Устройство трехфазных трансформаторов и их особенность
Трехфазный трансформатор представляет собой соединение трех однофазных трансформаторов. Поэтому вся теория, рассмотренная для однофазного трансформатора относится и к трехфазному применительно к одной фазе. Но в трехфазных трансформаторах есть свои особенности, которые мы рассмотрим ниже.
По конструкции трехфазные трансформаторы бывают в двух основных видах.
трансформаторы с независимой магнитной системой (групповые), где каждая фаза трансформируется своим трансформатором, рис. 26
Трансформаторы трехстержневые, где существует магнитная связь между фазами, рис. 27.
Недостатки группового трансформатора:
занимает большую площадь;
резерв достаточен на 1/3 установленной мощности;
транспортный габарит меньше чем у трехстержневого трансформатора.
Групповой трансформатор используется на большие мощности на тепловых станциях.
Трехстержневые трансформаторы используется в распределительных сетях на предприятиях.
Эта особенность относится к трехстержневому трансформатору (рис.2). Поток в среднем стержне при холостом ходе проходит путь меньше, чем в крайних стержнях, а это приводит к тому, что токи в крайних стержнях на 40-50% больше, чем в среднем при симметричном потоке. Т.е. при холостом ходе токи представляют несимметричную систему. Модули не равны и угол не равен 120°, рис. 28.
При нагрузке система токов по фазам принимает симметричную систему.
Связана со способом соединения обмоток. Гостом предусмотрены следующие способы соединения обмоток: 
, D, Z. Обозначение фаз.
| Начало | концы | |
| Обмотка В.Н. | A, B, C | X, Y, Z |
| Обмотка Н.Н. | a, b, c | x, y, z |
При изготовлении трансформаторов, гостом предусматриваются следующие способы соединения:
/ для мелких распределительных трансформаторов (на предприятиях);
/D для трансформаторов средней и большой мощности;
0/D для трансформаторов большой мощности при повышенном напряжении.
Соединение в зигзаг делается на стороне низкого напряжения, рис. 29
Соединение делается так, чтобы ЭДС этих полуобмоток вычитались, для этого необходимо конец одной части фазы соединить с концом второй части обмотки другого стержня.
| Рис.29 |
Такой способ применяется там, где существует резкая не симметрия (печные трансформаторы, трансформаторы для выпрямительных устройств). При таком способе соединения выравнивается магнитная не симметрия по стержням.
2-6-2. Группы соединения трехфазных трансформаторов
Группой соединения трансформатора называется угол сдвига между линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора. За первичную обмотку принимают обмотку высокого напряжения.
Группа соединения зависит от:
от направления намотки;
маркировки концов обмотки;
схемы соединения обмоток.
Группы соединения трехфазных трансформаторов:
1) соединение /D, рис 30.
2) соединение / , рис. 31.
Группы соединения необходимо знать для включения трансформаторов на параллельную работу.
9.Трансформаторы измерительные: устройство, назначение, типы.
Измерительный трансформатор — электрический трансформатор для контроля напряжения, тока или фазы сигнала первичной цепи. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь; минимизировать искажения пропорции ифазы измеряемого сигнала в измерительной (вторичной) цепи.
По виду измеряемого значения:
трансформаторы тока (переменного);
трансформаторы постоянного тока.
По количеству коэффициентов трансформации:
По способу установки:
По материалу диэлектрика:
Назначение измерительных токовых трансформаторов заключается, прежде всего, в трансформации (пропорциональном понижении) измеряемой силы электрического тока до величин, которые наиболее безопасных и допустимы для его непосредственного измерения. Иными словами говоря, измерительные трансформаторы тока в значительной мере расширяют рабочие пределы измерения электроизмерительных устройств (счётчиков).
Наиболее подходящий пример необходимости применения измерительных трансформаторов тока – случай, когда в силу определённой потребляемой электрической мощности, действующая величина измеряемой силы тока значительно превышает предельно допустимое значение, которое безопасно для самого электрического прибора учёта. То есть, в случае прямого включения электрической нагрузки с чрезмерной потребляемой мощностью, при которой измерительные катушки электросчётчика просто сгорят. Это в итоге приведёт к его поломке. В данном случае электрический счётчик необходимо обязательно включать через измерительный трансформатор тока.
