Схема соединения обмоток трансформатора зигзаг

Группы соединений обмоток

Для включения трансформатора на параллельную работу с другими трансформаторами имеет значение сдвиг фаз между э. д. с. первичной и вторичной обмоток. Для характеристики этого сдвига вводится понятие о группе соединений обмоток.

Рисунок 2. Группы соединений однофазного трансформатора

На рисунке 2, а показаны обмотки однофазного трансформатора, намотанные по левой винтовой линии и называемые поэтому «левыми», причем у обеих обмоток начала A, a находятся сверху, а концы X, x – снизу. Будем считать э. д. с. положительной, если она действует от конца обмотки к ее началу. Обмотки на рисунке 2, а сцепляются с одним и тем же потоком. Вследствие этого э. д. с. этих обмоток в каждый момент времени действуют в одинаковых направлениях – от концов к началам или наоборот, то есть они одновременно положительны или отрицательны. Поэтому э. д. с. EA и Ea совпадают по фазе, как показано на рисунке 2, а. Если же у одной из обмоток переменить начало и конец (рисунок 2, б), то направление ее э. д. с., действующей от конца к началу, изменится на обратное и э. д. с. EA и Ea будут иметь сдвиг 180°. Такой же результат получится, если на рисунке 2, а одну из обмоток выполнит «правой».

Для обозначения сдвига фаз обмоток трансформатора векторы их линейных э. д. с. уподобляют стрелкам часового циферблата, причем вектор обмотки ВН принимают за минутную стрелку и считают, что на циферблате часов она направлена на цифру 12, а вектор обмотки НН принимают за часовую стрелку. Тогда на рисунке 2, а часы будут показывать 0 или 12 часов, и такое соединение обмоток поэтому называется группой 0 (ранее в этом случае применялось название «группа 12»). На рисунке 2, б часы будут показывать 6 часов, и такое соединение называется группой 6. Соответственно соединение обмоток однофазных трансформаторов согласно рисунку 2, а обозначается I/I-0, а согласно рисунку 2, б – I/I-6. В России стандартизированы и изготовляются однофазные трансформаторы только соединением I/I-0.

Рисунок 3. Трехфазный трансформатор со схемой и группой соединений Y/Y-0

Рассмотрим теперь трехфазный трансформатор с соединением обмоток ВН и НН в звезду, причем предположим, что 1) обмотки ВН и НН имеют одинаковую намотку (например, «правую»); 2) начала и концы обмоток расположены одинаково (например, концы снизу, а начала сверху); и 3) одноименные обмотки (например, A и a, а также B и b, C и c) находятся на общих стержнях (рисунок 3, а). Тогда звезды фазных э. д. с. и треугольники линейных э. д. с. будут иметь вид, показанный на рисунке 3, б. При этом одноименные векторы линейных э. д. с. (например, EAB и Eab) направлены одинаково, то есть совпадают по фазе, и при расположении их на циферблате часов, согласно изложенному правилу, часы будут показывать 0 часов (рисунок 3, в). Поэтому схема и группа соединений такого трансформатора обозначается Y/Y-0.

Если на рисунке 3, а произвести круговую перемаркировку (или перестановку) фаз обмотки НН и разместить фазу a на среднем стержне, фазу b – на правом и c – на левом, то на векторной диаграмме НН (рисунок 3, б) произойдет круговая перестановка букв a, b, c по часовой стрелке. При этом получится группа соединений 4, а при обратной круговой перестановке будет группа соединений 8. Если переменить местами начала и концы обмоток, то получатся еще группы соединений 6, 10 и 2. Значит, при соединении по схеме Y/Y возможно шесть групп соединений, причем все они четные. Такие же группы соединений можно получить при схеме соединений Δ/Δ.

