Открытый треугольник в трансформаторах

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 17 июля 2013 .
Категория: Статьи.

Следует отличать соединение в разомкнутый треугольник (рисунок 1, а) от соединения в открытый треугольник (рисунок 1, б), называемого иногда V-образным. Рассмотрим на нескольких типичных примерах области их применения.

Рисунок 1. Различие между соединениями в разомкнутый (а) и открытый (б) треугольники. Примеры применения соединений в разомкнутый треугольник: утроитель частоты (в) и фильтр напряжения нулевой последовательности (г).

Видео:Трансформаторы напряженияСкачать

Разомкнутый треугольник

Разомкнутый треугольник используется, например, в выпрямительных установках для получения тока тройной частоты, подмагничивающего уравнительный реактор (смотрите статью «Шестифазная звезда и двойной зигзаг», рисунок 3, а) С этой целью применяют утроитель частоты, который состоит из трех однофазных трансформаторов с сильно насыщенными магнитопроводами. Первичные обмотки утроителя частоты соединены в звезду с изолированной нейтралью, вторичные – в разомкнутый треугольник (рисунок 1, в). Сильное насыщение магнитопроводов, их малое магнитное сопротивление, непроходимость нейтрали первичной обмотки для токов третьей гармоники – все это обеспечивает возникновение во вторичных обмотках электродвижущей силы (э. д. с.) тройной частоты, совпадающих во времени у всех фаз (смотрите статью «Понятие о магнитном равновесии трансформатора»). Поэтому через УР, замыкающий контур вторичных обмоток утроителя частоты, проходит ток тройной частоты, что и требуется в данном случае (смотрите статью «Шестифазная звезда и двойной зигзаг»).

Следующий пример дан из другой области. На рисунке 1, г показан фильтр напряжения нулевой последовательности 1 , который служит для обнаружения замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Первичные обмотки соединены в звезду, ее нейтраль обязательно заземлена, благодаря чему первичная обмотка каждой фазы включена на ее напряжение относительно земли. Вторичные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, питают реле Р.

В нормальных условиях, а также при коротких замыканиях, но без заземления геометрическая сумма фазных напряжений равна нулю. Следовательно, напряжение на обмотке реле равно нулю и оно не срабатывает. Однако при замыкании на землю в напряжениях появляется составляющая нулевой последовательности U₀. Реле срабатывает и производит заданные действия (включает сигнал, отключает заземленный участок, включает резерв и тому подобное).

Обращается внимание на следующее. Заземление нейтрали первичной обмотки (рисунок 1, г) – необходимое условие для действия схемы. Заземление вторичной обмотки – средство обеспечения безопасности (смотрите статью «Схема соединения «Звезда»). Токи третьих гармоник в контуре вторичных обмоток не возникают, так как трансформаторы напряжения работают при малых индукциях, благодаря чему их магнитопроводы далеки от насыщения.

Видео:6.2. Группы соединений обмоток трансформаторовСкачать

Открытый треугольник

Открытый треугольник в силовых электроустановках редко используется, но в цепях измерения, учета и сложных релейных защит находит самое широкое применение.

На рисунке 2, а в открытый треугольник соединены два однофазных силовых трансформатора. Это равносильно тому, что из трехфазной группы один трансформатор попросту отсоединен, но все внешние выводы как с первичной, так и со вторичной стороны оставлены. Особенности такого соединения состоят в следующем:
1. В фазах ab и ac проходят линейные токи, сдвинутые по фазе при активной нагрузке относительно соответствующих фазных напряжений на 30°. Значит, каждый трансформатор при активной нагрузке работает с cos φ = 0,866 (а не cos φ = 1). Поэтому отдаваемая мощность двух трансформаторов, соединенных в открытый треугольник, составляет не 2/3, а только 58% (2/3 от 86,6%) мощности, которая была бы при закрытом треугольнике.

Рисунок 2. Примеры соединений в открытый треугольник.

2. Различные сопротивления для линейных токов нарушают симметрию под нагрузкой.