Конструктивно трансформатор напряжения изготовляется и как самостоятельный аппарат однофазного или трехфазного исполнения, и как встраиваемый в конструкции выключателей, комплектных экранированных токопроводов, комплектных распределительных устройств или пристраиваемый к ним.
Рис. 6-4. трансформатор напряжения типа НОМ-10: а — общий вид; б — выемная часть
1 — зажимы для присоединения шин ВН; 2 — изоляторы вводов ВН; 3 — выводы НН; 4 — болт для заземления; 5 — изоляторы выводов НН; 6 — пробка отверстия для залива масла; 7 — обмотка ВН;
8 — сердечник; 9 — бак с маслом
Изготовляемые в виде самостоятельной конструкции трансформаторы напряжения показаны на рис. 6-4—6-7.
В зависимости от напряжения, назначения, схемы конструкции, способа охлаждения, места установки трансформаторы напряжения различаются маркой.
Типы HOC, HOCK, НТС, НТСК. — это однофазные (О) или трехфазные (Т), сухие (С), компенсированные (К) трансформаторы напряжения; они предназначены для внутренних установок напряжением до 6 кВа Типы НОМ, ЗНОМ (с заземлением внутреннего конца обмотки высокого напряжения), НТМК, НТМИ, выполненные в баке с маслом, с естественным масляным охлаждением применяются для внутренних установок напряжением до 18 кВ; однофазные трансформаторы напряжения — до 35 кВ.
Типы НКФ (напряжения, каскадный, фарфоровый) для напряжения до 500 кВ изготовляются однофазными в фарфоровом кожухе, заполненном маслом, с металлической головкой — расширителем.
10.Сварочные трансформаторы: устройство, принцип действия, назначение. Внешние характеристики сварочных трансформаторов
Сварочный трансформатор – это аппарат, преобразующий переменное напряжение сети в переменное напряжение для сварки (как правило, понижает переменное напряжение до значения менее 141 В).т.е увеличивает ток понижает напряжение.
Рисунок. Устройство сварочного трансформатора (с подвижными обмотками)
Регулирование силы тока в таком сварочном трансформаторе осуществляется с помощью подвижной обмотки.
Рисунок. Схема регулирования тока в сварочном трансформаторе с подвижными обмотками
Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Сварочный трансформатор (рис. 6) имеет стержневой сердечник 2 и смонтированные на нем первичную 1 и вторичную 3 обмотки.
Режим холостого хода трансформатора (рис. 6, а) устанавливают (при разомкнутой цепи вторичной обмотки) в момент подключения первичной обмотки к сети переменного тока с напряжением U1. При этом в первичной обмотке проходит ток I1, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф1. Этот поток создает во вторичной обмотке переменное напряжение U2. Поскольку цепь вторичной обмотки разомкнута, ток в ней не проходит, и никаких затрат энергии во вторичной цепи нет. Поэтому вторичное напряжение при холостом ходе максимально. Эта величина — напряжение холостого хода.
Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках при холостом ходе (коэффициент трансформации k) равно отношению количества витков первичной W1 и вторичной W2 обмоток. В сварочных трансформаторах сетевое напряжение 220 или 380 В преобразуется в более низкое — 60. 90 В. Такие трансформаторы называются понижающими.
Внешняя характеристика источников питания (сварочного трансформатора, выпрямителя и генератора) — это зависимость напряжения на выходных зажимах от величины тока нагрузки. Зависимость между напряжением и током дуги в установившемся (статическом) режиме называется вольт-амперной характеристикойдуги.
Внешние характеристики источников питания сварочной дуги показаны на рис. 90.
