Одной из важнейших проверок у трансформаторов является проверка полярности обмоток и схем их соединения, что при определенном чередовании фаз подаваемого напряжения при включении их в работу определяла группу соединения трехфазных трансформаторов. Из теории известно, что для возможности параллельной работы трансформаторов они должны иметь одну и ту же группу.
Полярность обмоток определяется методом, изложенным в § 3. (Согласно требованиям Норм эта проверка производится в случае отсутствия паспортных или заводских данных при монтаже и после ремонтов со сменой обмоток при эксплуатации.)
Для определения групп трансформаторов и оценки их в плане соответствия заводским данным исходят из следующих основных предпосылок.
- Выводы обмоток высшего напряжения (ВН) обозначаются прописными буквами А, В, С, Xf Y, Z, выводы обмоток низшего напряжения (II1I) —а, б, с, х, у, г.
Рис. 118 Изображение однополярных выводов при одинаковом направлении обмоток
- У обмоток, имеющих одинаковое направление намотки, все начала (однополярные) при изображении располагаются с одной стороны, а концы — с другой (рис. 118). У обмоток, имеющих разное направление на-
Рис. 119. Изображение однополярных выводов при различных направлениях намотки обмоток
мотки, начала и концы располагаются с разных сторон (рис,119).
- Условно считается, что вектор первичного Uax и вторичного Uax напряжений и соответствующим им ЭДС Елх имеют одно и то же направление, если считать, что обе обмотки имеют одно и то же направление намотки, при этом положительному направлению обоих векторов соответствует обход обмоток от концов X, х к началам А, а. Если направление намотки у обмоток разное, то положительному направлению вектора ЭДС соответствует обход обмотки высшего напряжения от конца X к началу А, вектор ЭДС обмотки низшего напряжения изображается противоположным ему на 180°.
- Начало обмоток и нулевой вывод располагаются на крышках трансформаторов в последовательности ОАВС, о, а, Ь, с слева направо, если смотреть на них со стороны выводов ВН.
Рис. 120. Векторная диаграмма напряжений
- Обмотка ВН считается первичной, НН — вторичной.
- Векторная диаграмма линейных и фазных напряжений первичных считается исходной и во всех случаях неизменной независимо от схемы соединения обмоток трансформатора и подключения его к сети. Чередование фаз сети согласно ГОСТ принимается А—В—С (рис.120).
- У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются в основном в звезду (У) и в треугольник (Д). В зависимости от схемы соединения выводов для образования треугольника и от порядка подключения фаз напряжения сети к выводам возможно получение разных групп соединения. Группа соединения определяется сдвигом по фазе линейного или фазного напряжения обмотки HIT по отношению к одноименному линейному или фазному напряжению обмотки BН. В зависимости от всех перечисленных факторов группы соединений трансформаторов могут отличаться друг от друга на п.30° (п — число в пределах 1 —12). В связи с тем что часовые деления циферблата составляют то же число, а угол между каждой парой часовых делений составляет также 30°, принято группы трансформаторов определять по часовой системе, считая вектор напряжения стороны BН исходным и направленным на цифру 12. Вектор напряжения НИ направляется при изображении группы на ту цифру циферблата часов, которая определяет группу. Первая группа означает, что вектор Uнн опережает одноименный вектор U нн на 30°, вторая — что вектор этот опережает на 60° и т. д.
В СССР выпускаются трансформаторы в основном Двух групп — 12 (У/У) и И (У/Д), но в зависимости от подсоединения их обмоток к фазам системы (сети) встречаются также группы 1, 5, 7. Примеры различных групп соединения и соответствующие им векторные диаграммы показаны на рис. 121.
Рис. 121. Примеры схем соединения обмоток силовых трансформаторов. Точками обозначены согласно ГОСТ однополярные выводы. В случаях 1, 4, 5 направление обмоток одинаковое, а в случаях 2, 3, 6 — разное. Стрелками показано направление ЭДС обмоток
Для определения группы трансформаторов можно пользоваться следующим простым приемом. Например, нужно определить группу трансформатора для случая 6 рис. 121 соединения обмоток. Напряжения (или ЭДС) обмоток ВН и ИМ стержня фазы А (аналогично В и С) могут или совпадать, или быть противоположными по фазе, так как обмотки располагаются на одном стержне магнитопровода. Определив предварительно полярность поляромером как для однофазных трансформаторов, убеждаемся в том, что для случая 6 одноименные по фазам обмотки имеют противоположное направление намотки. В соответствии с этим на векторной диаграмме строим вектор ab, противоположный по фазе вектору А, вектор бс — вектору В и вектор са — вектору С на том основании, что со стороны треугольника линейные напряжения будут соответствовать по фазе фазному на стороне звезды.
Изобразив эти векторы, обозначают вершины треугольника, которые они составляют. Эти вершины должны именоваться общими буквами, участвующими в наименовании двух соседних векторов (вершина сторон, образованных векторами ab и бс, должна называться В и т. д.). Построив в треугольнике звезду фазных напряжений, нетрудно определить фазный вектор напряжения стороны НН и сравнить его с одноименным на циферблате часов. Угол в разбираемом случае составляет 210°. Значит, группа при данном соединении обмоток, данной полярности обмоток и наименовании фаз будет седьмая.
Аналогично можно рассуждать, но только в обратном направлении, если необходимо соединить обмотки так, чтобы получить необходимую (заданную) группу.
Группу трансформатора можно изменять, не делая никаких изменений в схеме соединения самих обмоток, только за счет циклической перестановки фаз напряжения со стороны ВН или НН. Очевидно, что если вместо фазы В на высокую сторону подсоединить фазу At вместо С — фазу Ву а вместо А — фазу С. то группа изменится с седьмой на одиннадцатую. Аналогично группа изменится на третью, если еще раз произвести циклическую перестановку фаз, т, е. на фазу С подсоединить фазу А, на фазу А — фазу В и на фазу В — фазу С
Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра (методом поляромера), фазометра или специального векторметра.
Рис. 122. Проверка группы соединения трансформаторов с помощью гальванометра (методом поляромера)
С помощью гальванометра группа определяется следующим образом. На выводы А и В обмотки ВН поднимается аккумуляторная батарея напряжением 6 В через рубильник (рис. 122). К выводам ab, бс, са поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При подключении гальванометра определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС и АС.
Рис. 123. Проверка группы соединений обмоток силовых трансформаторов с помощью фазометра
В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу, и сравнением их с приведенными в таблицах для определения групп трансформаторов устанавливается проверяемая группа.
Рис. 124 Проверка группы соединения обмоток силовых трансформаторов с помощью фазоуказателя
Метод поляромера прост и удобен, но требует тщательности определения отклонений, так как в некоторых случаях, когда гальванометр слишком чувствителен, нулевое отклонение фиксируется нечетко. В этих случаях следует снизить напряжение батареи или выбрать более грубый гальванометр.
Фазометром или универсальным фазоуказателем типа Э-500/2 можно измерить непосредственно угол между вектором напряжения НИ и ВН, подсоединяемых по схемам рис. 123 и 124. По измеренному углу и по рис. 121 определяется группа.
