Verstehen der Vektorgruppe des Transformators (Teil 1)

Transformator - Kappsches Dreieck (Juli 2019).

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Anonim

Einführung

Der Dreiphasen-Transformator besteht aus drei Primärwicklungssätzen, einer für jede Phase und drei Sekundärwicklungssätzen, die auf den gleichen Eisenkern gewickelt sind. Separate Einphasen-Transformatoren können verwendet und extern miteinander verbunden werden, um die gleichen Ergebnisse wie eine 3-Phasen-Einheit zu erzielen.

Verstehen der Vektorgruppe des Transformators (Teil 1)

Die Primärwicklungen sind auf eine von mehreren Arten verbunden. Die zwei gebräuchlichsten Konfigurationen sind das Delta, bei dem das Polaritätsende einer Wicklung mit dem nicht polaren Ende des nächsten verbunden ist, und der Stern, bei dem alle drei Nichtpolaritäts- (oder Polaritäts-) Enden miteinander verbunden sind. Die Sekundärwicklungen sind in ähnlicher Weise verbunden. Dies bedeutet, dass bei einem 3-Phasentransformator Primär- und Sekundärwicklungen gleich (Delta-Delta oder Stern-Stern) oder anders (Delta-Stern oder Stern-Delta) verbunden sein können.

Es ist wichtig zu bedenken, dass die Sekundärspannungswellenformen in Phase mit den Primärwellenformen sind, wenn die Primär- und Sekundärwicklungen auf die gleiche Weise verbunden sind. Diese Bedingung wird " keine Phasenverschiebung " genannt.

Wenn jedoch die Primär- und die Sekundärwicklung unterschiedlich verbunden sind, unterscheiden sich die Sekundärspannungswellenformen von den entsprechenden Primärspannungswellenformen um 30 elektrische Grad. Dies wird als 30-Grad-Phasenverschiebung bezeichnet. Wenn zwei Transformatoren parallel geschaltet sind, müssen ihre Phasenverschiebungen identisch sein; wenn nicht, wird ein Kurzschluss auftreten, wenn die Transformatoren unter Spannung stehen. "

Grundlegende Idee der Wicklung

Eine Wechselspannung, die an eine Spule angelegt wird, induziert eine Spannung in einer zweiten Spule, wobei die beiden durch einen magnetischen Pfad verbunden sind. Die Phasenbeziehung der beiden Spannungen hängt davon ab, auf welche Weise die Spulen miteinander verbunden sind. Die Spannungen sind entweder gleichphasig oder um 180 Grad versetzt.

Wenn 3 Spulen in einer 3-Phasen-Transformatorwicklung verwendet werden, gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Die Spulenspannungen können bei den in Stern oder Dreieck geschalteten Spulen gleichphasig sein oder wie oben verschoben sein und bei einer Sternwicklung den Sternpunkt (Nullleiter) zu einem externen Anschluß führen oder nicht.

Sechs Weisen, Stern-Wicklung zu verkabeln:

Sechs Möglichkeiten, Sternwicklung zu verkabeln

Sechs Möglichkeiten, Delta Winding zu verkabeln:

Sechs Möglichkeiten, Delta Winding zu verkabeln

Polarität

Eine Wechselspannung, die an eine Spule angelegt wird, induziert eine Spannung in einer zweiten Spule, wobei die beiden durch einen magnetischen Pfad verbunden sind. Die Phasenbeziehung der beiden Spannungen hängt davon ab, auf welche Weise die Spulen miteinander verbunden sind. Die Spannungen sind entweder gleichphasig oder um 180 ° versetzt.

Wenn 3 Spulen in einer 3-Phasen-Transformatorwicklung verwendet werden, gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Die Spulenspannungen können bei den in Stern oder Dreieck geschalteten Spulen gleichphasig sein oder wie oben verschoben sein und bei einer Sternwicklung den Sternpunkt (Nullleiter) zu einem externen Anschluß führen oder nicht.

Additive und substraktive Polarität des Transformators

Wenn Spulenpaar des Transformators die gleiche Richtung haben als die Spannung, die in beiden Spulen induziert wird, sind sie in der gleichen Richtung von einem Ende zum anderen Ende. Wenn zwei Spulen entgegengesetzte Wicklungsrichtung haben, dann sind die in beiden Spulen induzierten Spannungen in entgegengesetzter Richtung.

Wickelanschlussbezeichnungen

  • Erstes Symbol: für Hochspannung : Immer Großbuchstaben.
  • D = Delta, S = Stern, Z = Stern, N = Neutral
  • Zweites Symbol: für Niederspannung : Immer Kleinbuchstaben.
  • d = Delta, s = Stern, z = Verbundener Stern, n = Neutral.
  • Drittes Symbol: Phasenverschiebung ausgedrückt als die Stundenzahl der Uhr (1, 6, 11)

Beispiel - Dyn11

Transformator hat eine Dreieckschaltung Primärwicklung ( D ) eine Sternschaltung Sekundär ( y ) mit dem Sternpunkt herausgebracht ( n ) und eine Phasenverschiebung von 30 Grad voraus ( 11 ).

Der Punkt der Verwirrung tritt in Notation in einem Aufwärtstransformator auf. Wie in der Norm IEC60076-1 angegeben, lautet die Schreibweise HV-LV in der Reihenfolge. Zum Beispiel wird ein Aufwärtstransformator mit einer primärgeschalteten und einer sekundärgeschalteten Sekundärschreibverbindung nicht als "dY11", sondern als "Yd11" geschrieben. Die 11 zeigt an, dass die LV-Wicklung die HV um 30 Grad führt.

Transformatoren, die nach ANSI-Standards gebaut wurden, haben normalerweise nicht die auf ihrem Typenschild angegebene Vektorgruppe und stattdessen wird ein Vektordiagramm angegeben, um die Beziehung zwischen der primären und anderen Wicklungen zu zeigen.

Vektor-Gruppe von Transformator

Die dreiphasigen Transformatorwicklungen können auf verschiedene Arten verbunden sein. Basierend auf der Wicklungsverbindung wird die Vektorgruppe des Transformators bestimmt.

Die Transformator-Vektorgruppe ist auf dem Typenschild des Transformators vom Hersteller angegeben. Die Vektorgruppe gibt die Phasendifferenz zwischen der Primärseite und der Sekundärseite an, die aufgrund dieser speziellen Konfiguration der Transformatorwicklungsverbindung eingeführt wird.

Die Bestimmung der Vektorgruppe von Transformatoren ist sehr wichtig, bevor zwei oder mehr Transformatoren parallel geschaltet werden. Wenn zwei Transformatoren verschiedener Vektorgruppen parallelgeschaltet sind, dann besteht eine Phasendifferenz zwischen der Sekundärseite der Transformatoren und großen zirkulierenden Stromflüssen zwischen den beiden Transformatoren, was sehr nachteilig ist.

Phasenverschiebung zwischen HV- und LV-Windungen

Der Vektor für die Hochspannungswicklung wird als der Referenzvektor genommen. Die Verschiebung der Vektoren anderer Wicklungen von dem Referenzvektor mit Drehung gegen den Uhrzeigersinn wird durch die Verwendung einer Uhrstundenzahl dargestellt.

IS: 2026 (Teil 1V) -1977 ergibt 26 Sätze von Verbindungen Stern-Stern, Stern-Dreieck und Stern-Zickzack, Delta-Delta, Delta-Stern, Delta-Zickzack, Zickzack-Stern, Zickzack-Delta. Die Verschiebung des Niederspannungswicklungsvektors variiert von Null bis -330 ° in Schritten von -30 °, abhängig von der Verbindungsmethode.

Kaum ein Energiesystem verwendet eine so große Vielfalt an Anschlüssen. Einige der am häufigsten verwendeten Verbindungen mit Phasenverschiebung von 0, -300, -180 "und -330 ° (Einstellung der Taktstunde 0, 1, 6 und 11).

Symbol für die Hochspannungswicklung kommt zuerst, gefolgt von den Symbolen der Wicklungen in abnehmender Spannungsfolge. Zum Beispiel wird ein 220/66/11 kV-Transformator, der Stern, Stern und Delta und Vektoren von 66 und 11 kV-Wicklungen mit einer Phasenverschiebung von 0 ° und -330 ° mit dem Referenzvektor (220 kV) verbunden ist, als Yy0 - Yd11 dargestellt .

Die Ziffern (0, 1, 11 usw.) beziehen sich auf die Phasenverschiebung zwischen den HV- und LV-Wicklungen unter Verwendung einer Ziffernblattnotation. Der Zeiger, der die HV-Wicklung darstellt, wird als Referenz genommen und auf 12 Uhr gesetzt. Die Phasendrehung erfolgt immer gegen den Uhrzeigersinn. (International angenommen).

Verwenden Sie den Stundenindikator als Phasenverschiebungswinkel. Da es 12 Stunden auf einer Uhr gibt und ein Kreis aus 360 ° besteht, stellt jede Stunde 30 ° dar. Also 1 = 30 °, 2 = 60 °, 3 = 90 °, 6 = 180 ° und 12 = 0 ° oder 360 °.

Der Minutenzeiger ist auf 12 Uhr eingestellt und ersetzt die Leitung durch die (manchmal imaginäre) Nullspannung der HV-Wicklung. Diese Position ist immer der Bezugspunkt.

Beispiel

  • Stelle 0 = 0 °, dass der LV-Zeiger in Phase mit dem HV-Zeiger ist
    Ziffer 1 = 30 ° nacheilend (LV folgt HV mit 30 °), weil die Drehung gegen den Uhrzeigersinn erfolgt.
  • Ziffer 11 = 330 ° nacheilend oder 30 ° voreilend (LV führt HV mit 30 °)
  • Ziffer 5 = 150 ° nacheilend (LV verzögert HV um 150 °)
  • Ziffer 6 = 180 ° nacheilend (LV verzögert HV um 180 °)

Wenn Transformatoren parallel betrieben werden, ist es wichtig, dass jede Phasenverschiebung die gleiche ist. Eine Parallelschaltung tritt typischerweise auf, wenn sich Transformatoren an einer Stelle befinden und an einer gemeinsamen Sammelschiene (banked) oder an verschiedenen Standorten angeschlossen sind, wobei die sekundären Klemmen über Verteilungs- oder Übertragungsschaltungen verbunden sind, die aus Kabeln und Freileitungen bestehen.

Phasenverschiebung (Deg) Verbindung
0 Yy0 Dd0 Dz0
30 Verzögerung Yd1 Dy1 Yz1
60 Verzögerung Dd2 Dz2
120 Verzögerung Dd4 Dz4
150 Verzögerung Yd5 Dy5 Y5
180 Verzögerung Yy6 Dd6 Dz6
150 Blei Yd7 Dy7 Yz7
120 führen Dd8 Dz8
60 führen Dd10 Dz10
30 führen Yd11 Dy11 Yz11

Die Phasen-Durchführungen eines Dreiphasen-Transformators sind mit ABC, UVW oder 123 (HV-seitiges Kapital, LV-seitige Kleinbuchstaben) gekennzeichnet. Zwei Wicklungs-, Dreiphasen-Transformatoren können in vier Hauptkategorien unterteilt werden

Gruppe Uhr TC
Gruppe I 0 Uhr, 0 ° Delta / Delta, Stern / Stern
Gruppe II 6 Uhr, 180 ° Delta / Delta, Stern / Stern
Gruppe III 1 Uhr, -30 ° Stern / Delta, Delta / Stern
Gruppe IV 11 Uhr, + 30 ° Stern / Delta, Delta / Stern
Minus zeigt an, dass LV nacheilt HV, plus LV vor HV

Taktnotation 0 (Phasenverschiebung 0)

Taktnotation 0 (Phasenverschiebung 0)

Taktnotation 1 (Phasenverschiebung -30)

Taktnotation 1 (Phasenverschiebung -30)

Taktnotation 2 (Phasenverschiebung -60)

Taktnotation 2 (Phasenverschiebung -60)

Taktnotation 4 (Phasenverschiebung -120)

Taktnotation 4 (Phasenverschiebung -120)

Taktnotation 5 (Phasenverschiebung -150)

Taktnotation 5 (Phasenverschiebung -150)

Taktnotation 6 (Phasenverschiebung +180)

Taktnotation 6 (Phasenverschiebung +180)

Taktnotation 7 (Phasenverschiebung +150)

Taktnotation 7 (Phasenverschiebung +150)

Taktnotation 11 (Phasenverschiebung +30)

Taktnotation 11 (Phasenverschiebung +30)

Fortsetzung folgt

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