Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов

Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки — высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, или фазы. Таким образом, трехфазный трансформатор имеет шесть независимых фазных обмоток и 12 выводов с соответствующими зажимами, причем начальные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают буквами A , B , С, конечные выводы — X , Y , Z , а для аналогичных выводов фаз обмотки низшего напряжения применяют такие обозначения: a, b, c, x, y, z.

Каждая из обмоток трехфазного трансформатора — первичная и вторичная — может быть соединена тремя различными способами, а именно:

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду, либо в треугольник (рис. 1).

Осветительные сети выгодно строить на высокое напряжение, но лампы накаливания с большим номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Поэтому их целесообразно питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также выгодно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.

С другой стороны, с точки зрения условий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целесообразно включать в треугольник.

Фазный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора находят, как соотношение фазных напряжений при холостом ходе:

а линейный коэффициент трансформации, зависящий от фазного коэффициента трансформации и типа соединения фазных обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора, по формуле:

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам «звезда-звезда» или «треугольник-треугольник», то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. n ф = n л.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме «звезда — треугольник» — n л = n фV 3 , а по схеме «треугольник-звезда» — n л = n ф / V 3

Группы соединений обмоток трансформатора

Группа соединений обмоток трансформатора характеризует взаимную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Изменение взаимной ориентации этих напряжений осуществляется соответствующей перемаркировкой начал и концов обмоток.

Стандартные обозначения начал и концов обмоток высокого и низкого напряжения показаны на рис.1.

Рассмотрим вначале влияние маркировки на фазу вторичного напряжения по отношению к первичному на примере однофазного трансформатора (рис. 2 а).

Обе обмотки расположены на одном стержне и имеют одинаковое направление намотки. Будем считать верхние клеммы началами, а нижние — концами обмоток. Тогда ЭДС Ё1 и E2 будут совпадать по фазе и соответственно будут совпадать напряжение сети U1 и напряжение на нагрузке U2 (рис. 2 б). Если теперь во вторичной обмотке принять обратную маркировку зажимов (рис. 2 в), то по отношению к нагрузке ЭДС Е2 меняет фазу на 180°. Следовательно, и фаза напряжения U2 меняется на 180°.

Таким образом, в однофазных трансформаторах возможны две группы соединений, соответствующих углам сдвига 0 и 180°. На практике для удобства обозначения групп используют циферблат часов. Напряжение первичной обмотки U1 изображают минутной стрелкой, установленной постоянно на цифре 12, а часовая стрелка занимает различные положения в зависимости от угла сдвига между U1 и U2. Сдвиг 0° соответствует группе 0, а сдвиг 180° — группе 6 (рис. 3).

В трехфазных трансформаторах можно получить 12 различных групп соединений обмоток. Рассмотрим несколько примеров.

Пусть обмотки трансформатора соединены по схеме Y/Y (рис. 4). Обмотки, расположенные на одном стержне, будем располагать одну под другой.

Зажимы А и а соединим для совмещения потенциальных диаграмм. Зададим положение векторов напряжений первичной обмотки треугольником АВС. Положение векторов напряжений вторичной обмотки будет зависеть от маркировки зажимов. Для маркировки на рис. 4а, ЭДС соответствующих фаз первичной и вторичной обмоток совпадают, поэтому будут совпадать линейные и фазные напряжения первичной и вторичной обмоток (рис. 4, б). Схема имеет группу Y/Y — О.

Изменим маркировку зажимов вторичной обмотки на противоположную (рис. 5. а). При перемаркировке концов и начал вторичной обмотки фаза ЭДС меняется на 180°. Следовательно, номер группы меняется на 6. Данная схема имеет группу Y/Y — б.

На рис. 6 представлена схема, в которой по сравнению со схемой рис 4 выполнена круговая перемаркировка зажимов вторичной обмотки. При этом фазы соответствующих ЭДС вторичной обмотки сдвигаются на 120° и, следовательно, номер группы меняется на 4.

Схемы соединений Y/Y позволяют получить четные номера групп, при соединении обмоток по схеме «звезда-треугольник» номера групп получаются нечетными. В качестве примера рассмотрим схему, представленную на рис. 7.

В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, поэтому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но так как угол между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.

Из двенадцати возможных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: «звезда-звезда» — 0 и «звезда-треугольник» — 11. Они, как правило, и применяются на практике.

Схемы «звезда-звезда с нулевой точкой» используют в основном для трансформаторов потребителей напряжением 6 — 10/0,4 кВ. Нулевая точка дает возможность получить напряжение 380/220 или 220/127 В, что удобно для одновременного подключения как трехфазных, так и однофазных приемников электроэнергии (электродвигателей и ламп накаливания).

Схемы «звезда-треугольник» применяют для высоковольтных трансформаторов, соединяя обмотку 35 кВ в звезду, а 6 или 10 кВ в треугольник. Схема «звезда с нулевой точкой» используется в высоковольтных системах, работающих с заземленной нейтралью.

Группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов:

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Проект РЗА

Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике

Влияние группы соединения обмоток на чувствительность защиты трансформатора — опыт 3

Для меня в расчете уставок защиты трансформатора 6 (10)/0,4 кВ самое сложное было понять, какой ток нужно брать для проверки чувствительности?

На первый взгляд все просто — посчитал минимальный ток короткого замыкания в конце зоны (шины 0,4 кВ), поделил на коэффициент трансформации силового транса и проверяй коэффициент чувствительности, по известной формуле.

Если вы делаете именно так, то у меня для вас плохие новости) Это неправильный способ.

Почему «неправильно» я уже объяснял в одном из своих видео. Если интересно, то можете его посмотреть здесь .

Об этих явлениях вы также можете прочитать в книге М.А. Шабада » Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей». Данная книга является основой видеокурса по защитам трансформаторов 10/0,4 кВ.

Сегодня я предлагаю вам самим получить выводы, которые я делал в этом видеоуроке. Для этого скачайте файл с программой и поэкспериментируйте с различными видами КЗ, в реальном времени.

Если хотите понять, что именно позволяет делать программа, то посмотрите это видео.

Если кратко, то вы можете моделировать любые группы соединений обмоток силового трансформатора и имитировать любые короткие замыкания, при помощи векторных диаграмм.

После этих опытов вы будете лучше понимать главную особенность расчета защит трансформаторов и сможете объяснить это другим.

Если хотите скачать файл с опытом из видео, подпишитесь на нашу новостную рассылку

Напоминаю, что для работы вам потребуется MS Visio 2010 и выше. Также хочу предупредить о том, что вращать можно только фазные вектора на стороне 0,4 кВ и указатель группы соединения обмоток. Остальные векторные диаграммы трогать не нужно иначе нарушится связь формул. Если все-таки зацепили один из «закрытых» векторов, просто нажмите «Отменить» или закройте файл без сохранения.

Если будут вопросы и предложения по новым опытам — пишите в комментариях. Кое-что из ранее предложенных идей мы уже взяли на вооружение.

Спасибо за ваше участие, и полезного вам обучения!

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Группы соединения обмоток трансформаторов (Страница 1 из 6)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 114

1 Тема от gavrilovone 2017-06-05 15:41:49

• gavrilovone
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-05-15
• Сообщений: 62
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Группы соединения обмоток трансформаторов

Добрый день друзья, ответьте пожалуйста на такой вопрос. Существует понятие групп соединия трансформаторов. известно, что их 12 и прочее, много информации на эту тему, но нигде не описано для чего это нужно, какая практическая цель этих групп? что дает понимание этих групп соединения?

2 Ответ от iskaul 2017-06-05 16:55:19

• iskaul
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-11-10
• Сообщений: 43
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Книга
Векторные диаграммы в релейной защите. Елфимов В.М.
Очень хорошо все объяснено.

3 Ответ от matu 2017-06-05 17:05:48

• matu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-02-21
• Сообщений: 716
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

но нигде не описано для чего это нужно, какая практическая цель этих групп?

Определяет возможность параллельной работы тр-ров, помогает учесть особенности трансформации симметричных составляющих при несимметричных режимах.

4 Ответ от gavrilovone 2017-06-05 18:24:08

• gavrilovone
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-05-15
• Сообщений: 62
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

зачем вообще делают трансы на разные группы, почему нельзя чтобы они были все одной. вот я о чем

Определяет возможность параллельной работы тр-ров, помогает учесть особенности трансформации симметричных составляющих при несимметричных режимах.