Рис. 90. Внешние характеристики источников питания:
1 — крутопадающая, 2 — пологопадающая, 3 — жесткая, 4 — пологовозрастающая
Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее сварочная дуга, тем выше напряжение. Чем круче характеристика, тем меньше влияет длина сварочной дуги на сварочный ток. При изменении напряжения на величину δ при крутопадающей характеристике изменение тока равно а1, при пологопадающей — а2.
Для обеспечения стабильного горения дуги необходимо, чтобы характеристика сварочной дуги пересекалась с характеристикой источника питания (рис. 91).
Рис. 91. Внешние характеристики источников питания (а) и сварочной дуги (б) (сплошная линия — генератора, штриховая — дуги в момент возбуждения, штрихпунктирная — дуги при горении)
В момент зажигания дуги (рис. 91, а) напряжение падает по кривой от точки 1 до точки 2 — до пересечения с характеристикой генератора, т. е. до положения, когда электрод отводится от поверхности основного металла. При удлинении дуги до 3-5 мм напряжение возрастает по кривой 2-3 (в точке 3 осуществляется устойчивое горение дуги). Обычно ток короткого замыкания превышает рабочий ток, но не более чем в 1,5 раза. Время восстановления напряжения после короткого замыкания до напряжения дуги не должно превышать 0,05 с.
Для электрификации сельского хозяйства применяют трехфазные трехстержневые трансформаторы. Трехфазный трансформатор, образованный из трех однофазных, называется групповым. Групповые трансформаторы дороже, занимают больше места, имеют более низкий к. п. д., но их применяют при больших мощностях, так как трансформатор, собранный из трех однофазных, более удобен для перевозки, резерв стоит дешевле (для резерва достаточно иметь одну фазу трансформатора). В групповом трансформаторе токи холостого хода я магнитные потоки во всех фазах одинаковы, а в трехстержневом намагничивающие токи крайних фаз больше, чем в средней фазе, так как сопротивление участка магнитной цепи для магнитных потоков, создаваемых обмотками крайних фаз, больше, чем для средней. Эта несимметрия незначительная и существенного значения не имеет, так как уже при небольшой нагрузке она сглаживается.
В советских трансформаторах обмотки соединяют в звезду или в треугольник. За границей, кроме того, применяют соединение обмоток в зигзаг, при котором каждую фазу вторичной обмотки делят пополам и располагают на двух различных стержнях (рис. 124). При соединении обмоток в зигзаг сглаживается несимметрия намагничивающих токов, но провода расходуется больше. В СССР "соединение обмоток в зигзаг не применяют, но в последнее время выпущена опытная партия трансформаторов с соединением обмоток в зигзаг.
Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов, принятые в СССР, приведены на рисунке 125. В условном обозначении над чертой показано соединение обмоток высшего напряжения, под чертой — низшего напряжения, индекс 0 обозначает выведенную нулевую точку, а цифра показывает группу соединений обмоток. При соединении обмоток в звезду, которое обозначают знаком Y, концы обмоток соединяют вместе, а начала присоединяют к выводам. При соединении обмоток в треугольник, которое обозначают знаком Δ, начало первой фазной обмотки соединяют 
с концом второй, начало второй — с концом третьей и начало третьей — с концом первой. Точки обмоток а, в, с присоединяют к выводам.
Начала фазных обмоток высшего напряжения обозначают буквами А, В, С, а концы их — буквами X, У, Z. Начала и концы обмоток низшего напряжения обозначают соответственно буквами а, в, с и х, у, z.
При включении трансформаторов на параллельную работу большое значение имеет способ соединения обмоток трансформатора, который определяется группой соединения. Цифрой обозначают угол между векторами линейных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений, отсчитанный в единицах углового смещения по часовой стрелке от вектора линейного напряжения обмотки высшего напряжения. За единицу углового смещения принят угол в 30°.
Необходимо отметить, что понятия начала и конца обмоток условны, но они необходимы для правильного соединения обмоток.
Первичная и вторичная обмотки намотаны на одном стержне и пронизываются одним и тем же магнитным потоком. Если обе обмотки намотаны в одну и ту же сторону и верхние зажимы обмоток принять за их начала, а нижние — за концы, то э. д. с, индуктируемые в обмотках, будут одинаково направлены, допустим, в данный момент от конца к началу (рис. 126, а), т. е э. д. с. направлены согласно и совпадают по фазе.
Если обмотки намотать в разные стороны, сохранив то же обозначение зажимов, то векторы э. д. с. будут направлены встречно (рис. 126, б). Встречно будут направлены векторы э д. с. и в том случае, когда поменять местами обозначения зажимов, верхний зажим вторичной обмотки обозначить буквой х, а нижний — буквой а (рис. 126, в).
Рассмотрим методику построения векторных диаграмм для определения группы соединения обмоток трансформаторов. При построении векторных диаграмм исходят из следующих соображений:
а) векторы фазных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений одной фазы всегда параллельны, так как индуктируются одним и тем же магнитным потоком и могут быть направлены согласно или встречно в зависимости от способа выполнения обмотки и обозначения зажимов;
б) если на схеме концы обмоток соединены в одной точке, то и на векторной диаграмме соответствующие точки векторов фазных напряжений, обозначенных теми же буквами, также соединены вместе.
Построим векторную диаграмму напряжений для группы соединения обмоток Y/Y0 — 12.
Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений обмотки высшего напряжения, подключенной в данном случае к сети, определяется напряжением сети (рис. 127, а). Построим векторную диаграмму напряжений для обмотки низшего напряжения и определим группу соединений обмоток.
Так как векторы .фазных напряжений обмоток параллельны и направлены согласно, то вектор ха фазного напряжения фазы а проводим параллельно вектору фазного напряжения ХА фазы А (рис. 127, а).
Так как на схеме точки х, у, z соединены вместе, то и соответствующие точки векторов будут соединены в одной точке.
Проводим из точки х вектор фазного напряжения ув, параллельно вектору УВ и далее проводим из той же точки вектор zc, параллельный вектору ZC. Соединяя точки а, в, с, получаем векторы линейных напряжений вторичной обмотки.
Для определения группы соединения обмоток перенесем параллельно самому себе вектор линейного напряжения ав к вектору линейного напряжения АВ так, чтобы точки А и а совпали. Как видно из рисунка 127, а, угол между векторами равен 360°, или 360 : 30 = 12 единиц углового смещения, т. е. группа соединений обмоток 12. При встречном направлении векторов э. д. с. получим группу Y/Y0 — 6 (рис. 127, б).
Построим векторную диаграмму для группы Y/Δ — 11.
Векторная диаграмма напряжений обмотки высшего напряжения определяется напряжением сети (рис. 127, в). Строим векторную диаграмму для обмотки низшего напряжения. Вектор ха проводим параллельно вектору ХА. Так как на схеме точки а и у соединены вместе, то и на векторной диаграмме точки векторов a и y соединяем вместе. Из точки а проводим вектор ув параллельно вектору УВ. Так как на схеме точки в и z соединены вместе, то из точки в проводим вектор zc параллельно вектору ZC.
В результате построения мы получили треугольник фазных и линейных напряжений обмотки низшего напряжения авс. Для определения группы соединения переносим параллельно самому себе вектор линейного напряжения ав к вектору линейного напряжения АВ так, чтобы точки А и а совпали. Угол между векторами линейных напряжений, отсчитанный по часовой стрелке от вектора линейного напряжения обмотки высшего напряжения, равен 330°, или 330 : 30 = 11 единиц углового смещения, т. е. группа соединения обмоток 11.
Если векторы э. д. с. обеих обмоток направлены встречно, то мы получим 5 группу (рис. 127, г).
Для выражения угла сдвига между векторами линейных напряжений используют циферблат часов. Вектор линейного напряжения обмотки высшего напряжения принимают за минутную стрелку и устанавливают на цифру 12, а вектор линейного напряжения обмотки низшего напряжения принимают за часовую стрелку и устанавливают на цифру, соответствующую положению этого вектора на векторной диаграмме. Цифра, на которую указывает часовая стрелка, определяет группу соединений обмоток трансформатора. В первом случае при соединении обмоток Y/Y0 — 12 обе стрелки будут установлены на цифре 12, а при соединении обмоток Y/Δ — 11 — минутная стрелка на цифре 12, а часовая на цифре 11.
