Схема и группа соединения обмоток: Группы соединений обмоток трансформаторов

Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов — Студопедия

Поделись  

Б.1 Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов должны соответствовать приведенным в таблицах Б.1 — Б.8.

Таблица Б.1 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Таблица Б. 2 — Схема и группа соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов

Таблица Б.3 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трехобмоточных трансформаторов

Таблица Б. 4 — Схема и группа соединения обмоток трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов

Таблица Б.5 — Схема и группа соединения обмоток однофазных трехобмоточных автотрансформаторов

Таблица Б.6 — Схема и группа соединения обмоток трехфазных двухобмоточных автотрансформаторов

Таблица Б. 7 — Схема и группа соединения обмоток однофазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН

Таблица Б.8 — Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН

Б. 2 Схемы и группы соединения обмоток однофазных трансформаторов для работы в трехфазной группе следует указывать в НД на данные трансформаторы.

Б.3 Указанные в таблицах Б.1 — Б.8 схемы соединения обмоток не относятся к действительному расположению отводов активной части и вводов на крышке бака трансформатора.

Схемы соединения обмоток ВН указаны со стороны отводов обмотки ВН, а схемы соединения обмоток СН и НН — со стороны отводов обмотки НН.

Примечание — В схемах соединения обмоток допустимо вместо обозначений А, В, С и а, b, с использовать обозначения I, II, III и i, ii, iii соответственно, которые применяют в международной практике.

Приложение В

(обязательное)

Защитные покрытия

В.1 Для масляных трансформаторов металлические поверхности элементов активной части, внутренние поверхности бака, расширителя и защитного устройства (выхлопной трубы) должны иметь маслостойкое покрытие, защищающее масло от контакта с ними и не оказывающее вредного влияния на масло.

Допускается не защищать покрытием торцевые поверхности магнитной системы, магнитные экраны, алюминиевые шины, детали переключающих устройств, крепежные детали, а также другие детали и составные части активной части, не оказывающие активного каталитического воздействия на масло.

В.2 Охладители систем охлаждения должны быть очищенными и промытыми трансформаторным маслом.

Трубы маслопроводов систем охлаждения, соединяющие бак трансформатора с охладителями, должны быть коррозионно-стойкими и маслостойкими или иметь коррозионно-стойкое и маслостойкое внутреннее покрытие.

В.3 Для трансформаторов, залитых синтетическим маслом, и масляных трансформаторов с гофрированными баками, залитых минеральным маслом, требования защиты внутренних поверхностей должны быть указаны в НД на данные трансформаторы.

В.4 Наружные поверхности трансформатора из некоррозионно-стойких материалов должны иметь стойкие к атмосферным воздействиям покрытия. Применяемые для этих целей лакокрасочные покрытия должны быть серого, светло-серого или темно-серого цветов.

Для сухих трансформаторов требования к цвету покрытий наружных поверхностей должны быть указаны в НД на данные трансформаторы.

Поверхности резьбовых соединений, деталей сочленения бака с транспортером сочлененного типа, поверхности катания катков, поверхности заземления допускается не защищать покрытиями. В этом случае указанные поверхности подлежат консервации.

В.5 Трансформаторы для КТП мощностью свыше 250 кВ·А должны быть окрашены в один цвет с их шкафами.

Приложение Г

(обязательное)



2.2. Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора

2.2.1. Цель работы

Изучить группы
соединений обмоток, методы их определения;
исследовать влияние схем соединений и
маркировки клемм обмоток на группу
соединений обмоток.

2.2.2. Программа работы

2.2.2.1. Ознакомиться
с лабораторной установкой.

2. 2.2.2. При неизменной
схеме и маркировке первичной обмотки,
изменяя маркировку и схему соединения
вторичной обмотки, провести 12 опытов
по получению данных для построения
векторных диаграмм напряжений.

2.2.2.3. Определить
по векторным диаграммам напряжений
группы соединений обмоток.

4. Сделать основные
   выводы по результатам исследований.

