2-8. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРЕХФАЗНЫХ И ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
а) Метод двух вольтметров
Для определения группы соединения опытным путем не обязательно строить векторные диаграммы, а достаточно произвести ряд измерений и, пользуясь таблицами или расчетом, определить группу.
На отечественных заводах проверка групп соединения обмоток мощных трансформаторов обычно производится методом двух вольтметров и методом моста. Стандарт допускает также применение прямого метода (фазометром) и метода постоянного тока.
Проверку производят вслед за измерением коэффициента трансформации теми же приборами при том же напряжении 100—200 В и для удобства подсчета при 100 делениях шкалы по вольтметру. Для проверки группы вводы А ч а соединяют электрически на крышке испытываемого трансформатора. К одной из обмоток (безразлично к какой) подводят небольшое напряжение и точным вольтметром (класса 0,2) измеряют поочередно напряжения между вводами b—В, b—С, с—В и а—b при испытании трехфазных трансформаторов (рис. 2-17,а) и вводами х и X при испытании однофазных трансформаторов (рис. 2-17,б). Измеренные значения сравнивают с соответствующими расчетными данными, и если они совпадают, то группа соединения правильна.
Таблица 2-15
Расчетный коэффициент для определения группы соединения
Рис. 2-17. Схемы определения группы соединений обмоток трансформатора по методу двух вольтметров, а- трехфазные; б — однофазный трансформаторы.
Рис. 2-18. Принципиальная схема для проверки групгы соединений трехфазного трансформатора.
Рис. 2-19. Стандартная схема соединений обмоток трансформатора группы 11.
Допуск измеренного коэффициента группы будет таким же, как и при определении коэффициента трансформации, т. е. нс более ±0,5% расчетного для всех трансформаторов, кроме трансформаторов для собственных нужд подстанций и трансформаторов с k<3, где допуск может быть ± 1 %.
В СССР расчетные данные коэффициента групп подсчитывают по формулам (табл. 2-15) для групп 0 и 11.
Для определения группы трехфазных трансформаторов достаточно двух измерений; схемы для измерений приведены на рис. 2-17,а и 2-18. Со стороны обмотки НН подводят трехфазное симметричное напряжение.
Вводы А и а соединяют электрически. Напряжения на вводах ВН и НН измеряют вольтметрами V1 и V2, подключенными своими проводами непосредственно к вводам. Если обмотка ВН трехфазного трансформатора соединена в звезду с выведенной нейтралью и имеет согласно ГОСТ 11677-75 группу соединений 11, то проверяют группу по схеме рис. 2-19: ввод а соединяется с нулевым вводом 0. Первое измерение производят между вводами В и b (группа 0), второе — между вводами А и с (группа 6). Питание обмотки НН производят трехфазно. Подводимое к обмотке НН напряжение точно поддерживается регулированием возбуждения испытательного генератора при измерениях: первом на вводах ab (фаза b) и втором на вводах ас (фаза а).
С увеличением коэффициента трансформации разность между ним и коэффициентом группы будет уменьшаться, а при κ>30 и измерением с понижающим трансформатором напряжения (рис. 2-20,а) будет становиться недостаточно четкой для уверенного определения группы. Тогда рекомендуется к обмотке ВН испытываемого трансформатора подключать вспомогательный понижающий трансформатор с группой, соединения 0 и коэффициентом трансформации, в 2—10 раз меньшим коэффициента испытываемого, трансформатора. Вводы НН а' вспомогательного и о испытываемого трансформатора соединяют, а между вводами х' вспомогательного и х испытываемого трансформатора вольтметром V2 измеряют напряжение (рис. 2-20,б).
Рис. 2-20. Схема проверки группы соединений трансформатора, имеющего большой коэффициент трансформации, с применением вспомогательного ТН группы 0.
а — обычный способ включения; б — способ включения ТН в качестве вспомогательного трансформатора; 1 - проверяемый трансформатор: 2 - ТН.
