трансформаторы
• Практика
• Испытание трансформаторов перед вводом в эксплуатацию

Еще по теме:

• Схемы и группы соединения трансформаторов
• Группы соединений обмоток трансформатора
• Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов
• Схемы обмоток трансформаторов для ПБВ и РПН
• Схемы соединения обмоток автотрансформаторов

Трансформаторы

Схемы соединения обмоток у трехфазных двигателей и их соединение на клеммных рейках.

Трехфазный электродвигатель является электрической машиной, которая предназначена по своим конструктивным характеристикам для работы в трехфазных сетях переменного тока.  Электрический трехфазный двигатель состоит из статора с намотанными на нем  тремя обмотками, которые при этом обязательно должны быть сдвинуты в пространстве на сто двадцать градусов. В цепи обмоток двигателя при появлении трехфазного напряжения на магнитных полюсах образуются магнитные потоки, которые начинают вращать ротор. Следующей составляющей электродвигателя является ротор, который изготавливается различных конструкций. Если двигатель синхронный то ротор вращается со скоростью статора, а если асинхронный вращение ротора проходит медленнее.

 

Самое широкое распространение получили асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой ротора. Такого типа ротор по – другому двигателя  еще называется «беличье колесо». Далее поговорим о двигателе именно такого типа.

Асинхронные трехфазные двигатели бывают односкоростные с соединением обмоток по схемам «звезда», «треугольник» или переключаемые звезда-треугольник.  Также электродвигатели с последовательным и параллельным соединением ветвей обмоток по схеме «звезда» или «двойная звезда».

Все трехфазные электродвигатели разделяются по способу соединения обмоток. Первый способ соединения обмоток называется «звездой». Принцип такого соединения обмоток заключается в том, что все концы всех трех обмоток соединяются, в единый  узел, образуя нулевой вывод. Свободные концы обмоток подсоединяются к сетевым фазам. Такой способ соединения напоминает звезду, и от этого и название схемы подключения. Второй способ называется «треугольник». Такой способ соединения обмоток заключается в том, что все три обмотки соединены последовательно между собой, то есть конец первой обмотки соединяется с началом второй обмотки, соответственно начало второй обмотки соединено с концом третьей обмотки и так далее по кругу.   Места соединения концов обмоток присоединяются к фазам сети. В такой схеме соединения обмоток отсутствует нулевой вывод. Такой способ напоминает треугольник.

Оба способа соединения обмоток трехфазных двигателей одинаково широко распространены, потому что не имеют особых преимущественных различий  друг перед другом. Если судить о способах соединения при номинальном режиме работы, то для соединения обмоток «звездой» необходимо большее линейное напряжение, по сравнению со схемой «треугольник». Вот поэтому в технических характеристиках трехфазного электродвигателя всегда указывается номинальное напряжение через дробь, то есть 220/380 вольт или 127/220 вольт.

Двухскоростные электродвигатели с полюсно — переключаемыми обмотками работают по принципу амплитудно-фазовой модуляции, а обмотки соединяются тройной звездой.

У четырех скоростных электродвигателей, которые имеют две независимые обмотки, и каждая из них полюсно – переключаемая соединяются треугольником и двойной звездой.

Стоит также отметить то факт, что соединение «треугольник» можно на время пуска переключать в звезду для уменьшения пускового тока используя специальное пусковое реле.

Устройства ввода.  Соединение обмоток у электродвигателя.

У некоторых серий трехфазных электродвигателей   клеммные коробки или борно располагаются сверху  корпуса двигателя  и допускают разворот с фиксацией на 180 градусов. Конструкция вводных коробок разработана с таким расчетом, чтобы возможно было присоединять кабеля с алюминиевыми или медными жилами с оболочкой, изготовленной из резины или поливинилхлорида, а также провода находящиеся в гибком металлическом рукаве. Ввод жил производится через один или два штуцера предусмотренных во вводной коробке, или через специальный удлинитель, который предусмотрен для сухой разделки кабеля.

Вводные коробки для двигателей выпускаются различных исполнений и маркируются следующим образом:

Вводная коробка с клеммной панелью выводов и предусмотренным одним штуцером в исполнении К3I.   Вводная коробка, имеющая клеммную панель для выводов и два штуцера в исполнении К3II. Вводная коробка, имеющая клеммную панель для выводов и имеющимся удлинителем в исполнении К3М. Вводная коробка, не имеющая клеммной панели для выводов с предусмотренным одним штуцером в исполнении К2I. Вводная коробка, выполненная без клеммной панели с имеющимися двумя штуцерами в исполнении К2II.

В борне электродвигателя к внутренней стороне клеммной панели присоединяются выводные провода статорных обмоток электродвигателя двигателя. Все выводы статорных обмоток и болты для крепления  этих выводов маркируются в соответствии с ГОСТ 26772  (МЭК 60034-8). На таких клеммных панелях и производится необходимое закрепление обмоток.

Нужен ремонт электродвигателя, ремонт дизельгенератора? Звоните +7 921 6314556.

Соединение обмоток генератора «звездой » и «треугольником»

Пусть, мы имеем генератор переменного тока с тремя отдельными обмотками, расположенными под углом $120^0$ относительно друг друга. В этих обмотках создается трехфазный ток. Напряжения на обмотках равно:

В том случае, если данный генератор использовать без связи друг с другом, то генератор трехфазного тока становится просто совокупностью отдельных генераторов однофазного тока. В том случае, если обмотки соединяются определенным способом, то у трехфазного тока возникают специальные свойства, которые используют в технике. Используют два вида соединений обмоток генератора: «звездой» и «треугольником».