2.2.3. Общие указания

У трехфазных
обмоток трансформаторов две наиболее
распространенные схемы соединения:
звезда (
),
треугольник (
).
Клеммы начала фаз обмоток высшего
напряжения (ВН) принято обозначать
прописными латинскими буквами А, В, С,
а клеммы концы фаз – Х, У, Z.
Клеммы начала и концы фаз обмоток низшего
напряжения (НН) обозначаются строчными
латинскими буквами: соответственно a,
b,
c
и х, у,
z.
Клемма нулевой точки при соединении
трехфазной обмотки в звезду с выведенной
нейтралью обозначается в обмотке ВН
прописной латинской буквой О, в обмотке
НН строчной буквой о, а схема соединения
обмотки обозначается
.

При включении на
параллельную работу трансформаторов
очень важное значение имеет взаимное
расположение одноименных линейных
векторов вторичных напряжений на
нагрузке. Это обеспечивается соблюдением
требования одинаковости групп соединений
обмоток трансформаторов, включаемых
на параллельную работу.

Группа соединений
обмоток трансформатора определяется
углом сдвига между одноименными
первичными и вторичными линейными
напряжениями, измеренным от вектора
высокого напряжения по направлению
часовой стрелки. За единицу группы
принимается угол в 30⁰,
на который делят выше названный угол
сдвига.

Группа соединений
обмоток трансформатора зависит от
направления намотки, от маркировки
клемм, от схемы соединения фаз обмоток.

При смене маркировки
клемм трехфазной обмотки следует
помнить, что меняется маркировка клемм
всех трех фаз, сохраняя одинаковым
чередование фаз первичной и вторичной
обмоток.

Государственным
стандартом рекомендуются следующие
методы определения группы соединения
обмоток трехфазных трансформаторов:
метод фазометра (прямой метод), метод
вольтметра.

Лабораторная
установка предусматривает использование
для определения групп соединений обмоток
метода вольтметра. Для обеспечения
достаточной точности измерений напряжений
разных величин имеются два вольтметра.
Для определения по результатам опытов
групп соединений обмоток трансформатора
понадобятся циркуль, линейка, транспортир.

2.2.4. Определение групп соединений обмоток трансформатора

Метод вольтметра
может быть успешно реализован только
в случае симметрии подводимого напряжения,
поэтому необходимо обязательно
контролировать выполнение этого условия
при проведении всех опытов.

Для определения
групп соединений обмоток поочередно
собирают электрические схемы опытов,
представленные в табл. 2.2.1, изменяя
маркировку и схему соединения вторичной
обмотки понижающего трансформатора.
При этом электрически соединяют две
одноименные клеммы А
и а.
На первичную обмотку подают номинальное
переменное напряжение и измеряют
линейные напряжения первичной и вторичной
обмоток, а также напряжения между
клеммами В
и b,
В
и с,
С
и b,
C
и с.

Группа соединения
обмоток определяется графически (рис.
2.2.1). Для этого в соответствии с разумно
выбранным масштабом строят АВС
линейных
напряжений обмотки ВН, соблюдая
чередование фаз по часовой стрелке.
Построение abc
линейных
напряжений обмотки НН делают следующим
образом. Местонахождение точки а
совпадает с точкой А,
так как клеммы А
и а
электрически соединены. Точку b
находят на пересечении дуг окружностей,
проведенных из точек В
и С,
как из центров, радиусами, равными
соответственно U_Bb
и U_Cb.
Точку с
находят на пересечении дуг окружностей,
проведенных также из точек В
и С,
но радиусами, равными соответственно
U_Bc
и U_Cc.
Группа соединений обмоток определяется
углом, измеренным по часовой стрелке
между одноименными линейными напряжениями
U_AB,
U_ab
и поделенным на 30⁰.
На рис. 2.2.1 векторная диаграмма напряжений
соответствует третьей группе соединения
обмоток, что оформляется записью

-3.

Все пары названных
дуг окружностей имеют по две точки
пересечения, поэтому для недопущения
ошибок при определении местонахождения
точек b
и с
нужно помнить, что эти точки располагаются
во всех диаграммах на окружности радиусом
линейного напряжения обмотки НН,
проведенной из точки А,
как из центра.