Другой пример, (рисунок 2, б) показывает соединение в открытый треугольник обмоток напряжения 2 трехфазного счетчика для трехпроводных сетей трехфазного тока (схема Арона). Токовые обмотки 1 включены в фазы a и c. К обмоткам напряжения подведены напряжения между фазами ab и bc. Буквы Г и Н соответственно обозначают «генератор» и «нагрузка». Звездочками отмечены начала обмоток (смотрите статью «Примеры соединений измерительных трансформаторов»).

Третий пример (рисунок 2, в) показывает соединение в открытый треугольник двух однофазных трансформаторов напряжения. Такое включение применяется в электроустановках высокого напряжения, если достаточно контролировать линейные напряжения U_AB, U_BC, U_CA 2 . Вторичные обмотки трансформаторов напряжения заземлены для обеспечения безопасности.

1 Прямая, обратная и нулевая последовательности – термины метода симметричных составляющих, с помощью которого рассчитываются схемы с несимметричной нагрузкой.
2 U_AB = k × U_ab, U_BC = k × U_bc, U_CA = k × U_ca, где k – коэффициент трансформации трансформатора напряжения, в нашем примере 10000 : 100 = 100. Вольтметры градуируют в киловольтах.

Источник: Каминский Е. А., «Звезда, треугольник, зигзаг» – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

Видео:Что такое звезда и треугольник в трансформатореСкачать

Номинальное напряжение обмотки разомкнутого треугольника

Видео:Фазировка трансформатора "треугольник"/ "звезда".Скачать

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

Схема соединения в открытый треугольник подразумевает, что оборудование подключено между сторонами двух фаз. При этом проводится электрический ток с внешней стороны, с вторичных обмоток числа пропорционально этому показателю. Реле и основная нагрузка пускаются между вторичной сетью, что позволяет получить нужный уровень сопротивления.

Данная схема позволяет подключить разу три источника. Обратить внимание следует на то, что подача организуется линейным способом, и нужно избегать прохождения тока от первого к третьему источнику и наоборот.

Разомкнутый же тип подключения применяются в выпрямительному оборудовании. При помощи соединения типа достигают тока тройной частоты, что при работе со звездой или открытым симметричным невозможно. Применяется вариант, когда три трансформатора с одной фазой подключаются к прибору, который увеличивает пропорционально три частоты работы.

При помощи рассматриваемой фигуры получают нулевую последовательность, то есть в нормальном функционале UP будет равно нулю.

Нейтраль первичной обмотки в обязательном порядке заземляется, а для вторичной выбирают параметры не менее чем в 100 Вольт, если заземление. Для изолированной коэффициент берется 100 к 3 В. Коэффициент троиться, следовательно, вторичные обмотки суммируют коэффициент трансформации также в три раза. Следовательно, для описанного выше примера он состоит 6 тысяч к ста к трем. Пик получается от трансформаторных обмоток внешней поверхности, так как подача ведется через вторичку. Обязательно заземление.

Видео:Схемы и группы соединений обмоток силовых трансформаторовСкачать

Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник

Дата публикации: 17 июля 2013 . Категория: Статьи.

Следует отличать соединение в разомкнутый треугольник (рисунок 1, а) от соединения в открытый треугольник (рисунок 1, б), называемого иногда V-образным. Рассмотрим на нескольких типичных примерах области их применения.

Рисунок 1. Различие между соединениями в разомкнутый (а) и открытый (б) треугольники. Примеры применения соединений в разомкнутый треугольник: утроитель частоты (в) и фильтр напряжения нулевой последовательности (г).

Видео:Принцип работы трансформатораСкачать

Различие между соединениями

Основное отличие разомкнутого треугольника от открытого состоит в том, что при помощи него возможно получить напряжение нулевой последовательности. В случае же открытого подсоединения значения зажимов вторичек всегда пропорциональны междуфазному.

Но в любом случае для защиты трансформаторов с такой схемой используются автоматы и предохранители. Если происходит обрыв фазы, то происходит короткое замыкание.

Блокировка при помощи автоматов позволит избежать скачка, которое приводит к неисправностям обмотки. Контроль проводится с возможностью измерения.

Видео:6.1. Схемы соединения обмоток трансформаторовСкачать

Разомкнутый треугольник

Разомкнутый треугольник используется, например, в выпрямительных установках для получения тока тройной частоты, подмагничивающего уравнительный реактор (смотрите статью «Шестифазная звезда и двойной зигзаг», рисунок 3, а) С этой целью применяют утроитель частоты, который состоит из трех однофазных трансформаторов с сильно насыщенными магнитопроводами. Первичные обмотки утроителя частоты соединены в звезду с изолированной нейтралью, вторичные – в разомкнутый треугольник (рисунок 1, в). Сильное насыщение магнитопроводов, их малое магнитное сопротивление, непроходимость нейтрали первичной обмотки для токов третьей гармоники – все это обеспечивает возникновение во вторичных обмотках электродвижущей силы (э. д. с.) тройной частоты, совпадающих во времени у всех фаз (смотрите статью «Понятие о магнитном равновесии трансформатора»). Поэтому через УР, замыкающий контур вторичных обмоток утроителя частоты, проходит ток тройной частоты, что и требуется в данном случае (смотрите статью «Шестифазная звезда и двойной зигзаг»).

Видео:Курс РЗиА. Часть1. Трансформаторы напряжения.Скачать

В каких случаях применяют

Схематичное построение разомкнутого варианта для трансформатора применяется довольно часто на производстве. Дело в том, что благодаря ней можно использовать синхронизацию на силовых тс. Используется для соединения трансформаторов с одной фазой, если нет возможности установить трехфазный. Уберегает механизмы, в том числе и электрические двигатели от подачи на два, если нет напряжения в одной из фаз. Единственно допустимой схемой сборки является в случае, если ротор установлен в расточку статора.

Видео:✅Для чего служат трансформаторы напряжения на подстанциях и электростанцияхСкачать

Векторная диаграмма соединения треугольником

Векторная диаграмма — способ изображения переменных напряжений и токов с помощью векторов.

Векторная диаграмма трехфазной системы ЭДС и график ЭДС фаз А, B и С:

Векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС:

Векторная диаграмма напряжений симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Построение диаграммы напряжений симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Векторная диаграмма токов активной несимметричной нагрузки, соединенной звездой:

Построение векторной диаграммы для несимметричной нагрузки при обрыве нейтрального провода:

Несимметричная нагрузка при обрыве нейтрального провода:

Построение диаграммы для несимметричной нагрузки. Звезда без нейтрального провода:

Векторная диаграмма симметричной нагрузки, соединенной звездой:

Векторные диаграммы напряжений и токов при соединении приемников треугольником:

Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении приемников треугольником:

Векторная диаграмма напряжений и токов при соединении приемников треугольником (несимметричная нагрузка):

Векторная диаграмма напряжений и токов несимметричной нагрузки, соединенной треугольником:

Особенности включения трехфазных систем треугольником.

При соединении трехфазных систем треугольником также используются три гармо­нических напряжения (4.1), которые были рассмотрены в лекции 15. Однако соединение этих источников выполняется таким образом, что начало одной фазы соединяется с концом другой. На рис. 4.5
а
показано такое включение трех обмоток генератора и соответствующее ему включение источников напряжения .

Векторная диаграмма для, соединения обмоток генератора по схеме треугольника приведена на рис. 4.5, б

. На этой диаграмме полагается, что вектора напряжений генератора имеют значения

т. е. генератор считается симметричным с прямым чередованием фаз.

При соединении нагрузок треугольником фазные напряжения будут равны линейным, а линейные токи равны геометрической разности двух фазных токов, подходящих к вершине треугольника нагрузок, как показано на рис. 4.6. При этом для положительных направлений токов справедливы следующие соотношения, которые устанавливают связь между линейными и фазными токами

Фазные токи рассчитываются по известным линейным напряжениям и проводимостям YAB, YBC, YCA фаз приемников

Если падения напряжений на проводах линий передачи малы, то можно считать, что напряжения генератора равны соответствующим напряжениям приемника, т. е. .

Из уравнений (26.2) также следует, что при любых значениях фазных токов для линейных токов справедливо выражение

Следует отметить, что включение нагрузок по схеме треугольника возможно при любом включении обмоток генератора, как по схеме треугольника, так и по схеме звезды. Однако, при включении генератора по схеме звезды фазные напряжения приемника будут равны линейным напряжениям генератора. При этом нулевая точка генератора не используется.

Рассмотрим некоторые частные режимы работы при включении нагрузок по схеме треугольника. К таким режимам относятся:

□ равномерная нагрузка фаз генератора;

□ неравномерная нагрузка фаз генератора;

□ обрыв одной фазы приемника;

□ обрыв двух фаз приемника;

□ обрыв линейного провода.

Короткое замыкание любой фазы приемника приводит к аварийному режиму, так как при этом замыкается накоротко одна из обмоток генератора, и поэтому недопустимо.

Равномерная нагрузка фаз генератора.

При симметричной системе напряжений генератора, определяемых уравнениями (4.1) и одинаковой нагрузке фаз приемника (YAB = YBC = YCA = Yn) действующие значения токов в фазах равны между собой, поэтому линейные токи связаны с фазными токами соотношением

Токи в фазах приемника определяются по формулам (4.3) и при равенстве проводимостей имеют значения

Векторная диаграмма для равномерной нагрузки фаз генератора приведена на рис. 4.7а

Неравномерная нагрузка фаз генератора.

Неравномерная нагрузка фаз генератора является наиболее распространенным режимом работы трехфазной системы. Неравномерная нагрузка характеризуется различными значениями проводимостей, включенных в приемнике, т. е.
YAB = YBC = YCA
. Действующие значения токов в фазах приемника при неравномерной нагрузке и симметричном генераторе про­порциональны проводимостям нагрузки и определяются по формулам (26.3).

Видео:ПРОСТЫМ ЯЗЫКОМ: Что такое трансформатор?Скачать

Схема неполного и полного треугольника и особенности работы РЗА по этим схемам.

Схема соединения с 2 ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз (неполный треугольник).

Ксх = Ip = Ia — Ic

— схема применяется для защиты от междуфазных повреждений.

— в нормальном режиме и при 3-х фазном замыкании в обмотке реле протекает ток, который в > Iф.

— защита обладает малой чувствительностью при 2-х фазных КЗ АВ и ВС, следовательно чувствительность в

меньше чем чувствительность защит схем а, б.

Из-за этих недостатков применяется для защиты эл. двигателей.

При КЗ между АС Кч = Кч по схемам полной и неполной звезды Кч =

Схема соединения ТТ в Δ, а обмоток реле в Y (схема полного треугольника).

1. Система электроснабжения, в которой применяется данная схема.

2. Схема замещения с Iкз

Недостаток: Сложна и дорога.

Ток в реле проходит при всех видах КЗ, следовательно защита будет работать во всех случаях. При замыкании на землю схема мало чувствительна. Это связано с тем, что при этих видах КЗ возникает токи 0-й последовательности, не выходящие за пределы Δ ТТ.

В этом случае на Q3 стоит в защите схема полного Δ.

Реле максимального тока РТВ, РТМ. МТЗ с независимой выдержкой времени на переменном оперативном токе с дешунтированием отключающих катушек выключателя.

Реле максимального тока с механической выдержкой времени РТВ, выполненное на электромагнитной системе соленоидного типа (рис. 1), обладает ограниченно зависимой временной характеристикой.

При появлении в катушке реле достаточной силы якорь притягивается к неподвижному полюсу. Усилие через пружину как жесткую связь передается на ударник и толкает его вверх. Движению ударника препятствует часовой механизм, с

которым он связан при помощи тяги. Скорость движения определяется силой тока в реле, что обуславливает зависимую часть характеристики (рис. 2).

По истечении выдержки времени ударник освобождается и, ударяя по рычагу отключающего валика, освобождает механизм выключателя.

Начиная с токов, примерно 3-кратных току срабатывания, развивается усилие, достаточное для сжатия пружины, благодаря чему сердечник втягивается мгновенно. В этом случае скорость движения ударника определяется свойствами пружины и тормозным действием механизма и не зависит от силы тока в реле, что обеспечивает независимую часть характеристики.

Реле максимального тока РТМ

Реле максимального тока мгновенного действия РТМ не имеет часового механизма и отличается от РТВ широкой шкалой уставок токов срабатывания (до 150 А). Есть конструкции реле мгновенного действия, у которых ток срабатывания регулируется плавно изменением начального расстояния от сердечника до неподвижного полюса.

Благодаря простоте схем защит с реле РТМ и РТВ прямого действия эти реле находят применение для защит в системах сельского электроснабжения.

Электромагнитные соленоидные приводы ПС-10, ПС-30 не имеют встроенных катушек реле. Для выполнения защиты с питанием оперативных цепей непосредственно от трансформаторов тока применяют специальную приставку к приводу.

Кроме указанных ранее, используют реле минимального напряжения мгновенного действия РНМ и с выдержкой времени РНВ.

Схемы с дешунтированием электромагнитов отключения выключателя выполняются на электромеханических реле (с зависимой и независимой характеристикой выдержки времени).

Расчет тока срабатывания МТЗ и проверка надежности дей­ствия всех элементов схемы после дешунтирования ЭО состо­ит из четырех этапов. Выбирается первичный и вторичный токи срабатывания токовых реле (IС3 и IСР). Проверка погрешности ТТ производится для МТЗ с независимой характеристикой при токе 1СЗ, а для зависимых — при токе КЗ. Сопротивление обмоток реле времени и промежуточных реле Zp принимается при разомкнутой вторичной цепи ПНТ этих реле. Проверяется надежность работы вспомогательных реле и ЭО после дешунтирования ЭО: где IСЭО ток срабатывания ЭО; I’2 — вторичный ток ТТ после дешунтирования. Минимальное значение коэффициента чувствительности для ЭО должно быть приблизительно на 20% больше кч принимаемого для РЗ. Соответствующий току I’2 первичный ток с учетом погреш­ности ТТ, определяемой Iнам, равен: (4.19) 3. Проверяется отсутствие возврата реле РТ и РП после дешунтирования ЭО. Для этого вто­ричный ток I”2 , проходящий по реле после дешунтирования ЭО, удовлетворял условию

(4.20) где IВ03 и 1ср — токи возврата и срабатывания дешунтирующего реле. Соответствующий первичный ток (4.21) Ток намагничивания 1нам может быть найден по экспери­ментальной характеристике U2 = f(I2) или по кри­вым погрешностей ТТ. 4. Проверяется надежность работы

контактов реле, дешун­тирующих ЭО: (4.22) где 1К тах — максимальный ток КЗ. Если условие (4.22) не выполняется, необходимо определить 12мах с учетом Iнам, т. е. насыщения ТТ . Достоинством схем с дешунтированием является их простота, высокая надежность действия при КЗ. МТЗ с дешунтированием при­меняются в распределительных сетях 6-10 кВ на присоедине­ниях с выключателями с пружинным приводом (на выключателях с электромагнитными приводами этот принцип неприменим, так как мощность ТТ недостаточ­на для их отключения). Питания оперативных цепей МТЗ возможно от выпрями­тельных блоков (БП). БП — устрой­ство, преобразующее с помощью выпрямителя переменное напряжение или ток сети в выпрямленное напряжение. Применяются два вида блоков: с выпрямленным током, по­лучаемым от ТТ; с выпрямленным напряжением, получаемым от ТН или трансформатора собственных нужд (ТСН).

Видео:Лапидус А.А. Трансформаторы. Группы соединения обмоток трансформатораСкачать

Классификация трансформаторов напряжения

ТНы классифицируются по следующим параметрам:

• напряжение первичной обмотки (3, 6, 10 … 750кВ)
• напряжение основной вторичной обмотки (100 В — для однофазных, включаемых между фазами, трехфазных; 100√3 — однофазных, включаемых между фазой и землей напряжение дополнительной вторичной обмотки (100В — однофазные в сети с заземленной нейтралью, 100√3 — однофазные в сети с изолированной нейтралью
• число фаз (однофазные, трехфазные)
• количество обмоток (двухобмоточные, трехобмоточные)
• класс точности (0,1 0,2 0,5 1 3 3Р 6Р)
• способ охлаждения (сухие, масляные, газонаполненные)
• изоляция (воздушно-бумажная, литая, компаунд, газ, масло, фарфор)

Видео:Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

Схемы соединений и особенности разомкнутого треугольника трансформатора напряжения

Разомкнутый треугольник трансформаторов напряжения представляет собой тип соединения, при помощи которого достигаются оптимальные показатели работы. Также приборы могут подключаться по типу звезды или в открытый треугольник. Следует понимать разницу между этими видами, только в таком случае можно достигнуть оптимальных характеристик.

Видео:Соединение звезда и треугольник. Различие между нимиСкачать

Схемы соединений трансформаторов напряжения в открытый и разомкнутый треугольник

Схема соединения в открытый треугольник подразумевает, что оборудование подключено между сторонами двух фаз. При этом проводится электрический ток с внешней стороны, с вторичных обмоток числа пропорционально этому показателю. Реле и основная нагрузка пускаются между вторичной сетью, что позволяет получить нужный уровень сопротивления.

Данная схема позволяет подключить разу три источника. Обратить внимание следует на то, что подача организуется линейным способом, и нужно избегать прохождения тока от первого к третьему источнику и наоборот.

Разомкнутый же тип подключения применяются в выпрямительному оборудовании. При помощи соединения типа достигают тока тройной частоты, что при работе со звездой или открытым симметричным невозможно. Применяется вариант, когда три трансформатора с одной фазой подключаются к прибору, который увеличивает пропорционально три частоты работы.

При помощи рассматриваемой фигуры получают нулевую последовательность, то есть в нормальном функционале UP будет равно нулю.

Нейтраль первичной обмотки в обязательном порядке заземляется, а для вторичной выбирают параметры не менее чем в 100 Вольт, если заземление. Для изолированной коэффициент берется 100 к 3 В. Коэффициент троиться, следовательно, вторичные обмотки суммируют коэффициент трансформации также в три раза. Следовательно, для описанного выше примера он состоит 6 тысяч к ста к трем. Пик получается от трансформаторных обмоток внешней поверхности, так как подача ведется через вторичку. Обязательно заземление.

Обратно же возникает риск не для прибора, а для обслуживавшего его персонала. На производстве строго запрещено устанавливать защитную или коммутационную технику между приборами такого типа.

Видео:Направленная защита от замыканий на землюСкачать

Различие между соединениями

Основное отличие разомкнутого треугольника от открытого состоит в том, что при помощи него возможно получить напряжение нулевой последовательности. В случае же открытого подсоединения значения зажимов вторичек всегда пропорциональны междуфазному.

Но в любом случае для защиты трансформаторов с такой схемой используются автоматы и предохранители. Если происходит обрыв фазы, то происходит короткое замыкание.

Блокировка при помощи автоматов позволит избежать скачка, которое приводит к неисправностям обмотки. Контроль проводится с возможностью измерения.

Видео:Лапидус А.А. Схемы соединения обмоток трансформаторов. Серия роликов "Вопрос из Грозного"Скачать

В каких случаях применяют

Схематичное построение разомкнутого варианта для трансформатора применяется довольно часто на производстве. Дело в том, что благодаря ней можно использовать синхронизацию на силовых тс. Используется для соединения трансформаторов с одной фазой, если нет возможности установить трехфазный. Уберегает механизмы, в том числе и электрические двигатели от подачи на два, если нет напряжения в одной из фаз. Единственно допустимой схемой сборки является в случае, если ротор установлен в расточку статора.

Видео:Самый сложный вопрос в защитах трансформатора 10/0,4 кВСкачать

Заключение

Схема угольника двух вариаций применяется самостоятельно или в комплекте. Специалист проводит инструктаж перед установкой. Обязательно проводите индивидуальный расчет актеристик тс перед использованием.

💥 Видео

Лапидус А.А. Группы соединений обмоток трансформаторов. Серия роликов "Вопрос из Грозного"Скачать

Несимметричная нагрузка. Схема соединения "треугольник"Скачать

Включение трансформатора 110 кВСкачать

Уменьшение пульсаций выпрямителя при соединении обмоток трансформатора в звезду и треугольникСкачать