Выводы обмоток трехфазного трансформатора имеют следующие обозначения: А,В,С – начала обмоток высшего напряжения, Х,Y,Z – концы обмоток высшего напряжения; малые буквы а,в,с – начала обмоток низшего напряжения, х,у,z – концы этих обмоток. В трехфазных цепях обмотки могут соединяться в звезду (Y) или треугольник (Δ). Причем соединения обмоток высшего и низшего напряжений является независимыми и обозначается в виде дроби. Например Y/Δ, это означает, что обмотки высшего напряжения соединены в звезду, а обмотки низшего в треугольник (рис.4.9, б).
Соединение по схеме звезда проще и дешевле. В этом случае каждая из обмоток и ее изоляция при глухом заземлении нейтральной точки должны быть рассчитаны на фазное напряжение и линейный ток.
Соединение обеих обмоток по схеме звезда (Y/Y) (рис.2.10, б) применяется для трансформаторов до полной мощности SН<1800 кВА. Это соединение наиболее целесообразно при высоких напряжениях, так как при этом изоляция обмоток рассчитывается на данные напряжения.
а) б)
Рис.2.10 Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов
Соединение обмоток по схеме треугольник конструктивно оправдано при больших токах. Если со стороны низшего напряжения не нужен нейтральный провод, то наиболее распространенной схемой соединения является – звезда (Y) для в ысшего напряжения и треугольник (Δ) для низшего напряжения (рис.2.9, б). Если на низшем напряжении нужен нейтральный провод, то необходимо использовать звезду с нейтральным проводом (рис.2.10, б).
В трехфазных трансформаторах отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет отношение фазных напряжений, т.е. коэффициент трансформации
kТФ= 
. (2.23)
Отношение линейных напряжений зависит от вида соединения обмоток. При одинаковом соединении обмоток (Y/Y) отношение линейных напряжений равно фазному коэффициенту трансформации. При различных соединениях обмоток (Y/Δ и Δ/Y)отношение линейных напряжений меньше или больше коэффициента трансформации фазных напряжений (КТФ) в 
раз.
Для трехфазных трансформаторов также важное значение имеет группа соединения обмоток, которая определяет разность фаз линейных высшего и низшего напряжений. В общем случае высшеее и низшее напряжения трехфазных трансформаторов можно записать следующим образом:
uBH=UMBHsin(wt+yBH), uHH=UMHHsin(wt+yHH).
Разность начальных фаз и определяет группу соединения обмоток
a°=y°BH-y°HH=N×30°, (2.24)
где N – обозначает группу соединения и принимает одно из значений от 0 до 11.
В принципе возможны все двенадцать групп соединения, но это нежелательно. Поэтому наибольшее распространение получили группы – 0,6 и 11. Если группа N=0, то это означает, что линейные напряжения находятся в одной фазе, если N=6, то – линейные напряжения имеют a=180°, т.е. они противофазны, а если N=11, то a=330°. Последняя группа имеет место при соединении обмоток звезда – треугольник, т.е. в этом случае записывается Y/Δ – 11. Для случая звезда с нейтральным проводом (Yн) – треугольник, опять же Yн/Δ =11.
Если соединения обмоток соответствуют схеме звезда– звезда, то Y/Y– 0 или Y/Yн – 0.
Схема и группа Y/Yн – 0 применяется у трансформаторов с высшим напряжением не более 35 кВ, при низшем – 220 В или 400 В.
Сварочные трансформаторы
Для обеспечения качественной сварки, ток сварки должен оставаться почти неизменным. Однако электрод, перемещаясь по поверхности свариваемых деталей, попадает на участки с разным сопротивлением. Это может привести к изменению тока, а, следовательно, к изменению качества шва. Чтобы этого не случилось, внешняя характеристика трансформатора должна резко "падать" (рис.2.11, а). Для получения такой характеристики принимаются следующие меры:
1) увеличивается поток рассеяния трансформатора, для чего обмотки размещаются на разных стержнях магнитопровода;
2) включением во вторичную обмотку дросселя, предотвращающего резкие колебания тока сварки.
Рис.2.11 Внешняя характеристика и схема сварочного трансформатора
Схема сварочного трансформатора приведена на рис.2.11, б. В дросселе (1) предусмотрен воздушный зазор (4) между якорем (2) и ярмом (3), регулируя который, можно изменять ток сварки между электродом (5) и деталью (6). С помощью ключа S также можно регулировать ток сварки. Обычно на холостом ходу (х/х) напряжение во вторичной обмотке U2х/х≈ (60...70) В, а в рабочем режиме при номинальном токе I2H, составляющем десятки и сотни ампер, номинальное напряжение U2H≈30 В. Дроссель также ограничивает ток короткого замыкания (к/з) и защищает трансформатор.
Автотрансформаторы
Автотрансформатор имеет одну обмотку, часть которой принадлежит первичной и вторичной цепям. Автотрансформаторы бывают повышающие и понижающие, однофазные, трехфазные и многофазные, регулируемые и нерегулируемые. Схема однофазного повышающего нерегулируемого автотрансформатора показана на рис.2.12, а, понижающего регулируемого – на рис.2.12, б.
а) б)
Рис.2.12 Схемы автотрансформаторов:
а – повышающего; б – понижающего регулируемого
Основные физические процессы работы и соотношения, полученные для однофазного трансформатора, справедливы и для автотрансформатора.
Главная особенность работы автотрансформатора заключается в том, что ток в общей части обмотки меньше, чем в остальной части [2]. Объясняется это тем, что по общей части обмотки протекают токи первичной цепи I1 и вторичной цепи I2, всегда направленные почти навстречу друг другу. Мощность первичной цепи передается во вторичную как электромагнитным (трансформаторным), так и электрическим путями.
Автотрансформаторы по сравнению с трансформаторами экономичнее, так как у них только одна обмотка, и потери в меди меньше, так как токи в общей части обмотки направлены встречно. У автотрансформаторов можно просто осуществить плавную регулировку напряжения вторичной цепи в больших пределах. Примером такого автотрансформатора является лабораторный автотрансформатор регулируемый (ЛАТР).
У ЛАТРа сердечник тороидальный, на котором намотана обмотка в один слой. На торцевой стороне изоляция витков с наружной поверхности снята и по ним скользит токосъемный контакт.
Напряжение во вторичной цепи плавно регулируется поворотом рукоятки, связанной со скользящим контактом.
Недостатки автотрансформаторов обусловлены наличием гальванической (электрической) связи между первичной и вторичной цепями, что не обеспечивает должной развязки между ними. Кроме того, в автотрансформаторе может произойти перенапряжение со стороны низшего напряжения.
Измерительные трансформаторы
Эти трансформаторы используются для подключения обычных щитовых измерительных приборов, имеющих шкалы на сотни вольт и единицы (десятки) ампер, в цепи высоких напряжений и токов. Таким образом, расширяются пределы измерения приборов, и обеспечивается безопасность обслуживания. Различают измерительные трансформаторы напряжения и тока. По точности измерительные трансформаторы, так же как и измерительные приборы, делятся на классы, наименованием которых служит наибольшая допустимая погрешность коэффициента трансформации.
Трансформаторы напряжения
Трансформатор напряжения служит для подключения в высоковольтную сеть вольтметров, ваттметров, счетчиков электрической энергии, фазометров и т.д. Он представляет собой обычный понижающий двухобмоточный трансформатор, показанный на рис. 2.13.
а) б)
Рис.2.13 Измерительный трансформатор напряжения (а) и его схема (б)
Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют относительно первичной и заземляют. Сопротивление вольтметра сравнительно велико (от одного килоома и более), поэтому трансформатор работает в режиме холостого хода и U1≈E1X, U2≈E2X.
Откуда коэффициент трансформации
n= 
Определив по вольтметру U2, зная коэффициент трансформации, можно определить напряжение высоковольтной линии
U1= 
.
Трансформаторы напряжений бывают четырех классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3 [3]. Схема такого трансформатора показана на рис.2.13, б, где С – межобмоточная емкость.
Трансформаторы тока
Трансформаторы тока выполняются в виде двухобмоточного повышающего трансформатора (рис. 2.14, а) и в виде так называемого проходного, у которого первичной обмоткой служит провод с измеряемым током. Этот провод охватывается магнитопроводом с вторичной обмоткой. Иногда такие трансформаторы тока представляют собою измерительные клещи.
а) б)
Рис. 2.14 Измерительный трансформатор тока (а) и его схема (б)
Первичная обмотка трансформатора тока, также как и у амперметров включается в цепь (линию) последовательно через клеммы Л1 и Л2. Вторичная обмотка – через клеммы И1 и И2 подключается к амперметру, ваттметру, счетчику электроэнергии и т.д. Сопротивление амперметра сравнительно мало (от долей Ома до нескольких Омов), поэтому этот трансформатор работает в режиме лабораторного короткого замыкания. Поэтому при размыкании вторичной цепи (при отключении амперметра) необходимо предусмотреть ключ, закорачивающий вторичную обмотку. Если этого не сделать и только отключить амперметр, то трансформатор переходит в режим холостого хода, при котором резко увеличивается магнитный поток, ЭДС в обмотках и потери в магнитопроводе. Трансформатор может выйти из строя. Условное обозначение трансформатора тока на принципиальных схемах показано на рис.2.14, б. Трансформаторы тока имеют пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3 и 10.
Для трансформаторов в режиме короткого замыкания можно отметить, что коэффициент трансформации
n= 
.
Отсюда можно определить измеряемый ток
I1=nI2.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 240.
