Группы соединений обмоток трансформаторов

При рабочем режиме работы трансформатора фазы первичных и вторичных напряжений u₁, u₂ и токов i₁, i₂ для выбранных на рис. 7.21 положительных направлений практически совпадают. Для выбранных положительных направлений тока i_н и напряжения u_н приемника следует i_н = i₂, u_н = u₂ или i_н = - i₂; u_н = - u₂, если ключ К находится в положении 1 или 2. В первом случае фазы тока и напряжения приемника и фазы вторичных тока и напряжения трансформатора совпадают, во втором случае фазы противоположны. Эти фазовые соотношения весьма важны при параллельном соединении трансформаторов, применении измерительных трансформаторов и т. д.

Для условного обозначения сдвига фазы вторичного напряжения по отношению к первичному принято деление трансформаторов по группам соединений. При определении группы соединений трансформатора первичным напряжением считается его высшее напряжение, а вторичным — низшее.

Основанием для деления трансформаторов по группам соединений служит значение угла сдвига фаз между линейными высшим и низшим напряжениями. У двух трансформаторов с одинаковой группой соединений этот сдвиг фаз должен быть одинаков.

Обозначение групп соединений основано на сопоставлении относи­тельного положения векторов высшего и низшего линейных напряжений на комплексной плоскости с положением минутной и часовой стрелок. Для сопоставления минутная стрелка считается установленной на цифре 12, и с ней совмещается вектор линейного высшего напряжения, а часовая стрелка совме­щается с вектором линейного низшего напряжения. Угол 30°, равный центральному углу между двумя соседними цифрами часового циферблата, служит единицей при отсчете угла сдвига фаз. Отсчет угла производится от минутной к часовой стрелке по направлению их вращения. Группе соединений дается название по положению часовой стрелки.

Рис. 7.21

Рис. 7.22

В случае однофазного трансформатора вектор низшего напряжения может составлять с вектором высшего напряжения приближенно угол или 0°, или 180°. В первом случае это соответствует положению обеих стрелок на цифре 12, поэтому такое соединение именуется группой 0. Во втором случае часовая стрелка должна быть поставлена на 6, т. е. это будет группа 6. В последнем случае первичная и вторичная обмотки намотаны противоположно относительно направления магнитного потока. Согласно ГОСТ для однофазных трансформаторов установлена одна стандартная группа соединений — 0.

У трехфазных трансформаторов возможны все 12 различных групп соединений, но желательно иметь минимальное их число. Поэтому для трехфазных трансформаторов выбраны только две стандартные группы: 11 и 0. Группе 11 соответствуют два вида соединения обмоток: звезда/треугольник (Y/Δ - 11) и звезда с выведенной нейтральной точкой/треугольник (Y_н/Δ - 11). Группе 0 соответствует один способ соединения обмоток звезда/звезда с выведенной нейтральной точкой (Δ/Δ_н-0). В числителе обозначения всегда указывается, как соединены обмотки высшего напряжения.

Группа Y/Y_н - 0 применяется для трансформаторов с высшим напряжением до 35 кВ включительно при низшем напряжении 230 В и мощности до 560 кВА или при том же пределе высшего напряжения, низшем напряжении 400 В и мощности до 1800 кВА.

Оба вида соединения по группе 11 применяются для более мощных трансформаторов и более высоких напряжений. В качестве примера на рис. 7.22, а, б показано, как при соединении Y/Δ вектор низшего (в данном случае вторичного) линейного напряжения U_ab образует с вектором высшего (первичного) линейного напряжения U_AB угол 330°, который равен углу между стрелками в 11 часов, следовательно, это соединение относится к группе 11.

В зарубежной практике трансформаторостроения применяются и другие группы соединений.