При таком способе измерения исключается ошибка в определении группы. Коэффициент трансформации двух трансформаторов — испытываемого и вспомогательного — определится отношением коэффициентов трансформации трансформаторов: испытываемого и вспомогательного k2, т. е. k=k1k2 для группы 1/1-0
а для группы 1/1-6
В ряде случаев для проверки группы применяют два вспомогательных трансформатора напряжения (ТН) (при испытаниях мощных трансформаторов, имеющих напряжения НН 35, 110 кВ и выше, когда напряжение питания 100—200 В на эти обмотки недостаточно) для питания более высоким напряжением. На рис. 2-21,а представлена такая схема с трансформаторами напряжения группы 1/1-0. Все измерения производят со стороны НН вспомогательных трансформаторов. Вводы а2 и а3 соединены электрически, а измерения для определения группы производят между вводами х2 и х3 вспомогательных трансформаторов. На рис. 2-21,б представлена потенциальная диаграмма, где пунктиром показаны соединения, которые выполнены на трансформаторах.
Рис. 2-21. Схемы проверки группы соединений с помощью двух вспомогательных ТН.
а — измерения в одной фазе; б — векторные диаграммы ВН и НН основного и двух вспомогательных ТН; в — измерения в трех фазах, в качестве вспомогательных ТН — два однофазных трансформатора, соединенные по схеме открытого треугольника.
Коэффициент трансформации всей схемы
где k1 — коэффициент трансформации испытываемого трансформатора; к2 — то же ТН, подключенного к вводам ВН испытываемого трансформатора; κ3 — то же ТН подключенного к вводам НН испытываемого трансформатора,
Если подаваемое на обмотку НН испытываемого трансформатора напряжение измеряется непосредственно (без применения ТН, т. е. κ3=1), k=k1/k2.
При пользовании вспомогательными трансформаторами значение к берут из табл. 2-15.
Рис. 2-22. Принципиальная схема для определения коэффициента трансформации однофазного трансформатора.
а — схема соединений моста и однофазного трансформатора; б — векторная диаграмма э. д. с. обмоток ВН и НН однофазного трансформатора 1/1-0; в — совмещенная векторная диаграмма при соединении между собой концов обмоток X и х.
При трехфазных измерениях, когда к испытываемому трансформатору подключены ТН с группой соединения О, следует пользоваться схемой на рис. 2-21,в. Измерения напряжения как со стороны ВН, так и со стороны НН производят двумя однофазными ТН, включенными по схеме открытого треугольника, это дает возможность измерить все необходимые напряжения. На схеме рис. 2-21,в вольтметр V1 подключается поочередно к вводам a', b и с' обмотки НН ТН3. Включение вольтметра V1 на схеме не показано.
б) Метод моста переменного тока (для однофазных трансформаторов)
Для определения коэффициента трансформации широко применяют измерительные мосты переменного тока, обладающие рядом преимуществ перед схемой двух вольтметров. Пользуясь мостом переменного тока для определения коэффициента трансформации, можно проверить и группу соединения обмоток однофазного трансформатора.
На рис. 2-22,а показана схема для измерения коэффициента трансформации мостом переменной тока. Когда ползунок П, перемещаясь по потенциометру, займет такое положение, при котором показание ваттметра будет равно нулю, будет справедливо равенство:
где k — коэффициент трансформации; г1 и г2 — активные сопротивления.
Зная сопротивления r1 и г2, можно определить k. В схемах мостов сопротивления r1 и г2 подбирают так, что рукоятки отдельных декад потенциометра показывают значение коэффициента трансформации.
Векторные диаграммы э. д. с. обмоток ВН и НН показаны на рис. 2-22,б. Если на крышке трансформатора соединить между собой не вводы X и а, как это сделано в схеме на рис. 2-22,а, а вводы X и х и измерить для этого случая коэффициент трансформации, то, как следует из рис. 2-22,в, получим:
т. е. значение, которое прямо указывает, что трансформатор имеет группу 0.
Пользуясь этим методом, можно определить группу и трехфазного трансформатора, если производить проверку группы пофазно (при трехфазном питании). Питание можно производить со стороны любой обмотки, но обычно это делают со стороны обмотки ВН или СН.