Рисунок 4. Трехфазный трансформатор со схемой и группой соединений Y/Δ-11

Допустим теперь, что обмотки соединены по схеме Y/Δ, как показано на рисунке 4, а, и соблюдены те же условия, которые были оговорены для рисунка 3, а. Тогда векторные диаграммы э. д. с. обмоток ВН и НН будут иметь вид, показанный на рисунке 4, б. При этом одноименные линейные э. д. с. (напрмер, EAB и Eab) будут сдвинуты на 30° и расположатся на циферблате часов, как показано на рисунке 4, в. Соединение обмоток такого трансформатора обозначаются Y/Δ-11. При круговых перестановках фаз и при перемаркировке начал и концов одной из обмоток (или при установке вместо перемычек ay, bz, cx в треугольнике на рисунке 4, а перемычек az, bx, cy) можно получить также другие нечетные группы: 1, 3, 5, 7 и 9.

Большой разнобой в схемах и группах соединений изготовляемых трансформаторов нежелателен. Поэтому ГОСТ 11677-85,»Трансформаторы силовые. Общие технические условия», предусматривает изготовление трехфазных силовых трансформаторов со следующими группами соединений обмоток: Y/Y0-0, Y0/Y-0, Y/Δ-11, Y0/Δ-11, Y/Z0-11, Δ/Y0-11, и Δ /Δ-0. При этом первым обозначено соединение обмотки ВН, вторым – соединение обмотки НН, а индекс «0» указывает на то, что наружу выводится нулевая точка обмотки.

Использование ацетилена

Что такое группа соединения?

На рисунке 1 изображены 10 трансформаторов, обмотки которых соединены по-разному, причем это далеко не все из возможных соединений

Не рассматривая пока, в чем состоят различия, обратим внимание на помещенные рядом со схемами векторные диаграммы, которые расположены в следующем порядке: слева – векторная диаграмма напряжений первичной обмотки, в середине – векторная диаграмма напряжений вторичной обмотки, справа – векторные диаграммы напряжений обеих обмоток совмещены (в часах). Их «центры тяжести» находятся в центре циферблата часов

Минутная стрелка часов совпадает с направлением одного из векторов напряжений первичной обмотки (на рисунке 1 с вектором B). Часовая стрелка совпадает с вектором напряжения вторичной обмотки одноименной фазы, то есть с вектором b.

Рисунок 1. Примеры образования групп соединений трансформаторов.Начала первичных обмоток обозначены A, B, C, концы X, Y, Z. Начала вторичных обмоток a, b, c концы x, y, z.

Обратите внимание на то, что сравнивается расположение векторов первичной и вторичной звезд. Поэтому в случае соединения обмотки в треугольник надо, перед тем как определять группу соединения, вписать в треугольник звезду

После этого, рассматривая звезды, стрелки направляют вдоль векторов звезд в вершины B и b (A и a, C и c).

По рисунку 1 легко убедиться в том, что несколько схем, несмотря на различие в соединениях, дают одинаковый сдвиг векторов одноименных напряжений, что отчетливо видно по соответствующим им «часам», так как они указывают одно и то же время.

Несколько схем, дающих одинаковый сдвиг, образуют группу соединения. Иными словами, вторичные напряжения одноименных фаз всех трансформаторов, имеющих одну и ту же группу соединения, совпадают по фазе. Поэтому их можно соединять параллельно, не рискуя получить уравнительный ток.

Основных групп может быть двенадцать (1 ч, 2 ч, …, 12 ч) – по числу цифр на циферблате. Это объясняется тем, что векторы первичных и вторичных напряжений в зависимости от схемы соединения обмоток и их расположения на стержнях могут иметь сдвиги, кратные 30°. Таким образом, группе 1 ч соответствует сдвиг 30°, группе 2 ч – 60°, 3 ч – 90°, 4 ч – 120° и так далее. Сдвиг в 360° (или, что то же, отсутствие сдвига, так как 360° и 0° – это одно и то же) имеет группа 12 или 0 ч. При сдвиге 6 ч векторы напряжений одноименных фаз первичных и вторичных обмоток направлены прямо противоположно.

Четные группы (2, 4, 6, 8, 10, 12) получаются, если обе обмотки высшего напряжения (ВН) и низшего напряжения (НН) имеют одинаковые соединения – обе в звезду или обе в треугольник. Соединение одной обмотки в зигзаг – звезду при другой обмотке, соединенной в треугольник, дает четные группы.