5 Ответ от retriever 2017-06-05 20:07:08

• retriever
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-26
• Сообщений: 2,566
• Репутация : [ 12 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

зачем вообще делают трансы на разные группы, почему нельзя чтобы они были все одной. вот я о чем

Сделать-то, наверное, можно, только получится что? Все трансформаторы 12й группы? Звезда-Звезда?
А если хочется вторичную обмотку в треугольник собрать, 12й группы не будет никак (только нечетные).

Вот и получается, видимо, что как минимум есть какая-то четная группа (12я) и какая-то нечетная группа (в России 11я Y/D-11 — напр. 110/10, D/Y-11 — напр. 10/0.4)
При каких-то перестановках по первичке 11я группа может превратиться в первую (была где-то тема на форуме).

Другие группы, кроме 12й и 11й, используют редко (еще бывает соединения в разнокалиберные зигзаги, какие-то страшные группы соединения для выпрямительных трансформаторов+ фазоповоротные трансформаторы, у которых группа регулируется плавно).

6 Ответ от gavrilovone 2017-06-05 20:58:27

• gavrilovone
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-05-15
• Сообщений: 62
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Благодарю, за участие в вопросе)

7 Ответ от Lekarь 2017-06-05 21:01:03

• Lekarь
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-12-26
• Сообщений: 4,886
• Репутация : [ 9 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

зачем вообще делают трансы на разные группы, почему нельзя чтобы они были все одной. вот я о чем

локально (на одном объекте) так и есть — в подавляющем большинстве случаев трансформаторы одной группы. Говоря про энергосистему — не то что нельзя, а экономически невыгодно создавать одну группу соединения трансформаторов. Для энергосистемы разные группы соединений трансформаторов обеспечивают единство энергосистемы, т.е. благодаря трансформаторам станции работают параллельно все вместе на всех классах напряжения в энергосистеме. Если сделать одну группу соединения, то будут либо колоссальные расходы на коммутационную аппаратуру и мероприятия по уменьшению токов короткого замыкания либо колоссальные расходы на изоляцию. Сама конструкция большинства трансформаторов создает предпосылки несимметричного магнитного потока из-за расположения обмоток в плоскости плюс на это дело накладывается расстояния прохождения электромагнитной волны, что ведет к сдвигу фаз. За счет разных групп соединения трансформаторов все это компенсируется при малых экономических затратах. Если говорить совсем просто всё дело в стоимости такой сети для экономики. Имея возможность выпускать разные группы трансформаторов получаем разумный вариант по стоимости электрогенераторов и сетей.

8 Ответ от GRadFar 2017-06-05 22:27:28

• 
• GRadFar
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: г. Алматы, Казахстан
• Зарегистрирован: 2012-08-08
• Сообщений: 1,499
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

зачем вообще делают трансы на разные группы, почему нельзя чтобы они были все одной. вот я о чем

Если грубо — все трансформаторы делают одинаковыми. По разным группам их «разводит» соединение и маркировка вторичной обмотки.
Берем случай, когда из бака выведены все шесть выводов вторички (или это три однофазных тр-ра): три начала и три конца. Соединяем в звезду и крутим наименования выводов АВС — ВСА — САВ. Получаем сдвиг фазы ВН/НН последовательно 0, 120 и 240 градусов. Потом меняем начала с концами и еще раз крутим — имеем еще три варианта. — итого шесть «четных» групп.
Соединяем выводы в треугольник. Имеем «базовый» сдвиг на 60 градусов. Повторяя «проворот» маркировки А,В и С и замену начало/конец — еще 6 групп, теперь уже нечетных.
В случае, когда НН соединяется в баке — её соединяют в 11 группу. Но и тут есть подвох: при «обратном» чередовании фаз (а таких объектов и сейчас хватает, сам на таком работал) — трансформатор «разворачивается» в группу 1 (о чём и упоминал коллега retriever )
И как раз четкое понимание всех этих групп, откуль они берутся и как перевести одну группу в другую — и позволит Вам не «накосячить» при подключении транса в сеть. Ошибки здесь, знаете ли, чреваты.
И напоследок: почему такие обозначения? да по циферблату часовому. Минутная стрелка — вектор ВН, показывает на 0 (12). Часовая — вектор НН одноименной фазы. На какую цифру на циферблате вектор показывает — так и называется группа.

9 Ответ от leon_lts 2017-06-06 15:43:44

• leon_lts
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-11
• Сообщений: 402
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Читаю обзор последних несчастных случаев. Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» — Ленинградское ПМЭС ПС 330 кВ Завод Ильич, ГРУ-6 кВ. Описание оборудования — 1СШ подключена к трансформатору 110/10/6 кВ Т-2, а 2СШ к группе трансформаторов 110/10/6 кВ Т-1 и 110/35/6 кВ Т-4. По причине несимметричности фаз (угол сдвига фаз напряжений составляет 300) 1СШ и 2СШ не могут работать в параллель. Предполагаю как раз из-за конструктивных особенностей трансформаторов.
Подойдя к ячейке фидера, пострадавший ошибочно включил 1ШР, вместо того чтобы отключить 2ШР, что привело к возникновению электрической дуги и трехфазного КЗ в ячейке из-за несимметричности фаз между 1СШ и 2СШ

10 Ответ от Vlades 2017-06-06 17:07:20

• Vlades
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2016-01-29
• Сообщений: 43
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Есть хорошая книжка Каминский Е.А. Звезда,треугольник,зигзаг-там всё это объясняется и как строятся диаграммы тоже.

11 Ответ от stoyan 2017-06-07 09:19:05 (2017-06-07 09:20:03 отредактировано stoyan)

• stoyan
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-05-04
• Сообщений: 1,402

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

какая практическая цель этих групп?

Трансформаторы с соединением»звезда-звезда» более дешевые и это единственный плюс для этой группы.
При соединеии «звезда-треугольник» или наоборот следные преимущества:
Дает более правильную синосоиду (треугольник фильтрирует нулевые составляющие и гармоники кратные трем0
Имеет Z0 = Z1, что важно для трансформаторов 110кВ и выше. Наличие обмотки соединенной в треугольник обязательное условие если необходимо заземление нейтрали трансформатора (обмотки ВН, соединенной в звезду).
Легче и в большей степени терпят несимметричную нагрузку (зигзаг дает тоже самое).
Может и еще есть.
Так что в зависимости от случая используют то что надо.

12 Ответ от DimaSto 2017-06-07 13:32:23

• DimaSto
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Санкт-Петербург
• Зарегистрирован: 2013-04-24
• Сообщений: 46
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

локально (на одном объекте) так и есть — в подавляющем большинстве случаев трансформаторы одной группы. Говоря про энергосистему — не то что нельзя, а экономически невыгодно создавать одну группу соединения трансформаторов. Для энергосистемы разные группы соединений трансформаторов обеспечивают единство энергосистемы, т.е. благодаря трансформаторам станции работают параллельно все вместе на всех классах напряжения в энергосистеме. Если сделать одну группу соединения, то будут либо колоссальные расходы на коммутационную аппаратуру и мероприятия по уменьшению токов короткого замыкания либо колоссальные расходы на изоляцию. Сама конструкция большинства трансформаторов создает предпосылки несимметричного магнитного потока из-за расположения обмоток в плоскости плюс на это дело накладывается расстояния прохождения электромагнитной волны, что ведет к сдвигу фаз. За счет разных групп соединения трансформаторов все это компенсируется при малых экономических затратах. Если говорить совсем просто всё дело в стоимости такой сети для экономики. Имея возможность выпускать разные группы трансформаторов получаем разумный вариант по стоимости электрогенераторов и сетей.

🙂 ю мэйк май дэй 🙂
Это форум релейщиков? Или .

Особенно повеселило: «на это дело накладывается расстояния прохождения электромагнитной волны, что ведет к сдвигу фаз»
В «шедевры» — однозначно!

13 Ответ от Lekarь 2017-06-07 13:41:05

• Lekarь
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-12-26
• Сообщений: 4,886
• Репутация : [ 9 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

🙂 ю мэйк май дэй 🙂
Это форум релейщиков? Или .

Особенно повеселило: «на это дело накладывается расстояния прохождения электромагнитной волны, что ведет к сдвигу фаз»
В «шедевры» — однозначно!

Скажите Вы свою версию! Знающий Вы наш человек!

14 Ответ от ПАУтина 2017-06-07 14:42:07 (2017-06-07 14:42:57 отредактировано ПАУтина)

• ПАУтина
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-12-27
• Сообщений: 2,403
• Репутация : [ 4 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Может всё проще.
Для сетей 110 кВ и выше нужно локализовывать ОКЗ, так как изоляция не выдержит линейное напражение, поэтому ну никак без глухо заземлённой нейтрали, и поэтому только звезда. Далее хорошо бы было ещё и обмотки автотрансформаторов в треугольник соединить, но не возможно.
Для генераторов, что бы избавиться от ОКЗ обмотка трансформатора только в треугольник. Представляете какие там токи ОКЗ на землю будут если будет заземлённая нейтраль?!

А от сюда всё пошло и поехало и десятилетиями нарастало, слава Богу договорились по 11.

Вопрос на засыпку, как так получилось? С одной стороны сеть подключена по 220 кВ и с другой стороны на 110 кВ, причем на одном конце ПС с ТР звезда и с другом тоже, но замкнуть ВЛ нельзя, так как сдвиг 30 гр. Сеть реальная.

15 Ответ от doro 2017-06-07 15:16:54

• doro
• свободный художник
• На форуме

• Откуда: г. Краснодар
• Зарегистрирован: 2011-01-08
• Сообщений: 9,582

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Похоже, что здесь нет понимания мнения оппонентов, которые некорректно изложили свои соображения.

Если сделать одну группу соединения, то будут либо колоссальные расходы на коммутационную аппаратуру и мероприятия по уменьшению токов короткого замыкания либо колоссальные расходы на изоляцию.

В данном случае понимаю: если все обмотки соединить в звезду, да еще и с заземленной нейтралью, токи ОЗЗ вырастут до неимоверных значений. Но это — только довод в применении схем соединения звезда/треугольник независимо от группы. А всякие 1, 2, 3, 4 и т.д. к этому не имеет отношения. Кстати, пример одного из средств ограничения токов КЗ — Выборгский преобразовательный комплекс, экспорт в Скандинавию. Линия постоянного тока нулевой длины. Но это — дорогое удовольствие. Не будем же подобное городить между каждой энергосистемой и каждым энергорайоном в энергосистеме.
Кстати, по остальным соображениям в этом посте вполне присоединяюсь к мнению DimaSto,

16 Ответ от Lekarь 2017-06-07 15:54:09

• Lekarь
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-12-26
• Сообщений: 4,886
• Репутация : [ 9 | 0 ]

Re: Группы соединения обмоток трансформаторов

Похоже, что здесь нет понимания мнения оппонентов, которые некорректно изложили свои соображения.В данном случае понимаю: если все обмотки соединить в звезду, да еще и с заземленной нейтралью, токи ОЗЗ вырастут до неимоверных значений. Но это — только довод в применении схем соединения звезда/треугольник независимо от группы. А всякие 1, 2, 3, 4 и т.д. к этому не имеет отношения.

Почему они не будут иметь отношения? Я рассматриваю вариант, ни когда на объекте надо два трансформатора в параллель включить. В этом случае можно просто взять и выпускать все трансформаторы одной группы. Вы посмотрите такой вариант: у нас есть два объекта 500/110 кВ, расположенных в разных системах. Сеть полностью замкнута. Причем сеть 500 кВ пусть будет 100 км, а сеть 110 кВ будет иметь в кольце 500 км. И мы имея в кольце все одинаковые трансформаторы сможем спокойно замкнуться по сети 110 кВ, при всех существующих отборах мощности? Насколько помню, у нас даже сдвиг фаз между Московской энергосистемой и Владимирской системой. Т.е. если в Москве фаза «А» будет красной, то во Владимире фаза «А» будет желтой или зеленой. Он получился из-за самостоятельного развития московской системы и системы , развивающейся в сторону Урала, но углы уже разные.
А если вспомнить эксперимент 60-х годов по улавливанию сдвига фаз в сети 500 кВ, когда собирали схему из ЛЭП 500 кВ по-моему от Ногинска до ЖГЭС и далее до Урала, чтобы отследить электрические параметры, то это только подтверждает, что угол меняется. Конечно на 50 км участке ничего не получим, но сеть-то длинная в итоге.
В чем я не прав?

Источник