Соединение «звезда»

Рассмотрим схему соединения обмоток генератора «звездой». В ней концы трех обмоток соединяют в один узел, а начала служат для подключения нагрузок.

Схема соединения звездой показана на рис.1 (а). Такое соединение обмоток генератора позволяет использовать для передачи электроэнергии вместо шести проводов только четыре. Точка $O$ на схеме — точка общего потенциала (проводник, который соединен с точкой $О$ — нулевой провод). Такое соединение подобно соединению трех источников тока, которое показано на рис.1 (б).

Рисунок 1.

При таком способе соединения напряжение между фазой и нулевым проводом называют фазным напряжением. Напряжение между фазами $A-B$, $B-C$, $C-A$ называют линейным. Для того, чтобы определить как соотносятся фазное и линейное напряжения необходимо брать геометрическую (векторную) разность.

Допустим, что генератор разомкнут, то есть $R_1=\ R_2=R_3=\infty ,\ $найдем связь между фазным напряжением (существующим в каждой из обмоток $О_1,\ О_2,О_3$) и линейными напряжениями (между проводами $0,1,2,3$). Линейное напряжение между проводом $О$ и любым другим проводом равно фазному и его амплитуда $U_m.\ $Линейное напряжение между любой парой проводов $1,2$ и $3$ будет отличаться. Найдем напряжение между проводами $1$ и $3$, которое равно разности потенциалов между свободными концами обмоток $О_1,\ О_2$:

Из формулы (2) видно, что линейное напряжение имеет такую же частоту, что и фазное. \circ \right)\ }$=-${sin \left(\omega t\right)\ }.$

Мы получили, что при симметричной нагрузке сила тока в нулевом проводе всегда равна нулю. В таком случае (при симметричной нагрузке!) нулевой провод можно удалить совсем и линия будет работать (однако, надо помнить, что при этом на каждую из пар нагрузок будет действовать линейное напряжение в $\sqrt{3}$ раз больше фазного).

Соединение треугольник

Определение 1

Обмотки трехфазного генератора и трехфазные нагрузки могут соединяться еще одним способом. В этом случае конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй — с началом третьей, конец третьей с началом первой. При этом узлы соединений служат отводами. Такой способ соединения называют треугольником.

Схема соединения треугольник изображена на рис.2(а). Для основной гармоники при соединении обмоток генератора по схеме треугольник ток замыкания в обмотке равен нулю. Обмотки мощных генераторов обычно по такой схеме не соединяют. Эта схема соответствует соединению источников напряжения, которая изображена на рис. 2 (б).

Рисунок 2.

Если бы ток был постоянным, то все обмотки при таком соединении были бы замкнуты накоротко. Но, если мы имеем дело с переменными напряжениями, которые имеют разность фаз, то дело коренным образом изменяется. Результирующее напряжение в треугольнике (см. схему вычисления (4)) равно:

Мы получаем, что если генератор не имеет нагрузки, то в обмотках нет тока. Из рис. 2 очевидно, что линейные напряжения равны фазным напряжениям. При разомкнутом генераторе амплитуда линейных напряжений равна амплитуде напряжения в одной обмотке $U_m.$

В соединении треугольником нет нулевого провода, неравномерность нагрузки существеннее сказывается на работе генератора, чем в случае соединения звездой. Из-за этой особенности соединение треугольник чаще всего применяют в силовых установках, например, трехфазных двигателях, где можно получить близкие по величине нагрузки фаз.

Предполагалось, что генератор и нагрузки соединялись одинаково (звездой или треугольником), конечно, возможны комбинации схем. Например, потребитель соединяется звездой, генератор треугольником.

Пример 1

Задание: Объясните, что произойдет в схеме, которая изображена на рис.1 (а), если оборван провод $1$? Что случится, если перегорел нулевой провод?

Решение:

Допустим, что в схеме соединения звезда (рис.1(а)) оборван провод $1$. Тогда нагрузка $R_1$ , будет выключена. Нагрузки $R_2\ и\ R_3$ будут нормально работать, так как на них будут присутствовать фазные напряжения.

Пусть перегорел нулевой провод. В этом случае каждая пара сопротивлений, например $R_1\ и\ R_2$ будут соединены последовательно и попадут под напряжение в $\sqrt{3}$ раз больше фазного. Это напряжение распределится в соответствии с правилами последовательного соединения, пропорционально сопротивлениям (в данном случае $R_1\ и\ R_2$). Так, если $R_1=R,\ R_2=\frac{1}{10}R$, то на ветке $R_2$ мы получим $0,1U$, а на ветке $R_1$ будет $0,9 U$, где $U$- полное напряжение. Допустим, что напряжение в сети (фазное) $220В$, тогда:

\[U=\sqrt{3}\cdot 220=380\ \left(B\right)\left(1.1\right).\]

Из $380В$ на сопротивление $R_1$ придется $342 В$, тогда как на $R_2$ придется $38В$. Поэтому, если в качестве $R_1$ будет, например бытовая лампочка, она перегорит и ток в обеих ветвях прервётся.

Пример 2

Задание: Объясните, почему соединение звездой применяют в технике освещения?

