Профессиональный подбор оборудования по вашим параметрам - получите идеально подходящее решение.
Обращайтесь за консультацией:
- по телефону 8 (800) 707 42 73
- на почту zakaz@tszl.ru
Почему одну и ту же обмотку в паспорте называют то первичной, то вторичной? У силового трансформатора нет вечных ярлыков. Всё зависит от того, куда в данный момент подаётся питание и откуда снимается нагрузка.
Разберёмся, как читать схемы соединений, зачем нужна группа соединений и на что смотреть, если вы выбираете оборудование или готовите трансформаторы к параллельной работе.
Первичная и вторичная обмотка: роли, а не постоянные названия
В измерительных трансформаторах всё строго. У трансформатора тока и трансформатора напряжения первичная цепь подключена к контролируемой сети. Вторичная цепь питает приборы, релейную защиту, автоматику и учёт. Там назначение обмоток задано конструкцией и схемой включения.
У силового трансформатора логика другая. Его задача — передать энергию между сетями с разным уровнем напряжения. Один и тот же аппарат может работать как понижающий или как повышающий. Всё решает направление потока мощности.
Первичной считают ту обмотку, на которую сейчас поступает энергия от источника. Вторичной — ту, с которой энергия уходит к потребителю. Например, при понижении напряжения питание подают на сторону высокого напряжения. Тогда обмотка ВН условно становится первичной. При повышении напряжения питание приходит со стороны низкого напряжения, и первичной уже становится обмотка НН.
У трёхобмоточного трансформатора в передаче энергии может участвовать и сторона среднего напряжения — СН. Поэтому «первичная» и «вторичная» — это обозначения режима, а не жёсткие названия обмоток.
Основные схемы соединения обмоток
Большинство силовых трансформаторов для энергосистем делают трёхфазными. Каждая сторона — ВН, НН и при необходимости СН — состоит из трёх фазных обмоток. У каждой есть начало и конец. Их можно соединить по-разному.
На практике чаще всего встречаются звезда, треугольник и зигзаг. Зигзаг используют реже. Для стандартного оборудования общего назначения главными остаются звезда и треугольник.
Соединение «звезда»
При соединении звездой три одноимённых конца или начала фазных обмоток сводят в общую точку — нейтраль. Остальные выводы становятся линейными.
Обозначения простые:
- Y — звезда на стороне высокого напряжения;
- y — звезда на стороне низкого напряжения;
- Yn или yn — звезда с выведенной нейтралью.
Такая схема удобна, когда нужна нейтральная точка. Её заземляют или подключают однофазные нагрузки. Для сетей с глухозаземлённой нейтралью это частое решение.
Соединение «треугольник»
При соединении треугольником конец одной фазной обмотки соединяют с началом следующей. Получается замкнутый контур. Линейные выводы подключают к трём точкам соединения.
Обозначения:
- D — треугольник на стороне ВН;
- d — треугольник на стороне НН.
Схема хорошо работает в трёхфазных сетях. Она помогает уменьшить влияние некоторых гармонических составляющих тока. Замкнутый треугольник также поддерживает работу системы при отдельных несимметричных режимах.
Соединение «зигзаг»
Зигзаг собирают из частей разных фазных обмоток. Он встречается реже звезды и треугольника. Его берут там, где важно получить устойчивую нейтраль, улучшить поведение при несимметричной нагрузке или решить специальные задачи заземления сети.
Для типовых силовых трансформаторов это не основной вариант. Но в отдельных проектах без него не обойтись.
Обозначения схем соединения
| Обозначение | Что означает | Где применяют |
|---|---|---|
| Y Обозначение | Звезда на стороне ВН Что означает | Высокое напряжение, нужна нейтраль или заземление Где применяют |
| y Обозначение | Звезда на стороне НН Что означает | Низкое напряжение, однофазные нагрузки Где применяют |
| Yn / yn Обозначение | Звезда с выведенной нейтралью Что означает | Сети с заземлённой нейтралью, релейная защита Где применяют |
| D Обозначение | Треугольник на стороне ВН Что означает | Трёхфазные сети, подавление гармоник Где применяют |
| d Обозначение | Треугольник на стороне НН Что означает | Трёхфазные сети, несимметричная нагрузка Где применяют |
| Z / z Обозначение | Зигзаг Что означает | Устойчивая нейтраль, специальные задачи заземления Где применяют |
Почему схема соединения имеет значение
Стороны ВН, НН и СН могут иметь разные варианты соединения. Например, обмотки высокого напряжения включены звездой, а низкого — треугольником. Возможны и другие сочетания: Y/Δ, Δ/Y, Y/Y.
Выбранная схема влияет на несколько рабочих параметров:
- соотношение линейных и фазных напряжений;
- наличие или отсутствие нейтральной точки;
- условия заземления сети;
- поведение трансформатора при несимметрии нагрузки;
- прохождение гармоник;
- фактический коэффициент трансформации между линейными напряжениями.
Поэтому при проектировании и выборе оборудования смотрят не только на номинальные напряжения сторон. Способ соединения фазных обмоток тоже критичен.
Что означает группа соединений
Группа соединений показывает, какой фазовый угол возникает между векторами напряжения на сторонах трансформатора. Она зависит от схемы соединения обмоток, маркировки и подключения выводов.
Для обозначения используют буквенно-цифровую запись. Буквы указывают схему соединения. Цифра отражает угловое смещение. Здесь работает принцип часового циферблата. Вектор напряжения стороны, принятой за первичную, условно ставят на отметку 12 часов. Вектор другой стороны показывает своё положение относительно него.
Такой язык удобен. Он сразу говорит специалисту, как поведёт себя трансформатор в сети и можно ли ставить его рядом с другим аппаратом.
Зачем учитывать группу соединений
Группа соединений особенно важна, когда два или несколько трансформаторов планируют включить на параллельную работу. Если группы не совпадают, вторичные напряжения будут иметь разный фазовый угол. Даже при одинаковом номинальном напряжении на шинах появится опасный сдвиг.
Что происходит дальше? Между трансформаторами текут уравнительные токи. Они не связаны с полезной нагрузкой. Зато греют обмотки, увеличивают потери и могут привести к срабатыванию защиты или повреждению оборудования.
Для надёжной параллельной работы проверяют несколько условий.
| Параметр | Что проверяют | Зачем это нужно |
|---|---|---|
| Группа соединений Параметр | Совпадение групп Что проверяют | Исключить фазовый сдвиг и уравнительные токи Зачем это нужно |
| Полярность Параметр | Одинаковая полярность выводов Что проверяют | Правильно собрать фазировку Зачем это нужно |
| Коэффициент трансформации Параметр | Близкие значения Что проверяют | Уменьшить перетоки между трансформаторами Зачем это нужно |
| Напряжение короткого замыкания Параметр | Сопоставимые значения Что проверяют | Равномерно распределить нагрузку Зачем это нужно |
| Мощность и регулирование напряжения Параметр | Соответствие номиналов и условий Что проверяют | Обеспечить устойчивую работу подстанции Зачем это нужно |
Что держать в голове при выборе и замене
Названия «первичная» и «вторичная» обмотка в силовом трансформаторе описывают направление передачи энергии в конкретный момент. При смене режима одна и та же обмотка может выполнять другую роль.
Схема соединения фазных обмоток определяет особенности работы трансформатора в сети. Группа соединений задаёт фазовый сдвиг между сторонами. Эти параметры нужно учитывать при проектировании подстанций, замене оборудования и особенно при организации параллельной работы.
Если вам нужно подобрать силовой трансформатор с нужной схемой соединения, группой, напряжением и мощностью, специалисты завода «Арктика» помогут определить оптимальное исполнение оборудования для условий вашей сети.