Группу соединений Y/Y0 — 12 применяют для трансформаторов небольшой мощности напряжением 10/0,4 кв или 6/0,4 кв с выведенной нулевой точкой при смешанной осветительной и силовой нагрузке и напряжении с низкой стороны до 400 в.
Группу соединений Y/ Δ —11 применяют для трансформаторов при напряжении больше 400 в на обмотке низшего напряжения, например в трансформаторах 6/0,525 кв; 10/0,525 кв; 35/10 кв; 35/6 кв.
Группу соединений Y0/ Δ — 11 применяют при напряжении обмоток с высшей стороны 110 кв и выше.
Соединять обмотки в звезду выгодно при высших напряжениях, так как тогда на фазу подводится фазное напряжение, которое в 
раза меньше линейного, что дает возможность удешевить изоляцию обмотки.
Соединение треугольником обычно применяют при низких напряжениях и больших токах, что дает возможность уменьшить сечение проводов обмоток, так как в этом случае фазный ток в проводах обмотки меньше раза линейного тока (рис. 128).
Если при соединении обмоток Y/Y отношение линейных напряжений на первичной и вторичной обмотках при холостом ходе равно коэффициенту трансформации k, то при соединении обмоток Y/Δ отношение линейных
напряжений равно • k, а при соединении обмоток Δ /Y это отношение равно 
, где k—отношение фазных напряжений на первичной и вторичной обмотках трансформатора при холостом ходе.
На щитке трансформатора всегда указывают линейные напряжения и токи.
В современных трансформаторах сталь сердечника насыщена вследствие того, что допускают большие значения магнитной индукции (свыше 1,4 тл), поэтому форма кривой тока холостого хода несинусоидальна (см § 1, гл. XII). Как известно из теоретической электротехники, несинусоидальную кривую тока можно разложить на ряд синусоидальных кривых — основную, третью гармоническую, пятую гармоническую и т. д. Значительную
величину имеет третья гармоническая тока, которую необходимо учитывать, рассматривая работу трансформатора. Например, при индукции в стали трансформатора 1,4 тл третья гармоника равна примерно 30% основной составляющей намагничивающего тока (рис. 129). Из теоретической электротехника известно, что токи третьей гармоники во всех фазах одинаково направлены, т. е. во всех фазах они текут или от конца к началу обмотки фазы, или наоборот (рис. 129, б, в). Так как при соединении обмотки трансформатора в звезду токи третьей гармоники взаимно уравновешиваются, то отсутствие тока третьей гармоники в кривой тока
холостого хода делает ее синусоидальной, что приводит к искажению кривой магнитного потока: магнитный поток в магнитопроводе становится несинусоидальным и содержит третью гармонику. На рисунке 130, а показано построение кривой магнитного потока при синусоидальной форме намагничивающего тока. В IV квадранте изображена синусоидальная кривая тока, а в I квадранте кривая зависимости магнитного потока Ф от величины намагничивающего тока с учетом насыщения стали. Построенная с помощью этой кривой кривая магнитного потока во II квадранте несинусоидальна, но ее можно разложить на две синусоидальные гармонические составляющие — первую (основную) Ф1 и третью Ф3.
Отсюда видно, что в трехстержневых трансформаторах, кроме основной составляющей магнитного потока Ф1, создаются третьи гармонические составляющие магнитных потоков, направленные во всех трех стержнях в одну и ту же сторону, поэтому они должны замыкаться по маслу, воздуху и стали бака трансформатора (рис. 130, б). Этот путь магнитного потока обладает очень малой магнитной приводимостью, вследствие чего третья гармоническая потока выражена слабо и практически не искажает кривой э. д. с. Но магнитные потоки третьей гармоники, замыкаясь по стали бака, стяжным болтам и другим стальным деталям, создают в стали вихревые токи, что повышает нагрев этих деталей и понижает к. п. д. трансформатора.
При магнитной индукции около 1,4 тл эти добавочные потери составляют около 10% основных потерь холостого хода, но при увеличении индукции эти потери быстро растут. Вследствие этого соединение обмоток Y/Y имеет ограниченное применение. Его применяют в трансформаторах мощностью не более 1800 ква.
При соединении обмоток трансформатора по схеме Y/Δ или Δ/Y токи третьей гармоники, протекая во всех обмотках в одном направлении, замыкаются по контуру, образуемому обмотками, соединенными в треугольник (рис. 129, в). При наличии токов третьей гармоники в токе холостого хода кривая тока холостого хода будет пико-образной, форма кривой магнитного потока и э. д. б. — синусоидальны, поэтому магнитных потоков третьей гармоники не будет и не будет тех вредных воздействий магнитных потоков третьей гармоники, как при соединении обмоток Y/Y- Поэтому предпочтение отдается схемам соединения обмоток Y/Δ и Δ/Y-
Определить для этого трансформатора r1, r2, х1, х2 и к. п. д. при номинальной нагрузке и cos ф2 = 0,8. Найти ΔU% при номинальной нагрузке и cosф2 = 0,8. Вычислить наивыгоднейший kнг.
Решение. При решении задач с трехфазными трансформаторами сопротивления обмоток определяем для одной фазы. Находим zK:
Здесь UK делится на 
для того, чтобы найти UK фазное. Находим rк:
Здесь Рк делится на 3 для того, чтобы узнать мощность короткого замыкания на одну фазу. Находим хк:
Но так как rк = r1 + r’2, а xк = x1 + x’2 и по условию r1 = r‘2 и х1 = х’2, находим сопротивления обмоток:
Найдены действительные сопротивления первичной обмотки r1 и х1, а для вторичной обмотки подсчитаны приведенные сопротивления. Для того чтобы определить действительные сопротивления вторичной обмотки, находим коэффициент трансформации k:
Находим действительные сопротивления вторичной обмотки:
]
Находим изменение напряжения ΔU% при номинальной нагрузке трансформатора и cosф2=0,8:
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Схемы соединений обмоток трехфазных трансформаторов
Трехфазный трансформатор имеет две трехфазные обмотки — высшего (ВН) и низшего (НН) напряжения, в каждую из которых входят по три фазные обмотки, или фазы. Таким образом, трехфазный трансформатор имеет шесть независимых фазных обмоток и 12 выводов с соответствующими зажимами, причем начальные выводы фаз обмотки высшего напряжения обозначают буквами A , B , С, конечные выводы — X , Y , Z , а для аналогичных выводов фаз обмотки низшего напряжения применяют такие обозначения: a, b, c, x, y, z.
Каждая из обмоток трехфазного трансформатора — первичная и вторичная — может быть соединена тремя различными способами, а именно:
В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяют либо в звезду, либо в треугольник (рис. 1).
Осветительные сети выгодно строить на высокое напряжение, но лампы накаливания с большим номинальным напряжением имеют малую световую отдачу. Поэтому их целесообразно питать от пониженного напряжения. В этих случаях обмотки трансформатора также выгодно соединять в звезду (Y), включая лампы на фазное напряжение.
С другой стороны, с точки зрения условий работы самого трансформатора, одну из его обмоток целесообразно включать в треугольник.
Фазный коэффициент трансформации трехфазного трансформатора находят, как соотношение фазных напряжений при холостом ходе:
n ф = U фвнх / U фннх,
а линейный коэффициент трансформации, зависящий от фазного коэффициента трансформации и типа соединения фазных обмоток высшего и низшего напряжений трансформатора, по формуле:
n л = U лвнх / U лннх.
Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам "звезда-звезда" или "треугольник-треугольник", то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. n ф = n л.
При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме "звезда — треугольник" — n л = n фV 3 , а по схеме "треугольник-звезда" — n л = n ф / V 3
Группы соединений обмоток трансформатора
Группа соединений обмоток трансформатора характеризует взаимную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Изменение взаимной ориентации этих напряжений осуществляется соответствующей перемаркировкой начал и концов обмоток.