Нечетные группы (1, 3, 5, 7, 9, 11) получаются, если одна обмотка соединена в звезду, другая – в треугольник, а также, если одна обмотка соединена в зигзаг – звезду, а другая – в звезду.

Соединение обмоток трансформатора в зигзаг

Соединение в зигзаг используется в случае, если на вторичных нагрузках неравномерная нагрузка. После соединения в зигзаг нагрузка распределяется более равномерно по фазам и магнитный поток трансформатора сохраняет равновесие, несмотря на неравномерную нагрузку.

Рассмотрим соединение в зигзаг-звезду трехфазного силового трансформатора. Схематично изображение приведено на рисунке.

Первичные обмотки соединяются в звезду. Далее разделяем каждую вторичную обмотку напополам. И далее соединяем, как показано на рисунке.

При соединении в зигзаг-звезду потребуется большее число витков, чем при простой звезде. Также при таком соединении возможно получение трех классов напряжения, например 380-220-127В.

Схема соединения «зигзаг»

Значительным недостатком трехфазных нулевых схем является то, что сердечник магнитопровода при его работе будет намагничен постоянным магнитным потоком, в следствии чего в каждой вторичной обмотке будет протекать ток, направленный только в одну сторону. Это довольно сильно ухудшает работу трансформатора и требует завышения поперечного сечения сердечника. Чтобы избежать этого недостатка вторичную обмотку трансформатора могут выполнять по так называемой схеме «зигзаг». Она приведена ниже:

При таком соединении ток каждой фазы проходит по двум обмоткам, которые принадлежат различным сердечникам и соединены таким образом, что в каждом сердечнике магнитные потоки направлены встречно и уничтожают друг друга. Но при этом вторичное напряжение формируется двумя обмотками, как указано на векторной диаграмме:

Алгебраическая сумма напряжений которых в больше той, которая прикладывается к диодам. Такое соединение приводит к увеличению мощности трансформатора и усложняет его изготовление.

Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников

Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье. 

Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная.

На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю.

Обратите внимание

В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).

Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)

При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх – проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)

Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное.

Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.

Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)

Важно

В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой 

последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.

Как читать Элекрические схемыКак читать Элекрические схемы

Подведем итоги.

Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.

Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:

  • Схемы питания трансформатора
  • Мощности трансформатора
  • Уровня напряжения
  • Асимметрии нагрузки
  • Экономических соображений

Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.

На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.

Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.

Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.

Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.

Схема полной звезды ТТ

В схеме полной звезды (рис. 1, а) в реле проходят вторичные токи измерительных трансформаторов, поэтому коэффициент схемы kcx=1.

Защита может срабатывать при любом виде КЗ. Эта схема применяется обычно в сетях с глухозаземленной нейтралью, в которых могут возникать не только междуфазные, но и однофазные КЗ, сопровождающиеся протеканием тока в одной фазе. В сетях с изолированной (компенсированной) нейтралью (6-35 кВ) схема, как правило, не применяется, так как в этих сетях могут возникать лишь междуфазные КЗ, для фиксации которых достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах. Схема относительно дорогая, так как требует трех ТТ и трех реле тока.

Базовый узор

Орнаменты, основанные на прибавлении и сокращении столбиков – это классика вязания крючком. Для их успешного воплощения не требуется высокая квалфикация вязальщицы, достаточно только усердия и внимательности. Полотна, изготовленные с их помощью, отличаются особенной фактурой и расцветкой (если использованы материалы разных цветов):

  • Последовательное повторение раппортов способствует появлению вертикальных ровных полос и горизонтальных – зигзагообразных.
  • Границы между цветными полосами не ровные, а волнистые. Этот эффект позволяет выполнить плавный переход от одного цвета к другому, для этого нужны минимум три цвета. Также нередко мастерицы используют очень яркие цвета для получения пестрого полотна.
  • Узор очень удобен для комбинирования с другими. Между полосами зигзагообразного орнамента можно включить ажурные узоры или просто несколько рядов столбиков.
Узор зигзаг крючком 2Узор зигзаг крючком 2Узор зигзаг крючком 2Узор зигзаг крючком 2

Узор № 2 "Зигзаг" крючком для пледа.Узор № 2 «Зигзаг» крючком для пледа.