Рис. 2.2.1. Определение
группы соединения обмоток

[№ 13] Схема обмотки двигателя переменного тока

Здесь мы видим схему обмотки трехфазного асинхронного двигателя переменного тока или бесщеточного двигателя с постоянными магнитами (IPM), имеющего 4 полюса и 36 пазов. Эта обмотка фактически может использоваться с любой машиной переменного тока, включая синхронный реактивный двигатель или синхронный двигатель или генератор с возбуждением. Во многих отношениях это обычный классический пример, и цель здесь состоит в том, чтобы рассмотреть некоторые особенности схемы и ее условности, а не саму обмотку или какую-либо конкретную машину.

Отправной точкой является разработанная схема обмотки внизу слева. Термин «развитый» заимствован из геометрии цилиндров и означает, что наш взгляд на внутреннюю часть отверстия статора выкатывается на плоскость. Мы должны представить, что находимся внутри статора, где-то рядом с центральной линией или осью, и смотрим радиально наружу на внутреннюю поверхность с прорезями. Если мы повернем наш вид на 360°, мы увидим все 36 слотов.

На разработанной схеме показаны только несколько слотов, но мы видим, что всего катушек 36. Каждая катушка имеет две катушки- стороны , поэтому в каждом слоте должно быть две стороны катушки. Это то, что известно как двухслойная обмотка , один из самых распространенных типов. Катушки все одинаковые, и они уложены так, что одна сторона катушки находится внизу прорези, а другая вверху возле отверстия прорези. Нижние стороны катушки показаны пунктирными линиями, потому что они скрыты за верхними сторонами катушки, когда мы смотрим наружу от оси. Каждая катушка представлена ​​на разработанной схеме многоугольником с треугольными «лобовиками», иногда называемым «алмазной катушкой».

В машинах с большим количеством пазов разработанная схема может стать очень сложной, особенно когда обмотка рассчитана на различные последовательно-параллельные соединения. По этой причине часто используется чрезвычайно компактная форма схемы соединений, особенно в намоточных цехах. В дальнейшем мы предполагаем, что все катушки одинаковы и уложены в одном и том же направлении правильным образом; их полярность затем определяется межсоединителями, и что жизненно важно в цехе намотки, так это соединить их в группы с правильной полярностью, правильными последовательными или параллельными путями и в правильных фазах.

На компактной схеме показаны группы полюсов . В этом примере с 36 катушками, 3 фазами и 4 полюсами катушки естественным образом делятся на группы по 3, то есть 36/(3 × 4). Одна из этих групп выделена на разработанной схеме. Его начальная точка ( S ) — передний хвост первой катушки в группе, а конечная точка ( F ) — задний хвост последней (третьей). S и F ожидают подключения к другим группам полюсов в соответствии с основной схемой. Если предполагается параллельное соединение, ЭДС, генерируемые во всех параллельных группах полюсов, должны быть одинаковыми по величине и фазе.

На компактной диаграмме каждая группа полюсов представлена ​​простой дугой. Чтобы не касаться и не перекрывать соседние дуги, угловая протяженность этой дуги (в шагах пазов) немного меньше, чем количество пазов на полюс на фазу, в данном случае 3 шага пазов. Количество дуг равно количеству групп полюсов, поэтому количество катушек в группе равно количеству катушек, деленному на количество дуг: в этом случае 36/12 = 3.

Замечательное свойство эта схема заключается в том, что она не зависит от количества пазов и катушек. Например, если мы заменим статор с 48 пазами, схема не изменится, но количество катушек в группе увеличится с 3 до 4. В статоре с 24 пазами будет 2 катушки на группу. Все эти случаи являются примерами обмоток с «разбросом» 60°, что является чрезвычайно распространенным явлением. (Технически мы должны включить случай 12 слотов, но это вырожденно, если разброс равен нулю). Также обратите внимание, что на диаграмме нет информации о размахе или шаге катушки; таким образом, например, в случае с 36 пазами обмотка с полным шагом будет иметь размах витков 9, но также можно использовать 8, 7 или 6 (все с 2 сторонами катушки на слот).

