Схемы и группы соединения

Существуют три основных способа соединения фазовых обмоток каждой стороны трёхфазного трансформатора:

  1. Y-соединение, так называемой соединение звездой, где все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной точке, называемой нейтральной точкой или звездой
  2. D-соединение, так называемое дельта-соединение, или соединение треугольником, где три фазных обмотки соединены последовательно и образуют кольцо(или треугольник)
  3. Z-соединение, так называемое соединение зигзагом

Первичная, вторичная и третичная стороны трансформатора могут быть соединены любым из трёх способов, показанным выше. Данные способы предлагают несколько различных комбинаций соединений в трансформаторах с различными характеристиками, выбор которых также может быть обусловлен типом сердечника.

Y-соединение обычно является естественным выбором для самых высоких напряжений, когда нейтральная точка предназначена для зарядки. В любом случае в целях защиты от перенапряжения или для прямого заземления предусмотрено наличие нейтрального проходного изолятора. В последнем случае в целях экономии уровень изоляции нейтрали может быть ниже, чем уровень изоляции фазного конца обмотки. Соединённая звездой обмотка также имеет то преимущество, что переключение регулирования коэффициента трансформации может быть предусмотрено на нейтральном конце, где также может быть размещён переключатель числа витков. Поэтому переключатель числа витков сможет функционировать при напряжении низкого логического уровня, а разница напряжений между фазами также будет незначительная. По сравнению с расходами, затраченными на установку переключателя числа витков, при более высоком уровне напряжения экономические затраты будут ниже.

Соединение звездой используется на одной стороне трансформатора, другая сторона должна быть соединена треугольником, особенно в случаях, если нейтраль соединения звездой планируется для зарядки. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой последовательности, следующего по нейтрали, и каждой фазы соединения звездой, что даёт приемлемый уровень полного сопротивления нулевой последовательности. Без соединения треугольником обмотки ток нулевой последовательности привёл бы к образованию поля токов нулевой последовательности в сердечнике. Если сердечник имеет три стержня, данное поле от ярма к ярму проникнет сквозь стенки бака и приведёт к выделению тепла. В случае с броневым сердечником, или при наличии пяти стержней сердечника, данное поле проникнет между раскрученными боковыми стержнями и полное сопротивление нулевой последовательности существенно повысится. Вследствие этого ток, в случае пробоя на землю может стать настолько слабым, что защитное реле не сработает.

Трехфазные трансформаторы выполняются с различными схемами и группами соединения обмоток(см. таблицу 1). Группой соединения называют угловое отставание векторов линейных напряжений обмотки НН по отношению к векторам соответствующих линейных напряжений обмотки ВН. Группа соединения обозначается числом, которое, будучи умноженным на 30° (угловое отставание, принятое за единицу), дает угол отставания в градусах; число 11 означает отставание 330°, а 0 (или 12) — отставание 0° (векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН совпадают).

Таблица 1

Наиболее распространенные схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Такой способ обозначения группы соединения обмоток трансформатора возник на основе сравнения двух векторов линейных напряжений UAB и Uab обмоток ВН и НН соответственно с минутной и часовой стрелками обычных часов. Если вектор линейного напряжения UAB обмотки ВН совместить с минутной стрелкой часов, установленной неподвижно на отметке 12, а вектор линейного напряжения Uab обмотки НН совместить с часовой стрелкой, повернутой вправо(т. е. по ходу стрелок в часах) от минутной стрелки на угол, равный углу отставания вектора Uab от вектора С/^g (угол отставания отсчитывается от вектора UAB по ходу стрелок часов), то группа соединения обмоток трансформатора будет соответствовать числу, равному показанию времени согласно полученному таким образом положению стрелок. Так, группа соединения обмоток трансформатора 11 соответствует 11 часам, а группа 0-12 часам (по старому стандарту эта группа обозначалась числом 12).