1.5.7. Особенности работы трехфазных трансформаторов
Все соотношения, которые мы получили для однофазных трансформаторов, справедливы и для трехфазных трансформаторов, точнее для одной фазы трансформатора, нагруженного симметрично.
Возьмем три однофазных трансформатора и подключим их к трехфазной цепи (рис.1.26).
Рис.1.26. Трехфазный трансформатор, состоящий из трех однофазных.
В результате на
выводах a,b
и c получим три фазных
напряжения (по отношению к выводу 0)
и
Величина этих напряжений определяется
отношением
- коэффициентом трансформации
трансформатора. Вместо трех однофазных
трансформаторов можно взять один
трехфазный (рис.1.27а).
а) б)
Рис.1.27. Устройство трехфазного трансформатора (а) и его схема замещения магнитной цепи (б).
На
каждый из стержней магнитопровода
наматывается одна первичная обмотка и
одна или несколько вторичных обмоток
трансформатора. Магнитное сопротивление
отличается от магнитных сопротивлений
и
(рис. 1.27б), что приводит к некоторой
асимметрии намагничивающих токов.
Однако эту асимметрию в основных
соотношениях каждой из фаз для
симметричного режима работы трансформатора
можно не учитывать. Трансформаторная
группа из трех трансформаторов дороже,
чем трехфазный трансформатор той же
мощности, она занимает больше места и
ее КПД ниже. Но в случае аварии в группе
трансформаторов, как правило, выходит
из строя лишь один из трех трансформаторов.
Таким образом, группа из трех трансформаторов
обеспечивает большую эксплуатационную
надежность. Большинство трансформаторов
малой и средней мощности выполняются
трехфазными. Начиная с мощности 3 x
600 = 1800 кВА, допускается применение трех
трансформаторов, вместо одного.
Обмотки трансформатора
соединяются звездой (Y)
или треугольником (
).
Соединение обмоток звездой целесообразнее
при больших питающих напряжениях и
малых токах. При больших токах применяют
соединение треугольником. При больших
напряжениях питающей сети и больших
токах нагрузки наиболее целесообразный
способ соединения обмоток трансформатора
- (Y/
)
(рис.1.28). Отношение
всегда равно
трансформатора, а отношение линейных
напряжений зависит от способа соединений
обмоток трансформатора. Изменяя способ
соединения обмоток трансформатора,
можно регулировать выходное напряжение.
Согласно закону
Ленца ток
должен иметь противоположное току
направление. При этом ток и напряжение
на нагрузке могут совпадать по фазе с
первичным током и напряжением или быть
с ними в противофазе (рис.1.29).
Рис.1.28. Соединение
трехфазного трансформатора по схеме:
Y/
Рис.1.29. К определению направления тока во вторичной обмотке трансформатора.
Все многообразие способов соединений согласно ГОСТ делится на 12 групп. При определении номера группы (рис.1.30) минутная стрелка часов устанавливается на цифре 12 и с ней совмещается вектор линейного высшего напряжения, а часовая стрелка
совмещается с вектором линейного низшего напряжения. Отсчет угла производится от минутной стрелки к часовой по направлению их вращения.
группа11
Рис.1.30. К определению номера группы трансформатора.