Рельефный узор крючком зигзагами видеоРельефный узор крючком зигзагами видео

Разнообразие вариантов узора «зигзаг»

Приведенную выше схему рисунка зигзаг можно изменять разнообразными способами. Рассмотрим несколько хитростей от опытных вязальщиц.

Советы начинающим рукодельницам:

  • Чтобы сузить либо расширить размер нашего раппорта, следует соответственно уменьшить либо увеличить число петелек, идущих между накидами, а также вывязыванием 3-х петель в одну. Благодаря этому вы сможете с легкостью, не меняя схемы, создавать изделия разных размеров (большего, а также меньшего), используя одни и те же спицы и нити.
  • Изменять направление узора можно не с помощью накидов, а делая протяжки между петельками. Тогда зигзаг будет без дырочек.
  • Рисунок получится с более выраженным рельефом, если изнаночные рядки вывязывать лицевыми петельками, а не изнаночными.
  • Узор «зигзаг» можно вывязать двумя цветами. Для этого просто начните с нового рядка работать пряжей другого оттенка.

Условия параллельной работы трансформаторов.

Большинство трансформаторов питает потребителей параллельными группами. Для включения на параллельную работу трансформаторы должны иметь:одинаковые коэффициенты трансформации. В противном случае между их вторичными обмотками будет циркулировать уравнительный ток, который даже при небольшой разнице в коэффициентах трансформации может привести к опасному перегреву;одинаковые напряжения короткого замыкания uк, %, иначе они не смогут делить нагрузку пропорционально своим мощностям 1. Иными словами, одни трансформаторы будут недогружены, другие – перегружены;одинаковые группы соединения. Если группы соединения различны, то между соответствующими векторами вторичных напряжений трансформаторов, включаемых параллельно, образуется сдвиг фаз. Он повлечет за собой разность напряжений. А так как в одной и той же точке одновременно не могут существовать разные напряжения, то для их выравнивания между трансформаторами возникнет уравнительный ток. Как объяснено ниже, при самом малом из возможных сдвигов (при разных группах соединения) – сдвиге в 30° – уравнительный ток примерно в 5 раз превышает номинальный ток трансформатора. При самом большом сдвиге – в 180° – в 20 раз.

Ажурный вариант

Этот узор чуть сложнее, но также подходит для вязания из пряжи любой толщины и, следовательно, может использоваться для создания как пледов и пончо, так и легких платьев и кардиганов любой модели. Раппорт узора — 16 и еще восемь петель для симметрии, два ряда. Ниже представлен подробный мастер-класс по его созданию.

Статья по теме: Торт РЫБА из сахарной мастики или марципана

В этом, как и в предыдущем варианте зигзага, все столбики следует вязать с одним накидом. В первом вспомогательном ряду надо связать три петли подъема. Затем в первые две петли цепочки основы — по столбику, у которых должна быть одна вершина. В следующие пять петель — по одному столбику с разными вершинами. Далее начинается вязание раппорта рисунка. В восьмую петлю основы вяжут пять столбиков. В следующие пять петель — по одному столбику. Затем в пять петель основы — столбики с одной вершиной. В следующие пять — по столбику. На этом раппорт заканчивается, для завершения ряда нужно связать в оставшуюся свободной петлю основы три столбика. Этот ряд при дальнейшем вязании зигзага повторяться не будет, чередуются второй и третий.

Начинается второй ряд с четырех воздушных петель подъема. Затем – столбик, основой которого служит первый слева столбик нижнего ряда. После этого вяжут еще одну воздушную петлю и столбик, соединенный с вершиной третьего столбика внизу. Далее начинается раппорт ряда.

В его начале — одна воздушная петля, очередной столбик (в пятый столбик первого ряда) и еще одна воздушная. Далее — три столбика с одной основой, которые соединяются по очереди с 7, 9 (вершина пяти) и 11 столбиками нижнего ряда. После вновь вяжут разделенные воздушными петлями столбики (в вершины 13, 15 и 17 столбиков первого ряда соответственно). Следом два раза чередуется воздушная петля и столбик, при этом основой обоих столбиков вновь должна стать вершина 17 столбика нижнего ряда. В итоге в эту вершину должны быть ввязаны три столбика верхнего ряда. Следом идет воздушная петля и столбик в вершину 19-го столбика первого ряда. На этом раппорт заканчивается, ряд завершается еще одной воздушной петлей, столбиком в вершину 21-го, воздушной и двумя столбиками с одним основанием в вершину 22 и 24 столбиков первого ряда.

Узор зигзаг крючком считается одним из самых известных, им вязали еще наши бабушки и прабабушки. Вязание спицами и крючком считалось довольно популярным занятием в то время. Сейчас мало кто увлекается вязанием, хотя существует много книг, в которых есть детальное пошаговое описание, схемы, узоры. Легко найти и мастер-класс на эту тему.

Многим современным людям хочется выглядеть красиво и изящно, носить что-то неординарное и эксклюзивное. Вязка ручной работы ценится очень дорого, ведь нужно найти хорошего мастера, придумать модель одежды и воплотить идею в жизнь. Но насколько интересно будет связать это все самому! Вязание крючком довольно увлекающее и не очень сложное занятие. Поэтому стоит рискнуть и попробовать свои силы.

Искусство вязания пришло к нам еще из Древнего Египта. Это было целое ремесло, которое включало в себя разные техники исполнения, материалы и идеи. Со временем оно развивалось, секреты исполнения работы передавались из поколения в поколение. Некоторые забывались, но основная идея осталась до наших времен.

Сейчас выделяют несколько направлений, которые делятся на:

  1. Вязание спицами.
  2. Вязание крючком.
  3. Машинное рукоделие.

Есть множество курсов, где опытные работники проведут мастер-класс и научат своих студентов основам этого ремесла. Обучение включает в себя теоретический курс, где можно будет разобрать схемы и узоры, которые используются чаще всего. Дальше будет практическая часть, где нужно будет непосредственно попробовать сделать узор крючком самостоятельно.

Чаще всего практикуют именно вязание крючком. Есть такие люди, у которых все начинается с хобби, а потом перерастает в полноценную работу.

Полезные советы для групповых схем

Но есть много модифицированных трансформаторов. Поэтому имеет смысл рассмотреть некоторые полезные советы по соединению обмоток в отдельных случаях

Очень важно учитывать здесь параметры сердечника трансформатора и количество стержней в сердечнике

Рисунок 3. Схема соединения обмоток типа Yy.

Если сердечник содержит в себе 5 стержней, то крайне важно правильно осуществить обмотку в виде треугольника. В этом случае именно треугольник будет провоцировать затухание гармонических потоков, что обеспечит их выравнивание по синусоиде

Так, напряжение практически невозможно будет исказить. В сердечнике с пятью стержнями необходимо треугольную обмотку делать именно там, где измерения показывают ярко выраженный недостаток токов по синусоиде и неравномерные скачки напряжения.
Если на трансформаторе нейтраль нужно использовать для зарядки, то лучше всего сделать ее обмотку в виде звезды, а близлежащую сторону – треугольником. Это даст хороший уровень для основного сопротивления последовательности по нулю и обеспечит баланс для токов. Другая сторона трансформаторной установки может быть выполнена как треугольником, так и зигзагом. Такая групповая схема подходит в данном случае как для сердечника с пятью, так и с тремя стержнями.
Для некоторых типов трансформаторных установок целесообразно применять компенсационные обмотки. По смыслу это те же соединения треугольником, только они уже будут третичными. Для вторичного напряжения будет использоваться вид зигзага, а для первичного можно сделать соединение треугольником. Такая схема соединения обмоток трансформатора предусматривает хорошее понижение полного сопротивления нулевой последовательности и максимальное выравнивание напряжений.

12.1 Ток первичной обмотки трансформатора.12.1 Ток первичной обмотки трансформатора.

Итак, какое бывает соединение обмоток силовых трансформаторов, вы теперь знаете.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий