Schemi e gruppi di connessioni degli avvolgimenti del trasformatore

Schemi di collegamento degli avvolgimenti dei trasformatori trifase

Trasformatore trifase ci sono due avvolgimenti trifase: tensione alta (HV) e bassa (LV), ciascuno dei quali include avvolgimenti trifase o fasi. Pertanto, un trasformatore trifase ha sei avvolgimenti di fase indipendenti e 12 terminali con terminali corrispondenti, ei terminali iniziali delle fasi di avvolgimento con una tensione più elevata sono indicati dalle lettere A, B, C, conclusioni finali - x, Y, Z , e per conclusioni simili vengono utilizzate le seguenti designazioni sulle fasi dell'avvolgimento di bassa tensione: a, b, ° C, x, y, z.

Ciascuno degli avvolgimenti del trasformatore trifase, primario e secondario, può essere collegato in tre modi diversi, vale a dire:

• stella;
• triangolo;
• zigzag.

Nella maggior parte dei casi, gli avvolgimenti dei trasformatori trifase sono collegati a stella oa triangolo (Fig. 1).

La scelta dello schema di connessione dipende dalle condizioni operative del trasformatore.Ad esempio, nelle reti con una tensione di 35 kV e oltre, è più redditizio collegare gli avvolgimenti a una stella e mettere a terra il punto zero, poiché in questo caso la tensione sui fili della linea di trasmissione sarà in V3 volte inferiore che lineare, il che porta a ridurre il costo dell'isolamento.

Fico. 1

È redditizio costruire reti di illuminazione ad alta tensione, ma le lampade a incandescenza con un'elevata tensione nominale hanno una bassa efficienza luminosa. Ecco perché si consiglia di alimentarli da una tensione ridotta. In questi casi è anche vantaggioso collegare gli avvolgimenti del trasformatore a stella (Y), comprese le lampade con tensione di fase.

D'altra parte, dal punto di vista delle condizioni di funzionamento del trasformatore stesso, è consigliabile collegare uno dei suoi avvolgimenti a triangolo.

Fase fattore di trasformazione trasformatore trifase si trova come rapporto delle tensioni di fase a vuoto:

nf = Ufvnh / Ufnnh,

e il coefficiente di trasformazione lineare, in funzione del coefficiente di trasformazione di fase e del tipo di connessione degli avvolgimenti di fase della tensione superiore e inferiore del trasformatore, secondo la formula:

nl = Ulvnh / Ulnnh.

Se i collegamenti degli avvolgimenti di fase sono realizzati secondo gli schemi «stella-stella» o «delta-triangolo», allora entrambi i rapporti di trasformazione sono gli stessi, cioè nf = nl.

Quando si collegano le fasi degli avvolgimenti del trasformatore secondo lo schema "stella-triangolo" - nl = nfV3, e secondo lo schema "stella-triangolo" - nl = ne/V3

Gruppi di connessioni degli avvolgimenti del trasformatore

Il gruppo di connessioni degli avvolgimenti del trasformatore caratterizza l'orientamento relativo delle tensioni degli avvolgimenti primario e secondario.Il cambiamento nell'orientamento reciproco di queste tensioni viene effettuato contrassegnando corrispondentemente l'inizio e la fine degli avvolgimenti.

Le designazioni standard per l'inizio e la fine degli avvolgimenti di alta e bassa tensione sono mostrate in fig.

Consideriamo dapprima l'effetto della marcatura sulla fase della tensione secondaria rispetto al primario, utilizzando un esempio trasformatore monofase (figura 2a).

Fico. 2

Entrambe le bobine si trovano sulla stessa asta e hanno la stessa direzione di avvolgimento. Considereremo i terminali superiori come l'inizio ei terminali inferiori come le estremità delle bobine. Quindi l'EMF Ё1 ed E2 coincideranno in fase e, di conseguenza, la tensione di rete U1 e la tensione nel carico U2 coincideranno (Fig. 2 b). Se ora assumiamo la marcatura inversa dei terminali nell'avvolgimento secondario (Fig. 2 c), quindi rispetto al carico EMF E2 cambia la fase di 180 °. Pertanto, la fase della tensione U2 cambia di 180 °.