Решение:

Необходимость применения соединения «звезда», которая имеет нулевой провод, существует в технике освещения, так как при работе осветительных приборов невозможно добиться симметрии в нагрузках. В таких сетях все три фазы и нулевой (нейтральный) провод подводят, например, к жилым домам, внутри дома пытаются примерно одинаково нагрузить каждую фазу, так чтобы общая нагрузка была наиболее симметричной. При этом к каждой квартире приходит нулевой провод и одна из фаз. На распределительный щит, через который проходят две или три фазы, в нулевой провод предохранитель не ставят, так как его перегорание ведет асимметрии напряжений.

Трехфазный трансформатор – основы и методы подключения

Трехфазные трансформаторы используются в трехфазных цепях для повышения и понижения напряжения в соответствии с потребностями в энергосистеме.

Вы знаете, что электроэнергия вырабатывается и передается по трехфазной системе. Трехфазная система имеет значительные преимущества перед другими многофазными системами. В трехфазной цепи напряжение повышают или понижают с помощью трехфазных трансформаторов .

Трехфазные трансформаторы работают так же, как три однофазных трансформатора. Но один трехфазный трансформатор занимает меньший объем и весит меньше, чем три однофазных трансформатора, предназначенных для той же цели.

Устройство для преобразования электромагнитной энергии, не имеющее подвижных частей и двух (или более) неподвижных относительно друг друга обмоток, предназначенное для передачи электрической энергии между цепями или системами за счет электромагнитной индукции.

Содержание

Два способа подключения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор на электрической подстанции может быть построен двумя способами

1. Путем подходящего соединения группы из трех однофазных трансформаторов
2. Путем создания трехфазного трансформатора на общей магнитной конструкции .

В любом случае обмотки могут быть соединены четырьмя различными способами.

• Соединение звезда – звезда (Y-Y)
• Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)
• Соединение треугольником — треугольником (Δ-Δ)
• Соединение треугольником и звездой (Δ-Y)

1. Группа из трех однофазных трансформаторов

Три одинаковых однофазных трансформатора могут быть соединены в трехфазный трансформатор. Первичная и вторичная обмотки могут быть соединены звездой (Y) или треугольником (D).

Трехфазный трансформатор Bank

Например, , на рисунке ниже показано соединение Y-D трехфазного трансформатора. Первичные обмотки соединены звездой, а вторичные обмотки соединены треугольником.

Трехфазный трансформатор, соединенный по схеме «звезда-треугольник»

Более удобный способ показать это соединение показан ниже.

Схема простого подключения трансформатора звезда-треугольник

Показанные параллельно друг другу первичная и вторичная обмотки принадлежат одному и тому же однофазному трансформатору. Отношение напряжения вторичной фазы к напряжению первичной фазы представляет собой коэффициент трансформации фазы K.

Коэффициент трансформации фазы, K = напряжение вторичной фазы / напряжение первичной фазы

На приведенном выше рисунке первичное линейное напряжение равно В и ток первичной линии I .

Коэффициент трансформации фаз равен K = (N ₂ /N ₁ )

Также показаны напряжение вторичной линии и ток линии.

Как упоминалось выше, возможны соединения звездой или треугольником с однофазными трансформаторами, соединенными в блоки. Чрезвычайно важно, чтобы однофазные трансформаторы были тщательно подобраны, когда они соединены вместе, особенно при использовании ∆-соединения. Использование несогласованных трансформаторов в ∆-соединении приведет к чрезмерным циркулирующим токам, которые сильно снизят номинальные параметры батареи или вызовут перегрев.

Преимущества

Изготовление или поставка трехфазного трансформатора с очень большой мощностью МВА может оказаться невозможным или нецелесообразным. Тогда решением может стать группа из трех однофазных трансформаторов, хотя общий размер, вес и стоимость трех однофазных блоков, вероятно, превысят размер, вес и стоимость одного трехфазного блока.

Дополнительным преимуществом групповой схемы является то, что отказ одного однофазного блока обычно обходится дешевле, чем ремонт более крупного трехфазного блока

Одной из интересных конфигураций трехфазной батареи является подключение по схеме «открытый треугольник», широко используемое в сельских распределительных сетях. При соединении по схеме «открытый треугольник» используются два однофазных трансформатора. Открытое соединение Y-∆ требует только двух фаз плюс нейтраль на первичной стороне батареи, чтобы создать трехфазное напряжение на вторичной обмотке. Это очевидная экономия средств (в дополнение к избежанию затрат на третий трансформатор), когда установка находится далеко от трехфазной первичной цепи.

2. Отдельный блок Трехфазный трансформатор

В предыдущем разделе мы рассмотрели некоторые способы подключения однофазных трансформаторов в трехфазных и двухфазных системах. Иногда выгодно построить один трехфазный трансформатор вместо использования группы однофазных трансформаторов.

Трехфазный трансформатор

Например, трехфазный трансформатор часто может быть более экономичным в строительстве, заключая один сердечник и структуру катушки в один бак трансформатора вместо создания трех отдельных конструкций сердечника и катушки и баков.

Трехфазный трансформатор может быть сконструирован с тремя первичными и тремя вторичными обмотками на общем магнитном контуре.

Принцип 3-фазного трансформатора

Ниже поясняется основной принцип 3-фазного трансформатора .

Три однофазных трансформатора с сердечником, каждый из которых имеет обмотки (первичную и вторичную) только на одной ветви, объединены размотанными ветвями, чтобы обеспечить путь для обратного потока. Первичные, как и вторичные, могут быть соединены звездой или треугольником.

