Трансформаторов

Выбор схемы соединения обмоток цеховых

Трансформаторы цеховых ТП мощностью от 400 до 2500 кВА выпускаются со схемами соединения обмоток "звезда-звезда" с допустимым током нулевого провода, равным 0,25 номинального тока трансформатора, или "треугольник-звезда" с нулевым выводом, рассчитанным на ток, равный 0,75 номинального тока трансформатора; мощностью до 250 кВА со схемой соединения "звезда-зигзаг с нулем", нулевой вывод которого рассчитан на 0,4 номинального тока. На многих предприятиях наряду с трехфазными ЭП напряжением 380/220 В имеется большое количество однофазных ЭП напряжением 220 В. Учитывая, что силовые однофазные трансформаторы изготавливаются только напряжением 10 МВА и выше, приходится однофазную нагрузку питать от стандартных трехфазных цеховых трансформаторов.

При питании однофазной нагрузки от трехфазных трансформаторов со схемой включения "звезда-звезда" следует иметь в ввиду, что величина мощности при этом лимитируется тем, что значение тока в любой фазе не должно превосходить номинального значения, а нейтральный вывод трансформатора не должен загружаться более 25 % номинального тока фаз. Например, трансформатор ТМ-1000/10 при схеме соединения "звезда-звезда" может быть загружен однофазной нагрузкой, включенной на фазное напряжение 220 В (фаза-нуль) всего лишь на:

1000/3.0.25 = 83 кВА,

Такая пониженная пропускная способность трансформаторов со схемой соединения "звезда-звезда" создает большие затруднения при питании несимметричной силовой нагрузки, а также при питании осветительной нагрузки, особенно с газоразрядными лампами, в сетях которых сечение нулевого провода должно быть равно сечению фазного (иногда и больше) вследствие прохождения через него высших гармоник.

Кроме указанного недостатка (пониженная пропускная способность при однофазной нагрузке) трансформаторы со схемой соединения "звезда-звезда" имеют повышенные, по сравнению с другими, значения сопротивления нулевой последовательности, что приводит к занижению уровня токов короткого замыкания. С другой стороны, известно, что для успешной защиты обслуживающего персонала при замыкании одной из фаз на корпус того или иного оборудования, необходимо его надежное отключение, то есть необходима достаточна я величина тока однофазного короткого замыкания, Iк(1). Причиной небольших токов "звезда-звезда" однофазного короткого замыкания является то, что при замыканиях между фазой и нулевым проводом, схема соединения обмоток "звезда-звезда" создает неблагоприятные условия прохождения токов нулевой последовательности.

Токи нулевой последовательности в первичной обмотке трансформатора, соединенной звездой отсутствуют, а во вторичной обмотке они создают магнитные потоки, Ф0, которые в каждое мгновение во всех трех стержнях направлены в одну сторону, вследствие чего вынуждены замыкаться через изолирующую среду - слой масла, стенки бака и стяжные болты. В результате такого пути магнитного потока сопротивление нулевой последовательности трансформатора резко возрастает (примерно в десятикратном размере), кроме того сам бак и остальные элементы, по которым протекает ток нулевой последовательности, нагреваются. Учитывая вышесказанное, а также в тех случаях, когда среди подключенных токоприемников имеется однофазная нагрузка, включаемая на линейное или фазное напряжение, создающая неравномерную загрузку по фазам (более 15 %), а также, если уровень токов однофазного короткого замыкания оказывается недостаточным для обеспечения нормируемого коэффициента чувствительности (надежности действия защитных устройств - предохранителей, автоматов), следует однозначно применять трансформаторы со схемой соединения "треугольник-звезда с нулем, если Sнт >=400 кВА и со схемой "звезда-зигзаг с нулем", если Sнт £ 250 кВА.

Что же касается режима работы нейтрали цеховых трансформаторов, то следует иметь ввиду, что при напряжении сети 380/220 В при совместном питании силовой трехфазной, силовой однофазной и осветительной нагрузок нейтраль трансформатора должна быть глухо заземлена для исключения повышения напряжения на исправных фазах по отношению к земле свыше предельнодопустимой величины - 250 В. (т.е. выполняются как рабочая, так и защитная функции заземления нейтрали.) Сети с напряжением 660 В работают, как правило, с изолированной нейтралью.