Схема дуги содержит всю необходимую информацию для правильного соединения групп полюсов. Со всеми дугами на месте довольно просто с помощью «логики схемы» соединить их с правильной полярностью в соответствующие фазы. Чтобы облегчить интерпретацию соединений, справа добавлена ​​принципиальная схема для одной фазы, и мы видим, что в этом примере все катушки в одной фазе соединены последовательно. Другими словами, количество параллельных путей равно 1. Было бы полезно снова нарисовать основную диаграмму (и правую диаграмму) с 2 параллельными путями и снова с 4 параллельными путями (максимально возможное число в этот пример).

Детали важны. Группы полюсов пронумерованы от 1 до 12 при движении против часовой стрелки, и каждая группа полюсов имеет маркировку S – F при движении против часовой стрелки. На дугах были добавлены стрелки, чтобы показать полярность подключения, а в центре диаграммы мы добавили письменный «график» подключений: например, « F1 до F4 » означает, что отделка группа полюсов 1 соединяется с концом группы полюсов 4.

В этом примере группы полюсов связаны с тремя фазами, и в соответствии со схемой начало фазы 2 должно быть смещено на 120° (электрически) от начало фазы 1, в направлении вращения вперед. Поскольку это 4-полюсная машина, то есть угол 60° (механический), поэтому, если фаза 1 начинается в слоте 1, фаза 2 должна начинаться в слоте 7, а фаза 3 — в слоте 13.

Хотя дуговая диаграмма может иметь дело с обмотками большой сложности, она не показывает положения отдельных сторон катушки: они неявны, когда известен пролет катушки и количество катушек в группе, но они не являются первичными. значение в процессе соединения полюсов- групп . Это может быть недостатком для инженера, рассчитывающего коэффициенты обмотки или анализирующего машину с помощью программы конечных элементов. Кроме того, дуги очень похожи на лобовые части обмотки, которые иногда отображаются в программе проектирования обмотки, и это можно рассматривать как отвлечение внимания, поскольку они не имеют никакого отношения к лобовым обмоткам.

Для аналитических целей разработанная схема обмотки, возможно, более полезна, поскольку она показывает физическое положение каждой катушки. Когда катушки аккуратно сгруппированы, как в этом примере с распределенной обмоткой, расчетные уравнения (в частности, коэффициенты обмотки) могут быть рассчитаны по формулам на основе разброса и размаха катушки; но в других случаях, таких как концентрические обмотки или обмотки с дробными пазами / полюсами, все становится сложнее, и может потребоваться собрать коэффициенты обмотки с помощью анализа ряда Фурье для каждой катушки. Опять же, есть особые случаи, когда могут использоваться совершенно неправильные обмотки, в том числе катушки с разным пролетом, и в таких случаях дуговая диаграмма не подходит.

Вероятно, не существует единого стиля схемы обмотки, который мог бы эффективно представить все технические характеристики широкого спектра обмоток, используемых в электрических машинах. Три элемента схемы здесь — развернутая схема, круговая схема полюсно-группового соединения с дугами и электрическая принципиальная схема — все это обычное дело, но не очень часто мы видим их все вместе, и есть еще другие представления. здесь вообще не обсуждается. В настоящее время сложности, как правило, возникают как с большими, так и с небольшими машинами, имеющими дробные пазы/полюса, где большое внимание уделяется форме волны ЭДС, зубчатому моменту и уровню реактивного сопротивления рассеяния гармоник. При подготовке схемы намотки с учетом этих расчетов требования не совсем такие же, как при подготовке технического чертежа для использования в намоточной мастерской, однако во всех этих процессах должна быть высокая степень согласованности, и в идеале набор Программное обеспечение для проектирования должно обрабатывать все эти аспекты одинаково тщательно.

Вероятно, будет справедливо сказать, что основной схемы подключения (даже без написанного графика в середине) достаточно, чтобы намоточный цех мог правильно установить и подключить многие виды обмотки переменного тока без использования разработанной схемы или схемы электрической цепи. . Если вам когда-нибудь посчастливится попасть в мастерскую по намотке, они могут даже показать вам несколько нарисованных от руки образцов, которые они используют для перемотки полностью сгоревших машин. Просто надеюсь, что вы не конструктор этой сгоревшей машины!

*Схема взята из обучающего курса Powersys/JMAG, проходившего в октябре в Страсбурге

В трехфазных двигателях используются витки проволоки для создания магнитных полей и вращения.

Стандартные трехфазные двигатели используют шесть отдельных катушек, по две на каждую фазу. Внутренняя конструкция и соединение этих катушек внутри двигателя определяется при его изготовлении. Существует два класса трехфазных двигателей: звезда и треугольник.

Конфигурация «звезда» и «треугольник»

Трехфазные двигатели также рассчитаны на работу при двух разных напряжениях, поэтому катушки могут быть подключены как в высоковольтной, так и в низковольтной конфигурации.

В высоковольтной конфигурации две катушки каждой фазы соединены друг с другом таким образом, что более высокое значение напряжения питания распределяется поровну между ними, и через каждую обмотку проходит номинальный ток.

В низковольтной конфигурации две катушки каждой фазы соединены друг с другом таким образом, что более низкое значение напряжения питания распределяется поровну между катушками, и через каждую обмотку проходит номинальный ток.

Обратите внимание, что низковольтное соединение обязательно должно потреблять от источника в два раза больше тока, чем высоковольтное соединение. На паспортных табличках большинства двигателей указаны два значения напряжения и тока. Важно определить размеры и их размеры на основе ожидаемого значения тока, который должен потреблять двигатель при напряжении, при котором он используется.

Каждая из шести отдельных катушек имеет два питающих провода, всего двенадцать проводов. В конфигурациях «звезда» и «треугольник» три из этих проводов подключены внутри, поэтому из двигателя для подключения выводятся только девять проводов. Эти отведения пронумерованы от 1 до 9., а в схеме «звезда» и «треугольник» используется стандартное соглашение о нумерации: начиная с верхней части схемы с номера провода 1, рисуйте нисходящую внутрь спираль от каждой точки соединения, восходя к следующему номеру на каждом шаге.

В зависимости от внутренней конструкции двигателя эти провода могут быть подключены одним из четырех способов: Высоко- или низковольтная звезда, или высоко- или низковольтная треугольник

Иногда возникает необходимость протестировать или подтвердить конфигурацию двигателя перед окончательным подключением. Если двигатель с обмоткой звездой подключен как двигатель с обмоткой треугольником или наоборот, двигатель не будет работать должным образом.

Рассмотрим следующую ситуацию: у вас есть девять выводов, идущих от двигателя, но нет указаний на то, что он смотан звездой или треугольником. Используя для простой проверки непрерывности, вы можете определить тип конструкции двигателя.

При соединении по схеме «звезда» каждый из проводов 1, 2 и 3 должен иметь непрерывность только с одним другим проводом (4, 5 и 6 соответственно). Три провода без непрерывности к проводам 1, 2 и 3 должны иметь непрерывность друг с другом.

Соединения двигателя звездой

Если это треугольник, каждый из проводов 1, 2 и 3 должен иметь непрерывность с двумя другими проводами:

• T1 имеет непрерывность с T4 и T9
• T2 имеет преемственность с T5 и T7
• T3 имеет преемственность с T6 и T8

Соединения двигателя треугольником

Важно отметить, что эти точки представляют собой внутреннее соединение катушек двигателя, а не то, как они должны быть подключены к напряжению.

Низковольтная звезда

В этой конфигурации каждая фаза подведена к двум катушкам, соединенным параллельно друг с другом. Клеммы 4, 5 и 6 соединены вместе для получения второго нейтрального соединения.

Низковольтное соединение звездой

Высоковольтная звезда

В этой конфигурации каждая фаза подведена к двум катушкам, соединенным последовательно друг с другом.

Высоковольтное соединение двигателя звездой.

Низковольтный треугольник

В этой конфигурации каждая фаза подводится к центральному соединению двух катушек и к концевым соединениям каждой из двух других групп катушек.

Низковольтное соединение двигателя Delta

Треугольник высокого напряжения

В этой конфигурации каждая фаза подведена к двум катушкам, которые соединены последовательно с катушками других фаз.