А.4. Група з’єднань обмоток трансформаторів

У трифазних трансформаторів залежно від схеми з’єднання фазних обмоток, напряму намотування обмоток, розташування їх на стрижнях магнітопроводу змінюється кутовий зсув векторів, що представляють лінійні та фазні напруги.

При однаковому напрямі намотування та способі маркування виводів обмоток ВН та НН обидві обмотки зчеплені з одним магнітним потоком взаємної індукції. ЕРС обмоток, індуковані цим потоком, за фазою співпадають, кутовий зсув  (рис. А.7, а). При змінюванні напряму намотки, наприклад, обмотки НН, кутовий зсув ЕРС обмотки НН зміниться на 180° (рис. А.7, б). Таким чином, кутовий зсув між векторами  та  становитиме 180°. Як відомо, кутові зсуви ЕРС відповідають однойменним кутовим зсувам напруг.

Кутовий зсув  визначає групу з’єднання трансформатора. Відповідно до стандарту, група з’єднання обмотки – це кутовий зсув між векторами, що представляють напруги між нейтраллю (реальною або уявною) та однойменними виводами обмоток вищої та нижчої напруги.

На рис. А.8 на векторних діаграмах напруг наведено розташування векторів , , , які відповідають напругам між нейтраллю та виводами обмоток. Для схеми з’єднання Y нейтраль є реальною, для схеми з’єднання Δ нейтраль є уявною.

Для визначення номеру групи з’єднань обмоток трансформатора за допомогою векторних діаграм необхідно побудувати суміщені векторні діаграми напруг обмоток вищої та нижчої напруги. Вектор обмотки вищої напруги примається в якості базисного. Номер групи визначається за формулою , де 30° – це дискретність повороту вектора на комплексній площині при симетричній трифазній системі. Також для визначення групи використовується годинниковий спосіб (рис. А.9): вектор напруги обмотки вищої напруги вважається великою стрілкою годинника та спрямовується на число 12. Вектор напруги обмотки нижчої напруги вважається малою стрілкою годиника. Він і показує групу з’єднань обмоток трансформатора.

Таким чином, у першому випадку (див. рис. А.7) g = 0/30⁰ = 0 – нульова група; у другому випадку g = 180⁰/30⁰ = 6 – шоста група.

За стандартом усі однофазні трансформатори повинні мати тільки нульову групу (наявність двох груп незручно у експлуатації).

Позначення однофазного трансформатора – І/І–0 – однофазний трансформатор, який належить нульовій групі або який має нульову групу з’єднання обмоток.

Для трифазних трансформаторів існує 12 груп. Схеми з’єднань та векторні діаграми напруг для 12 груп наведені в табл. А.1. На схемах розташування фазних обмоток вищої та нижчої напруги відповідає їх розташуванню на стрижнях магнітопровода трансформатора. Маркування вивідних кінців обмоток (спосіб намотки) відповідає однаковому спрямуванню векторів ЕРС та фазних напруг обмоток вищої на нижчої напруги. Також в таблиці наведені розрахункові формули для визначення коефіцієнтів міжфазних напруг через коефіцієнт трансформації трансформатора n (А.2).

При схемі з’єднання обмоток Y/Y можна отримати всі парні групи, а при з’єднанні Y/Δ – всі непарні. Крім того, розрізнюють основні групи 0, 6, 11, 5 та похідні 4, 8, 10, 2, 3, 7, 9, 1, які можна отримати перемаркуванням по колу вивідних кінців вторинних фазних обмоток. Стандарт обмежує кількість груп та обумовлює схеми з’єднань. Передбачаються такі схеми та групи з’єднань трифазних двохобмоткових трансформаторів: Y/  – 0; /Y – 0; Δ/Δ – 0; D/ – 11; D/Y – 11; /D – 11; /  – 11.

[В1]