Конструкция трехфазного трансформатора

Если первичная обмотка питается от трехфазной сети, центральная ветвь (т. е. размотанная ветвь) несет потоки, создаваемые трехфазными первичными обмотками. Поскольку сумма векторов трех первичных токов в любой момент времени равна нулю, сумма трех потоков, проходящих через центральное звено, должна быть равна нулю. Следовательно, в центральном плече не существует потока, и поэтому он может быть устранен.

Данная модификация представляет собой трехфазный трехфазный трансформатор стержневого типа. В этом случае любые две ветви будут действовать как обратный путь для потока в третьей ветви.

Например, если поток ϕ в одном плече в какой-то момент, то поток ϕ/2 в противоположном направлении через два других плеча в тот же момент.

Все соединения трехфазного трансформатора выполняются внутри корпуса, и для обмотки, соединенной треугольником, выводятся три вывода, а для обмотки, соединенной звездой, выводятся четыре вывода.

Обычный трехфазный трансформатор с магнитным сердечником также может быть как с сердечником, так и с оболочкой. Поскольку поток третьей гармоники, создаваемый каждой обмоткой, находится в фазе, предпочтительнее трансформатор кожухообразного типа, поскольку он обеспечивает внешний путь для этого потока. Другими словами, форма волны напряжения менее искажена для трансформатора оболочкового типа, чем
для трансформатора с сердечником аналогичных номиналов

Преимущества и недостатки трехфазного трансформатора с одним блоком

При той же мощности трехфазный трансформатор весит меньше, занимает меньше места и стоит примерно на 20% меньше, чем группа из трех однофазные трансформаторы. Из-за этих преимуществ широко используются трехфазные трансформаторы, особенно для больших преобразований мощности.

Недостаток одноблочного трехфазного трансформатора заключается в том, что при выходе из строя одной фазы необходимо вывести из эксплуатации весь трехфазный блок. При выходе из строя одного трансформатора в группе из трех однофазных трансформаторов он может быть выведен из эксплуатации, а два других трансформатора могут быть вновь подключены к питанию в аварийном порядке до тех пор, пока не будет произведен ремонт.

Соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор может быть построен путем подходящего соединения трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного трансформатора. Первичная или вторичная обмотки могут быть соединены по схеме «звезда» (Y) или «треугольник» (D).

Четыре наиболее распространенных соединения:

1. Соединение звезда-звезда (Y-Y)
2. Соединение звезда-треугольник (Y-Δ)
3. Соединение «треугольник — треугольник» (Δ-Δ)
4. Соединение «треугольник — звезда» (Δ-Y)

Эти четыре соединения показаны на рисунке ниже. На этом рисунке обмотки слева являются первичными, а справа — вторичными. Также показаны первичные и вторичные напряжения и токи. Напряжение первичной линии составляет В , а ток первичной линии составляет I . Коэффициент фазового превращения K определяется выражением;

K = Напряжение вторичной фазы / Напряжение первичной фазы = N ₂ /N ₁

Некоторые преимущества и недостатки каждого соединения выделены ниже.

Соединение звезда-звезда (Y-Y)

При соединении звезда-звезда (Y-Y) 57,7% (или 3/1) линейного напряжения подается на каждую обмотку , но полный линейный ток протекает в каждой обмотке.

Цепи питания, питаемые от батареи Y-Y, часто создают серьезные помехи в цепях связи в непосредственной близости от них. Из-за этого и других недостатков соединение Y-Y составляет редко используется .

Соединение трансформатора звезда-звезда звезда-звезда

Соединение звезда-звезда для первичной и вторичной обмоток трехфазного трансформатора показано на рисунке. Линейное напряжение на каждой стороне трехфазного трансформатора в √3 раза превышает номинальное напряжение однофазного трансформатора.

Основное преимущество соединения «звезда-звезда» заключается в том, что у нас есть доступ к нейтральной клемме с каждой стороны, и при желании ее можно заземлить. Без заземления нейтральных клемм работа по схеме Y/Y удовлетворительна только при сбалансированной трехфазной нагрузке.

Электрическая изоляция подвергается нагрузке только до 57,7 % линейного напряжения в трансформаторе, соединенном звездой.

Поскольку большинство трансформаторов рассчитаны на работу на изгибе кривой или выше, такая конструкция приводит к искажению индуцированных ЭДС и токов .

Причина в следующем: хотя токи возбуждения все еще не совпадают по фазе на 120 градусов по отношению друг к другу, их формы сигналов больше не являются синусоидальными. Таким образом, эти токи в сумме не равны нулю. Если нейтраль не заземлена, эти токи вынуждены складываться до нуля. Таким образом, они влияют на форму волны наведенных ЭДС.

Соединение треугольник-треугольник (Δ-Δ)

Соединение треугольник-треугольник (Δ-Δ) часто используется для умеренных напряжений.

Междуфазное напряжение с обеих сторон равно соответствующему фазному напряжению. Поэтому такое расположение полезно, когда напряжения не очень высоки.

Соединение трансформатора треугольник-треугольник

Преимущество этого соединения заключается в том, что даже при несбалансированных нагрузках напряжения трехфазной нагрузки остаются практически одинаковыми.

Недостатком соединения Δ-Δ является отсутствие нулевой клеммы с обеих сторон. Другим недостатком является то, что электрическая изоляция находится под напряжением сети. Следовательно, для обмотки, соединенной треугольником, требуется более дорогая изоляция, чем для обмотки, соединенной звездой, при той же номинальной мощности.

Соединение Δ-Δ можно проанализировать теоретически, преобразовав его в смоделированное соединение Y/Y с помощью преобразований Δ-в-Y.

Другое преимущество этого соединения заключается в том, что если один трансформатор поврежден или выведен из эксплуатации, оставшиеся два могут работать в так называемом соединении с открытым треугольником или V-V соединением .

Работая таким образом, батарея по-прежнему выдает трехфазные токи и напряжения с правильным фазовым соотношением, но мощность батареи снижается до 57,7% от того, что было со всеми тремя трансформаторами в эксплуатации.

Соединение «звезда-треугольник» (Y-Δ)

Соединение «звезда-треугольник» (Y-Δ) очень подходит для понижающих приложений. Ток вторичной обмотки составляет 57,7 % от тока нагрузки.

Трехфазный трансформатор, соединенный по схеме «звезда-треугольник» (сверху — звезда, снизу — треугольник)

На первичной стороне напряжения от линии к нейтрали, тогда как напряжения от линии к линии на вторичной стороне. Следовательно, напряжение и ток в первичной обмотке не совпадают по фазе с напряжением и током во вторичной.

При соединении по схеме звезда-треугольник (Y-Δ) искажение формы волны наведенного напряжения не такое сильное, как в трансформаторе с соединением по схеме звезда-треугольник, когда нейтраль не подключена к земле. Причина в том, что искаженные токи в первичной обмотке вызывают циркулирующий ток во вторичной обмотке, соединенной треугольником. Циркуляционный ток действует больше как ток намагничивания и стремится исправить искажение.

Соединение «треугольник-звезда» (Δ-Y)

Соединение «треугольник-звезда» (Δ-Y) обычно используется для повышения напряжения до высокого. Однако в настоящее время это соединение используется для удовлетворения требований как трехфазных, так и однофазных нагрузок.

Подключение трансформатора треугольник-треугольник

В этом случае мы используем четырехпроводную вторичную обмотку. Однофазные нагрузки обслуживаются тремя цепями фаза-нейтраль. Всегда делается попытка распределить однофазные нагрузки почти поровну между тремя фазами.

Типы подключения двигателя

См. подробности

Какие существуют типы подключения двигателя? Как подключить двигатели?

Трехфазные односкоростные двигатели:

Клеммная колодка стандартных трехфазных двигателей имеет 6 соединительных клемм. Стандартные трехфазные двигатели могут быть соединены по схеме звезда или треугольник.

Delta Connection Star Connection

Трехфазные многопрофильные двигатели:

Многоскоростные двигатели позволяют работать на разных скоростях, изменяя магнитные столбы без использования электронного оборудования для преобразователя частоты. Многоскоростные двигатели подразделяются на две основные группы, имеющие «две отдельные обмотки» или «обмотку Даландера». В двигателях с обмоткой Даландера два разных номинала скорости при соотношении 2:1 обычно получаются от двигателя с одной обмоткой, а комбинация типов соединения обмоток создает разные магнитные полюса. 2p-4p, 4p-8p, 6p-12p — распространенные комбинации полюсов. Соединение и конструкция обмотки могут различаться в зависимости от типа применения. Типы соединения обмотки в зависимости от типа применения указаны ниже.

Applications	Connection Diagram	Power Ratio (~)	Example Power and Pole Combination
Constant Torque	∆/YY	0.63:1	1.9/3.0kw 8/4p
Constant Power	YY/∆	2:1	3.0/3.0kW 8/4p
Variable Torque	Y/YY	1:4	0. 75/3.0kw 8/4p

In two -двухобмоточные двигатели, требуемая скорость достигается двумя независимыми обмотками со статором. Таким образом, достигаются комбинации полюсов, которые не могут быть достигнуты с обмотками Даландера. Наиболее распространенные комбинации полюсов отдельных обмоток: 2p-6p, 2p-8p, 2p-10p, 2p-12p, 4p-6p, 4p-12p и 4p-16p.

Dahlander ∆/ yy

∆ Соединение — низкая скорость yy -соединение — высокая скорость ∆.

YY Соединение – низкоскоростное              ∆ Соединение – высокоскоростное                YY Соединение            ∆ Соединение

Dahlander Y/YY

Y Connection – Low Speed ​​ YY Connection – High Speed ​​ Y Connection YY Connection

Seperate Winding Y/Y

Y Connection – Low Speed Соединение Y – Высокоскоростное соединение Y Соединение YY

Отдельная обмотка ∆/ ∆

∆ соединение – низкая скорость ∆ соединение – высокая скорость ∆ соединение ∆ соединение

Трехфазные двигатели с двойным напряжением:

выпускается с 9 или 12 выводами. Примеры типов соединений и информация на этикетках приведены в таблице ниже. .

Connection Type	YY Connection	Y Connection	∆ Connection
9 Leads	30kW 460V 60Hz	30kW 230V 60Hz	—
12 свинцов	30KW 460 В 60 Гц	30KW 230V 60 Гц	30KW 400V 60HZ	30KW 400V 60HZ	30KW 400V 60HZ	0266

9 Leads Connection Types:

Y Connection – High Voltage                                                         YY Connection – Low Voltage

12 Leads Connection Types:

Y Connection – High Voltage

YY Соединение – низкое напряжение

∆ Соединение – Высокое напряжение

Однофазные двигатели:

Однофазные двигатели производятся в двух различных моделях в соответствии с требованиями применения. Однофазные двигатели типа QM оснащены рабочими конденсаторами, а однофазные двигатели типа QC — пусковыми и рабочими конденсаторами. Они изготавливаются с пусковым конденсатором и электронным реле или центробежным выключателем для приложений, где требуется высокий крутящий момент при пуске. Принципиальная схема и типы соединений приведены ниже для обоих случаев.

Рабочий конденсатор                                                             Пусковой и рабочий конденсатор

Основные обмотки U2; Вспомогательные обмотки: Z1-Z2; Рабочий конденсатор: Cd1-Cd2; Пусковой конденсатор: Ck1-Ck2; Поставка: L-N

∆ Bağlantı –Düşük DevirYY Bağlantı –Yüksek Devir∆ BağlantıYY Bağlantı

Lütfen üye girişi yapınız!

Типы

и их влияние на производительность системы

Технические статьи

СТРОГО ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ: советы наших технических специалистов

---

Выбор соединений трансформатора и типа заземления нейтрали оказывает значительное влияние на производительность системы.

Это влияние распространяется на различные аспекты, такие как защитная релейная защита, размеры разрядников и качество выходного трансформатора, ограничивающие уровни гармоник.

Трансформаторы подключаются в различных конфигурациях, некоторые из которых являются треугольником/звездой, звездой/звездой и звездой/треугольником. Трансформаторные соединения влияют на ряд критериев производительности системы, включая следующие:

1. Фазовые сдвиги влияют на релейную защиту и работоспособность системы

2. Заземление нейтрали обмотки, соединенной звездой, влияет на ретрансляцию заземления и общую производительность системы

3. Протекание тока замыкания на землю влияет на релейную защиту и производительность системы

4. Прохождение тока третьей гармоники необходимо для получения синусоидального выходного напряжения трансформатора

5. Соединения, обеспечивающие двенадцатиимпульсное выпрямление

Воздействие на дифференциальную защиту

Одно из воздействий относится к дифференциальной защите трансформатора.

Чтобы понять это влияние, мы должны рассмотреть фазовые сдвиги, возникающие в результате различных соединений.

На рис. 1 показано соединение «звезда-звезда». При этом первичный и вторичный токи во всех фазах совпадают по фазе и, следовательно, нет необходимости в компенсации.

Рис. 1. Соединение звезда-звезда0055 Рисунок 2. Соединение треугольник-звезда

На рисунке 2 показано соединение треугольник-звезда (которое также может быть соединением звезда-треугольник). В связи с этим первичный и вторичный токи во всех фазах не совпадают по фазе. Есть фазовый сдвиг на 30 градусов и, следовательно, необходима компенсация. Эта компенсация осуществляется через соединения трансформатора тока или внутри микропроцессорного дифференциального реле.

На рис. 3 показаны распространенные используемые соединения трансформатора. Фазовые сдвиги обозначаются часовыми позициями на часах. Например, Dd0 означает, что первичный и вторичный ток совпадают по фазе с фазой А обмоток на 12 часов или ноль часов.

Аналогично, соединение DY1 означает, что первичная обмотка соединена треугольником с фазой А, направленной на 12 часов, а вторичная обмотка соединена звездой с фазой А, направленной на 1 час, что приводит к фазовому сдвигу с обмоткой звездой. отставание треугольной обмотки на 30°.

Если мы посмотрим на трехобмоточный трансформатор, то соединение, обозначенное как YNy0d1, означает, что первичная обмотка заземлена по схеме «звезда» в положении «12 часов», а вторичная обмотка не заземлена по схеме «звезда» и также установлена ​​в положение «12 часов» или ноль часов. Треугольник треугольника смещен в сторону 1 часа, что приводит к смещению фаз на тридцать градусов относительно обмотки звездой. Буква N или n означает заземленную нейтраль.

Рисунок 3. Общие трансформаторные соединения

Рисунок 4. Типичная компоновка силовой установки

Phasing Проблемы

.

На рис.

4 показана схема типичной силовой установки. Трансформатор Т5, обведенный на схеме кружком, питает вспомогательную нагрузку. Когда генератор запущен и подключен к сети, питание на вспомогательную шину подается через трансформатор Т6. Выключатели B и T находятся в замкнутом положении, а выключатель A разомкнут. Вспомогательная шина питает двигатели и другие нагрузки, необходимые для поддержки генератора. Как только генератор синхронизирован, автоматический выключатель А замыкается, а затем размыкается автоматический выключатель В. Таким образом, два источника, питаемых от автоматических выключателей А и В, на короткое время включаются параллельно. Следовательно, выход трансформатора Т5 и Т6 должен быть синфазным. Для этого трансформатор T5 должен иметь определенное соединение, как показано на рисунке 4. Если повышающий генератор подключен как YNd1, T5 должен быть подключен как DYn1.

Сдвиг кривой повреждения трансформатора

На рис. 5 показан трансформатор «треугольник-звезда» с заземленной нейтралью.

В случае замыкания линии на землю на стороне трансформатора, соединенной звездой, реле заземления на стороне треугольника не обнаружат это замыкание на землю. Это связано с бесконечным сопротивлением нулевой последовательности между двумя обмотками. Тем не менее, фазовые реле будут воспринимать это как межфазное замыкание с амплитудой, уменьшенной до 58% от того, что было бы, если бы имелось трехфазное замыкание на стороне звезды. Кривая повреждения трансформатора, отражающая способность трансформатора выдерживать сквозное замыкание, построена для трехфазного замыкания. По сути, фазовые реле на стороне треугольника воспринимают только 58% тока и, следовательно, не срабатывают вовремя для защиты трансформатора. Следовательно, решение состоит в том, чтобы сместить как кривую повреждения, так и характеристики фазового реле на 58% влево. По сути, настройка реле максимальной токовой защиты фазы нуждается в изменении. 9Рис. 5. Трансформатор типа «треугольник-звезда» с заземленной нейтралью Ток возбуждения содержит 60 Гц вместе с небольшим количеством гармоник. Наиболее известными гармониками являются 3 ^, , 5 ^, , 7 ^, , 9 ^, и 11 ^, . Гармоника 3 ^rd , которая является наиболее заметной, требует особого внимания. Чтобы разобраться в вопросе, мы должны разобраться в характеристиках этой гармоники.

На рис. 6 показана последовательность гармоник с 1

^st по 3 ^rd . Первая, вторая и третья гармоники имеют характеристики положительной, отрицательной и нулевой последовательности соответственно. Используя фазовые углы первой гармоники в качестве эталона, мы получаем углы последовательности для гармоник 2 ^, и 3 ^, , умножая углы 60 Гц на два и три соответственно. Как показано на рисунках 6 и 7, гармоники 2 ^, и 3 ^, демонстрируют характеристики обратной и нулевой последовательности соответственно.

Рисунок 6. Последовательность 1 ^ST до 3 ^RD Harmonic

Рисунок 7.

35

. Гармоники 6 ^th имеют положительную, отрицательную и нулевую последовательности, а гармоники 7 , 8 и 9 ^th также имеют положительную, отрицательную и нулевую последовательности.

На рис. 7 мы видим, что векторное добавление IA, IB и IC как для положительных, так и для отрицательных последовательностей приводит к сумме 0 из-за разделения на 120°. Следовательно, в нейтрали нет тока, который мог бы течь обратно к другой доступной нейтрали. Это не относится к 3

^-й -й, 6-й ^-й -й и 9-й ^-й -й гармоники. Это гармоники нулевой последовательности, и сумма на нейтрали в три раза превышает ток в каждой фазе. Гармоники 3 ^rd , 6 ^th и 9 ^th будут протекать, если есть обмотка треугольником или близкий путь через землю. Короче говоря, гармоники нулевой последовательности нуждаются в замкнутом пути. Это показано на рис. 8.

Кроме того, в случае соединения звезда-треугольник, как показано на рис.

8, 3 ^rd гармоническая ЭДС нейтральной линии вызовет третью гармонику тока в треугольнике, который образует замкнутый контур.

Нет необходимости в токе 3 гармоник

^rd в обмотке по схеме «звезда». Кроме того, линейная ЭДС гармоник 3 ^rd отсутствует, поскольку все токи гармоник 3 ^rd находятся в фазе.

Рисунок 8. 3-я гармоника в соединении звезда-треугольник

Рисунок 9показывает соединение дельта-дельта. Это соединение не является предпочтительным вариантом по разным причинам. Однако это соединение обеспечивает закрытый путь для прохождения третьей гармоники.

Рис. 9. Соединение треугольник-треугольник

Рис. Источник подает напряжение возбуждения, которое содержит 3 ^rd гармоник напряжения фаза-нейтраль. Это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора. Однако для течения третьей гармоники нет замкнутого пути. Необходимо обеспечить протекание тока третьей гармоники, чтобы устранить любое напряжение третьей гармоники в выходном напряжении трансформатора.

Если трансформатор сердечникового типа, будет протекать ток третьей гармоники, так как в сердечниковом трансформаторе расположение обмоток создает фиктивную третичную треугольник. Если это оболочковый тип, потребуется третичный треугольник, если только нейтраль источника и нейтраль первичной обмотки трансформатора не заземлены. Однако заземление этих двух нейтралей нежелательно, так как поток гармоник 3

^rd между двумя нейтралями вызовет помехи в цепях связи.

Единственным исключением, относящимся к гармонике нулевой последовательности (3

^rd , 6 ^th , 9 ^th ) в отличие от нулевой последовательности 60 Гц, является то, что поток этих тройных гармонических токов не подчиняется правилу уравновешивания ампер-витков. Это означает, что протекание тока в одной обмотке не требует протекания тока в другой обмотке. Другими словами, балансировка ампервитков не требуется.

Соединение «звезда-звезда» с незаземленной нейтралью, как показано на рис. 10, имеет другие проблемы, такие как нестабильность нейтрали, перенапряжение и т. д., и, следовательно, не является предпочтительным, если трансформатор не имеет обмотки сердечника.

Рис. 11. Трансформатор кожухового типа. Рисунок 12 (справа). Трансформатор, соединенный звездой-звездой, с заземленной нейтралью системы и заземленной первичной обмоткой трансформатора.

В трансформаторах корпусного типа обязательно используется третичная обмотка. На Рисунке 11 показан трансформатор кожухового типа, и это соединение позволит протекать току третьей гармоники и подавить гармоническое напряжение 3

^rd в выходном напряжении трансформатора. Если бы это был трансформатор с сердечником, третья гармоника будет протекать без третичного треугольника, поскольку обмотка с сердечником создает фиктивный третичный треугольник.