Pertanto, nei trasformatori monofase sono possibili due gruppi di connessioni, corrispondenti ad angoli di taglio di 0 e 180 °. In pratica, un orologio viene utilizzato per comodità quando si definiscono i gruppi. La tensione dell'avvolgimento primario U1 è rappresentata dalla lancetta dei minuti, che è impostata in modo permanente su 12, e la lancetta delle ore occupa posizioni diverse a seconda dell'angolo di offset tra U1 e U2. Un offset di 0° corrisponde al gruppo 0 e un offset di 180° al gruppo 6 (Fig. 3).

Fico. 3

Nei trasformatori trifase si possono ottenere 12 diversi gruppi di connessioni degli avvolgimenti. Diamo un'occhiata ad alcuni esempi.

Lascia che gli avvolgimenti del trasformatore siano collegati secondo lo schema Y / Y (Fig. 4).Le bobine situate su un'asta verranno posizionate una sotto l'altra.

Le staffe A e a sono collegate per allineare i diagrammi di potenziale. Impostiamo la posizione dei vettori di tensione dell'avvolgimento primario dal triangolo ABC. La posizione dei vettori di tensione dell'avvolgimento secondario dipenderà dalla marcatura dei terminali. Per segnare la fig. 4a, l'EMF delle fasi corrispondenti degli avvolgimenti primari e secondari corrisponde, quindi le tensioni di linea e di fase degli avvolgimenti primari e secondari corrisponderanno (Fig. 4, b). La catena ha un gruppo Y / Y - O.

Riso. 4

Cambiamo la marcatura dei terminali dell'avvolgimento secondario in quella opposta (Fig. 5. a). Quando si contrassegnano nuovamente le estremità e l'inizio dell'avvolgimento secondario, la fase dell'EMF cambia di 180 °. Quindi il numero del gruppo cambia in 6. Questo schema ha il gruppo Y / Y — b.

Riso. 5

Nella fig. 6 mostra uno schema in cui, rispetto allo schema di FIG. 4, viene effettuata una rimarcatura circolare dei terminali dell'avvolgimento secondario. In questo caso, le fasi della corrispondente EMF dell'avvolgimento secondario vengono spostate di 120 ° e quindi il numero del gruppo passa a 4.

Riso. 6

Riso. 7

Gli schemi di collegamento Y / Y consentono di ottenere numeri di gruppo pari, quando gli avvolgimenti sono collegati secondo lo schema "stella-triangolo" i numeri di gruppo sono dispari. A titolo di esempio, si consideri il circuito mostrato in Fig. 7.

In questo circuito la fem di fase dell'avvolgimento secondario coincide con quelle lineari, per cui il triangolo abc risulta ruotato di 30° in senso antiorario rispetto al triangolo ABC. Ma poiché l'angolo tra le tensioni di linea degli avvolgimenti primario e secondario viene contato in senso orario, il gruppo avrà il numero 11.

Dei dodici possibili gruppi di collegamenti degli avvolgimenti dei trasformatori trifase, due sono standardizzati: «stella-stella»-0 e «stella-triangolo»-11. Sono, di regola, utilizzati nella pratica.

Gli schemi "stella-stella con neutro" sono utilizzati principalmente per trasformatori di consumo con una tensione di 6 - 10 / 0,4 kV. Il punto zero consente di ottenere una tensione di 380/220 o 220/127 V, conveniente per il collegamento simultaneo di ricevitori di elettricità sia trifase che monofase (motori elettrici e lampade ad incandescenza).

Gli schemi «stella-triangolo» sono utilizzati per i trasformatori ad alta tensione, collegando l'avvolgimento da 35 kV a stella e da 6 o 10 kV a triangolo. La stella zero viene utilizzata nei sistemi ad alta tensione con neutro a terra.

Gruppi per il collegamento degli avvolgimenti dei trasformatori trifase: