Группы соединения трансформаторов
Мы уже рассмотрели соединение трансформаторов в треугольник, звезду и зигзаг. Теперь остановимся более подробно на группах соединения трансформаторов. Обмотки низкого, среднего и высокого напряжения трансформаторов могут соединяться по-разному – в треугольник, звезду, реже зигзаг, образуя схему соединения обмоток трансформатора.
Схема соединения – это сочетание схем соединения обмоток высшего и низшего напряжения для двухобмоточного трансформатора или обмоток высшего, среднего и низшего для трехобмоточного трансформатора. Однако, несмотря на различное соединение обмоток, схемы могут давать одинаковый сдвиг между одноименными векторами напряжения. Несколько схем, дающих одинаковый по величине угол сдвига фаз, образуют группу соединения.
Основных групп может быть 12. Для удобства представляют циферблат стрелочных часов. Каждой группе соответствует угол кратный 30 градусам от 0 до 360 градусов. Они отмечаются на циферблате часов, через один час, каждому часу соответствует сдвиг в 30 градусов. 360 градусов – 12 часов.
Групп 12 и имеется следующая закономерность – четные группы (2,4,6,8,10,12) образуются, если с высокой и низкой стороны одинаковое соединение (треугольник-треугольник, звезда-звезда). Нечетные группы (1,3,5,7,9,11) образуются, если с высокой и низкой сторон различное соединение (треугольник-звезда).
В ГОСТ 30830-2002 пишется, что вектор фазы А ВН откладывается параллельно и сонаправленно стрелке на 12 часов. Порядок фаз идет А-В-С, движение векторов на циферблате осуществляется против часовой стрелки.
Чтобы построить треугольник, сначала надо построить звезду, а потом вписать ее в треугольник.
Вот, например, двухобмоточный трехфазный трансформатор со схемой Y/Д-11, для примера. Где Y-значит звезда с высокой стороны, Д-треугольник с низкой стороны, между ними угол 360 градусов.
Если трансформатор трехобмоточный, то может быть (возьмем ради примера) Y0/Y/Д-12-5. Все как и в прошлом примере, только добавилась обмотка среднего напряжения. В этом примере обмотка ВН – звезда с нулем, СН – звезда, НН – треугольник. Сдвиг между обмотками ВН и СН – 12 часов, между ВН и НН – 11 часов (или 0 часов). Между СН и НН – 11 часов, про это писалось выше.
Существуют определенные действия с выводами обмоток, выполнив которые, можно добиться определенного результата группами трансформаторов.
- если по-порядку циклически перемаркировать фазы А-В-С(а-b-c) на В-С-А(b-c-a), то группа изменится на 4 (как в большую, так и в меньшую сторону)
- двойная перемаркировка двух фаз, на стороне ВН и НН, изменяют нечетную группу на плюс минус 2
- если поменять местами две фазы на одной из сторон (ВН или НН), то трансформатор потеряет группу и его запрещено будет включать на параллельную работу с другим трансформатором
Схемы групп соединения обмоток 3ф. 2обм. трансформаторов
Существует огромное множество схем соединения обмоток, некоторые из них образуют группы соединения трансформаторов. Рассмотрим некоторые из них, а именно схемы со звездой и треугольником с группами от 1 до 12.
Также схематично представим обозначения вводов на крышке трансформатора и векторные диаграммы.
12 группа (Y/Y-12, Д/Д-12)
Рисунок 1 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 12
11 группа (Y/Д-11, Д/Y-11)
Рисунок 2 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 11
10 группа (Д/Д-10, Y/Y-10)
Рисунок 3 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 10
9 группа (Y/Д-9, Д/Y-9)
Рисунок 4 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 9
8 группа (Y/Y-8, Д/Д-8)
Рисунок 5 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 8
7 группа (Y/Д-7, Д/Y-7)
Рисунок 6 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 7
6 группа (Y/Y-6, Д/Д-6)
Рисунок 7 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 6
5 группа (Y/Д-5, Д/Y-5)
Рисунок 8 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 5
4 группа (Y/Y-4, Д/Д-4)
Рисунок 9 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 4
3 группа (Y/Д-3, Д/Y-3)
Рисунок 10 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 3
2 группа (Y/Y-2, Д/Д-2)
Рисунок 11 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 2
1 группа (Y/Д-1, Д/Y-1)
Рисунок 12 – схема соединения обмоток, векторная диаграмма и расположение выводов на крышке трансформатора для схем группы 1
Укажем некоторые особенности отдельных схем:
Схема Y0/Y-12 получается из схемы Y/Y-12 соединением нулевого ввода трансформатора с нейтралью звезды;
Схема Д/Д-12 – обе обмотки выполнены левыми, если же одну из обмоток выполнить правой, то выйдет схема Д/Д-6.
Схема Д/Д-10 – обе обмотки левые, если одну из обмоток выполнить правой, то получится схема Д/Д-4;
Схему Д/Д-8 можно получить, если в схеме Д/Д-2 одну из обмоток выполнить правой.
Схему Y/Д-5 можно получить, если в схеме Y/Д-11 одну из обмоток выполнить правой, а вторую левой.
Далеко не все из представленных схем широко распространены, однако, их знание не будет лишним.