Стандартные обозначения начал и концов обмоток высокого и низкого напряжения показаны на рис.1.
Рассмотрим вначале влияние маркировки на фазу вторичного напряжения по отношению к первичному на примере однофазного трансформатора (рис. 2 а).
Обе обмотки расположены на одном стержне и имеют одинаковое направление намотки. Будем считать верхние клеммы началами, а нижние — концами обмоток. Тогда ЭДС Ё1 и E2 будут совпадать по фазе и соответственно будут совпадать напряжение сети U1 и напряжение на нагрузке U2 (рис. 2 б). Если теперь во вторичной обмотке принять обратную маркировку зажимов (рис. 2 в), то по отношению к нагрузке ЭДС Е2 меняет фазу на 180°. Следовательно, и фаза напряжения U2 меняется на 180°.
Таким образом, в однофазных трансформаторах возможны две группы соединений, соответствующих углам сдвига 0 и 180°. На практике для удобства обозначения групп используют циферблат часов. Напряжение первичной обмотки U1 изображают минутной стрелкой, установленной постоянно на цифре 12, а часовая стрелка занимает различные положения в зависимости от угла сдвига между U1 и U2. Сдвиг 0° соответствует группе 0, а сдвиг 180° — группе 6 (рис. 3).
В трехфазных трансформаторах можно получить 12 различных групп соединений обмоток. Рассмотрим несколько примеров.
Пусть обмотки трансформатора соединены по схеме Y/Y (рис. 4). Обмотки, расположенные на одном стержне, будем располагать одну под другой.
Зажимы А и а соединим для совмещения потенциальных диаграмм. Зададим положение векторов напряжений первичной обмотки треугольником АВС. Положение векторов напряжений вторичной обмотки будет зависеть от маркировки зажимов. Для маркировки на рис. 4а, ЭДС соответствующих фаз первичной и вторичной обмоток совпадают, поэтому будут совпадать линейные и фазные напряжения первичной и вторичной обмоток (рис. 4, б). Схема имеет группу Y/Y — О.
Изменим маркировку зажимов вторичной обмотки на противоположную (рис. 5. а). При перемаркировке концов и начал вторичной обмотки фаза ЭДС меняется на 180°. Следовательно, номер группы меняется на 6. Данная схема имеет группу Y/Y — б.
На рис. 6 представлена схема, в которой по сравнению со схемой рис 4 выполнена круговая перемаркировка зажимов вторичной обмотки. При этом фазы соответствующих ЭДС вторичной обмотки сдвигаются на 120° и, следовательно, номер группы меняется на 4.
Схемы соединений Y/Y позволяют получить четные номера групп, при соединении обмоток по схеме "звезда-треугольник" номера групп получаются нечетными. В качестве примера рассмотрим схему, представленную на рис. 7.
В этой схеме фазные ЭДС вторичной обмотки совпадают с линейными, поэтому треугольник аbс поворачивается на 30° против часовой стрелки по отношению к треугольнику АВС. Но так как угол между линейными напряжениями первичной и вторичной обмоток отсчитывается по часовой стрелке, то группа будет иметь номер 11.
Из двенадцати возможных групп соединений обмоток трехфазных трансформаторов стандартизованы две: "звезда-звезда" — 0 и "звезда-треугольник" — 11. Они, как правило, и применяются на практике.
Схемы "звезда-звезда с нулевой точкой" используют в основном для трансформаторов потребителей напряжением 6 — 10/0,4 кВ. Нулевая точка дает возможность получить напряжение 380/220 или 220/127 В, что удобно для одновременного подключения как трехфазных, так и однофазных приемников электроэнергии (электродвигателей и ламп накаливания).
Схемы "звезда-треугольник" применяют для высоковольтных трансформаторов, соединяя обмотку 35 кВ в звезду, а 6 или 10 кВ в треугольник. Схема "звезда с нулевой точкой" используется в высоковольтных системах, работающих с заземленной нейтралью.
Группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов: