а) Назначение испытаний
Проверка группы соединения обмоток — одно из обязательных испытаний трансформатора. Одним из условий параллельной работы трансформаторов является тождественность групп соединений их обмоток. Несоблюдение этого условия приводит к возникновению между трансформаторами уравнительного тока, не допустимого при параллельной работе.
Проверка группы соединений обмоток мощных трансформаторов производится 2 раза: первый раз — при операционном испытании после второй сборки и второй раз — при приемо-сдаточном испытании. Проверку группы соединения производят сразу после измерения коэффициента трансформации и на одной из ступеней напряжения— обычно на ступени номинального напряжения всех обмоток трансформатора.
б) Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов
При соединении обмоток трехфазных трансформаторов применяют различные схемы. В силовых трансформаторах как повышающих, так и понижающих преимущественно соединяют обмотки ВН в звезду и обмотки НН в треугольник. Для направления векторов э. д. с. определяющим фактором является направление намотки обмоток. В зависимости от направления намотки обмотку называют левой или правой.
Рис. 2-14. Катушки разной намотки: а — левая намотка; б — правая намотка.
Направление намотки можно определить следующим способом. Смотрим сверху на вертикально поставленную обмотку. Если витки от начала обмотки (конец А или а) направлены вниз обмотки по движению часовой стрелки, то обмотка правая, а если против часовой стрелки — то левая (рис. 2-14).
В трансформаторах отечественного производства главным образом применяют левые обмотки.
в) Соединение обмотки в звезду
Если соединить концы или начала обмоток трех фаз вместе, то получится соединение в звезду (рис. 2-15,а), В нейтрали соединены все концы обмоток X, У, Z, а к началам А, В, С подводится напряжение от трехфазной сети или генератора. На рис. 2-15,6 показано то же соединение обмоток ВН в звезду, но только в нейтраль соединены другие концы обмоток, которые прежде присоединялись к сети. При независимой друг от друга работе трансформаторов подобное «переворачивание» одной из обмоток, соединенной в звезду, не имеет значения, но параллельная работа таких трансформаторов невозможна. В звезду могут быть соединены различные обмотки трансформатора: ВН, СП и НН. Нейтраль звезды может быть выведена на крышку трансформатора (рис. 2-15,в).
По схеме звезда или звезда с выведенной нейтралью соединяются обычно обмотки ВН повышающих и понижающих трансформаторов различной мощности. Обмотки СН соединяются большей частью по схеме Ун. Обычно обмотки НН мощных повышающих и понижающих трансформаторов соединяются в треугольник. Обмотки НН в звезду соединяются крайне редко.
Рис. 2-15. Соединение обмоток ВН в звезду.
а и б — схемы соединения в звезду; в — соединение в звезду с выведенной
нейтралью; г — векторная диаграмма э. д. с.
Векторная диаграмма линейных э. д. с. для соединения обмоток в звезду представлена на рис. 2-15,г. При соединении обмотки в звезду с выведенной нейтралью можно получить два напряжения (фазное и линейное). Зависимость между линейным и фазным напряжениями равна U=Uф√3, т. е. линейное напряжение в √3 раз больше фазного.
г) Соединение обмотки в треугольник
Если соединить конец фазы а обмотки НН (точку х) с началом фазы с конец фазы с (точка г) — с началом фазы b и конец фазы b (точка у)—с началом фазы а, то получится соединение в треугольник (рис. 2-16,а). Соединение в треугольник можно осуществить (рис. 2-16,б) иначе, соединив конец фазы а с началом фазы b, конец фазы b с началом фазы с и конец фазы с с началом фазы а.
Векторная диаграмма линейных э. д. с. при соединении обмоток в треугольник по схеме на рис. 2-16,а будет равносторонним треугольником. При соединении в треугольник фазные напряжения будут равны линейным.
Рис. 2- 1G. Соединение обмотки ИМ в треугольник.
Принято одну из обмоток мощных трансформаторов всегда соединять в треугольник. Делается это по следующим соображениям. Намагничивающий ток трансформатора имеет несинусоидальную форму, т. е. содержит высшие гармонические. Наибольший удельный вес имеет третья гармоническая. Если все обмотки трансформатора соединить в звезду, то третья гармоническая в намагничивающем токе образоваться не может, так как она будет направлена во всех фазах одинаково (3Х 120°=360о=0°), и поэтому форма кривой фазного напряжения исказится, что может привести к нежелательным явлениям в эксплуатации. По этим соображениям принято одну из обмоток обязательно соединять в треугольник. Если требуется построить мощный двухобмоточный трансформатор или автотрансформатор с соединением обмоток звезда — звезда (например, трехфазный автотрансформатор), то его снабжают дополнительной третьей обмоткой, соединенной в треугольник, которая в некоторых случаях может даже не иметь внешних выводов. Обычно в треугольник соединяют обмотку НН.
В мощных трансформаторах номинальный ток обмотки НН часто составляет несколько тысяч ампер и конструктивно бывает легче выполнить соединение обмотки в треугольник, так как фазный ток при той же мощности получается в √3 раз меньшим, чем при соединении в звезду. Обмотки ВН и СН силовых повышающих и понижающих трансформаторов обычно в треугольник не соединяют.