Дун 11 схема соединения трансформатора
Схемы соединения обмоток
В соответствии с ГОСТ силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 2500 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:
«звезда/звезда» — Y/Yн-0 ;
«треугольник-звезда» — D/Yн-11 ;
«звезда-зигзаг» — Y/Zн-11 .
Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы — А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят.
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих . Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.
* У/УН-0 : обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН – в звезду в выведенной
нейтралью; группа 0;
* Д/УН-11 : обмотка ВН соединена в треугольник, обмотка НН – в звезду с
выведенной нейтралью; группа 11;
* У/ZН-11 : обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН- в зигзаг с выведенной
нейтралью; группа 11.
Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн-11. Несколько меньший эффект дает схема Y/Yн-0. Схему D/Yн-11 для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов D/Yн-11 может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.
Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
Б.1 Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов должны соответствовать приведенным в таблицах Б.1 — Б.8.
Таблица Б.1 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН | НН | ВН | НН | |
 |  |  |  | Y/Yн-0 |
 |  |  |  | Yн/Y-0 |
 |  |  |  | Y/D-11 |
 |  |  |  | Yн/D-11 |
 |  |  |  | Y/Zн-11 |
 |  |  |  | D/Yн-11 |
 |  |  |  | D/D-0 |
Таблица Б.2 — Схема и группа соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН | НН | ВН | НН | |
 |  |  |  | 1/1-0 |
Таблица Б.3 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трехобмоточных трансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||||
| ВН | СН | НН | ВН | СН | НН | |
 |  |  |  |  |  | Yн/Yн/D-0-11 |
 |  |  |  |  |  | Yн/D/D-11-11 |
Таблица Б.4 — Схема и группа соединения обмоток трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН и СН | НН | ВН и СН | НН | |
 |  |  |  | Yнавто/D-0-11 |
Таблица Б.5 — Схема и группа соединения обмоток однофазных трехобмоточных автотрансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН и СН | НН | ВН и СН | НН | |
 |  |  |  | 1авто/1-0-0 |
Таблица Б.6 — Схема и группа соединения обмоток трехфазных двухобмоточных автотрансформаторов
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение |
| ВН и НН | ВН и НН | |
 |  | Yнавто |
Таблица Б.7 — Схема и группа соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН | НН | ВН | НН | |
 |  |  |  | 1/1-1-0-0 |
Таблица Б.8 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН
| Схема соединения обмоток | Диаграмма векторов напряжения холостого хода | Условное обозначение | ||
| ВН | НН | ВН | НН | |
 |  |  |  | Yн/D-D-11-11 |
 |  |  |  | D/D-D-0-0 |
Б.2 Схемы и группы соединения обмоток однофазных трансформаторов для работы в трехфазной группе следует указывать в НД на данные трансформаторы.
Б.3 Указанные в таблицах Б.1 — Б.8 схемы соединения обмоток не относятся к действительному расположению отводов активной части и вводов на крышке бака трансформатора.
Схемы соединения обмоток ВН указаны со стороны отводов обмотки ВН, а схемы соединения обмоток СН и НН — со стороны отводов обмотки НН.
Примечание — В схемах соединения обмоток допустимо вместо обозначений А, В, С и а, b, с использовать обозначения I, II, III и i, ii, iii соответственно, которые применяют в международной практике.
Приложение В
(обязательное)
Защитные покрытия
В.1 Для масляных трансформаторов металлические поверхности элементов активной части, внутренние поверхности бака, расширителя и защитного устройства (выхлопной трубы) должны иметь маслостойкое покрытие, защищающее масло от контакта с ними и не оказывающее вредного влияния на масло.
Допускается не защищать покрытием торцевые поверхности магнитной системы, магнитные экраны, алюминиевые шины, детали переключающих устройств, крепежные детали, а также другие детали и составные части активной части, не оказывающие активного каталитического воздействия на масло.
В.2 Охладители систем охлаждения должны быть очищенными и промытыми трансформаторным маслом.
Трубы маслопроводов систем охлаждения, соединяющие бак трансформатора с охладителями, должны быть коррозионно-стойкими и маслостойкими или иметь коррозионно-стойкое и маслостойкое внутреннее покрытие.
В.3 Для трансформаторов, залитых синтетическим маслом, и масляных трансформаторов с гофрированными баками, залитых минеральным маслом, требования защиты внутренних поверхностей должны быть указаны в НД на данные трансформаторы.
В.4 Наружные поверхности трансформатора из некоррозионно-стойких материалов должны иметь стойкие к атмосферным воздействиям покрытия. Применяемые для этих целей лакокрасочные покрытия должны быть серого, светло-серого или темно-серого цветов.
Для сухих трансформаторов требования к цвету покрытий наружных поверхностей должны быть указаны в НД на данные трансформаторы.
Поверхности резьбовых соединений, деталей сочленения бака с транспортером сочлененного типа, поверхности катания катков, поверхности заземления допускается не защищать покрытиями. В этом случае указанные поверхности подлежат консервации.
В.5 Трансформаторы для КТП мощностью свыше 250 кВ·А должны быть окрашены в один цвет с их шкафами.