На рис. 12 показан случай, когда трансформатор подключен по схеме «звезда-звезда», нейтраль системы заземлена, а первичная обмотка трансформатора заземлена. В этом случае 3 гармоники

^rd будут протекать в первичной обмотке по схеме «звезда». Однако поток гармоник между нейтралью системы и первичной нейтралью трансформатора приведет к помехам в системе связи.

В этом случае, если в дополнение к заземлению нейтрали, как показано на рис. 12, имеется тройник треугольника, 3

^rd гармоника будет разделена между первичной обмоткой и обмоткой треугольником, и это разделение не имеет значения.

На рис. 13, показанном ниже, показано наилучшее соединение для прохождения гармоник 3

^rd . Гармоническая ЭДС 3 ^rd действует на обмотку треугольника, и результирующая гармоника 3 ^rd протекает в обмотке треугольника.

Нет необходимости в протекании во вторичной обмотке соответствующей 3-й

^-й -й гармоники, т. к. не требуется уравновешивающих ампер-витков до 3 ^rd , 6 ^th , 9 ^th касаются гармоник.

Рис. 13. Оптимальное соединение для протекания 3-й ^-й -й гармоники. Рисунок 14 (справа). То же, что и на рис. 13, но здесь первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка соединена треугольником.

На рис. 14 показана та же конфигурация, что и на рис. 13, за исключением того, что первичная обмотка соединена звездой, а вторичная обмотка соединена треугольником. В этом случае также 3 ^rd гармонический ток имеет закрытый путь для протекания в треугольнике.

Соединения для повышающих трансформаторов генератора (GSU)

Одним из факторов, влияющих на выбор соединения трансформатора, является протекание тока замыкания на землю через трансформатор. Соединения могут разрешать или блокировать протекание токов замыкания на землю между двумя частями системы, соединенными через трансформатор.

Одной из важных областей, требующих особого внимания, является выбор подключения трансформатора для GSU.

На рис. 15 показано подключение GSU по схеме «звезда-заземление/звезда-заземление». Такое подключение нежелательно, поскольку величина замыкания на землю, протекающего в каждой обмотке, не является определяющей во время замыкания на землю на любой стороне GSU. Такое соединение затрудняет определение правильных настроек реле защиты заземления.

Рис. 15. Блок GSU, подключенный по схеме «звезда с заземлением» или «звезда с заземлением». Рисунок 16 (справа). GSU соединен треугольником на стороне высокого напряжения и соединен звездой на стороне генератора.

Если этот GSU имеет корпусную конструкцию, он будет содержать третичную обмотку. Наличие третичной обмотки еще больше усложнит релейную защиту от замыканий на землю. Короче говоря, определение распределения тока между двумя заземленными системами затруднено.

Если GSU представляет собой конструкцию основного типа, физическое третичное устройство не требуется. Трансформатор сердечникового типа по своей конструкции создает фиктивную треугольную цепь. С соединением, показанным на рис. 15, заземляющая ретрансляция усложняется, независимо от того, является ли это конструкцией корпуса или сердечника.

На рис. 16 показано соединение GSU по схеме «треугольник» на стороне высокого напряжения и заземление по схеме «звезда» на стороне генератора. Это нежелательное соединение для GSU.

Замыкание на землю между линией, соединяющей GSU и трансформатором T1, будет устранено автоматическим выключателем A. Однако сторона трансформатора, соединенная звездой, не увидит этого замыкания, и, следовательно, выключатель B не сработает. Заземленный проводник останется подключенным к генератору и, следовательно, будет находиться под напряжением. Это вопрос безопасности, и, кроме того, если от линии отведена распределительная цепь, генератор будет питать незаземленную систему.

Это неприемлемая ситуация.

Одним из решений является установка заземляющей батареи на стороне высокого напряжения GSU, как показано на рис. 17. Это обеспечит путь для прохождения тока замыкания на землю через заземляющий трансформатор. Это позволит отключить выключатель B через реле, подключенное к нейтрали заземляющей батареи.

Рис. 17. Заземляющая батарея на верхней стороне GSU. Рисунок 18 (справа). Желательное соединение для трансформатора GSU.

На рис. 18 показано желаемое соединение. Замыкания на землю в линии электропередачи будут устранены тормозами A и B. Замыкания на землю на стороне генератора будут устранены путем отключения выключателя B через реле заземления, применяемые на генераторе. Нейтраль генератора заземлена.

Роль подключения трансформатора в выпрямлении

На рис. 19 показана система привода с регулируемой скоростью, используемая на промышленных предприятиях для питания двигателей с регулируемой скоростью.

Происходит выпрямление с последующим преобразованием постоянного тока в регулируемую мощность 60 Гц для двигателя.

Обычно используются 6-импульсные и 12-импульсные схемы. На рис. 14 показано 12-импульсное выпрямление с использованием двенадцати диодов/тиристоров. Недостаток более дешевого варианта 6-импульсной схемы двоякий. Выход постоянного тока не является гладким, а выпрямление создает значительные гармоники, которые вводятся во входящий источник питания переменного тока. Двумя основными гармониками, которые создают искажения напряжения и тока, являются 5

^-й -й и 7-й ^-й -й гармоники.

Рис. 19. Система привода с регулируемой скоростью

Проблема качества постоянного тока решена за счет использования более дорогого варианта 12-импульсного выпрямителя, в котором используется схема 12 диодов/тиристоров. Проблема гармонических искажений решается введением 30-градусного фазового сдвига между двумя вторичными обмотками, как показано на рис.