Простое понимание соединений трехфазных трансформаторов (Delta-Delta, Wye-Wye, Delta-Wye и Wye-Delta)

Трехфазные преобразования напряжения

Трехфазные преобразования напряжения могут быть выполнены с использованием трехфазных трансформаторов, которые представляют собой отдельные устройства со всеми обмотками, построенными на одном железном сердечнике. Они также могут быть выполнены с помощью трех однофазных трансформаторов, которые подключены снаружи, чтобы сформировать трехфазный блок.

Простое понимание подключений трехфазных трансформаторов - Delta – Delta, Wye – Wye, Delta – Wye и Wye – Delta (на фото: трансформатор Jefferson Electric)

Хотя трехфазные устройства обычно являются более экономичным вариантом, однофазный вариант обеспечивает большую гибкость и может быть привлекательным с точки зрения надежности и обслуживания .Если в одном месте требуется несколько одинаковых трансформаторов, однофазный вариант может включать покупку запасного блока для сокращения времени простоя в случае сбоя.

Эта практика часто наблюдается с критическими банками автотрансформаторов и повышающими трансформаторами генератора, потому что потеря трансформатора в течение длительного периода имеет очень существенные последствия.

Соединения, обсуждаемые в этой статье , будут реализованы с использованием однофазных блоков .

При подключении однофазных трансформаторов для формирования трехфазного блока необходимо тщательно соблюдать полярность обмоток. Полярность указывается с использованием точечного соглашения. Ток, возникающий в точке на первичной обмотке, будет индуцировать ток, выходящий из точки на соответствующей вторичной обмотке.

В зависимости от того, как обмотки подключены к втулкам, полярности могут быть аддитивными или вычитающими.

Двумя наиболее часто используемыми конфигурациями трехфазной обмотки являются дельта и вай , названные в честь греческой и английской буквы, каждая из которых похожа. В треугольной конфигурации три обмотки соединены друг с другом, образуя замкнутый путь.Фаза связана с каждым углом дельты.

Хотя обмотки дельты часто эксплуатируются незаземленными, ножка дельты может быть повернута по центру и заземлена, или угол дельты может быть заземлен. В конфигурации Wye один конец каждой из трех обмоток соединен для образования нейтрали. Фаза соединена с другим концом трех обмоток. Нейтраль обычно заземлена.

В следующих параграфах описываются трехфазные трансформаторы, в которых используются треугольные и треугольные соединения.

1. Дельта-Дельта
2. Уай-Уай
3. Delta-Wye
4. Wye-Delta

В следующей части этой статьи будут обсуждаться трехфазные трансформаторы, использующие соединения типа «открытый треугольник» и «открытый провод», где один из однофазных трансформаторов, составляющих трехфазный блок, опущен. Нога трансформатора с отсутствующим трансформатором называется фантомной ногой.

1. Дельта – Дельта

Дельта-дельта-трансформаторы, как показано на рисунке 1, часто используются для питания нагрузок, которые в основном трехфазные, но могут иметь небольшой однофазный компонент .

Рисунок 1 - Дельта-дельта-трансформатор

Трехфазная нагрузка обычно представляет собой нагрузку двигателя, в то время как однофазный компонент часто горит при низком напряжении. Однофазная нагрузка может питаться путем заземления центрального ответвления на одной из ветвей вторичной обмотки, а затем подключения однофазной нагрузки между одной из фаз на заземленной ветке и этой заземленной нейтралью.

На рисунке 2 показано соединение треугольник-треугольник.

Рисунок 2 - Соединения Delta – Delta Transformer (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Диаграмма подключения слева показывает, как можно установить соединение треугольник, с тремя однофазными трансформаторами или с одним трехфазным трансформатором .

Пунктирные линии показывают контуры трансформатора. Реализация трех однофазного трансформатора может быть замечена, игнорируя внешнюю пунктирную схему и метки проходных изоляторов, показанные в той схеме, и концентрируясь на трех меньших (однофазный трансформатор) схемах.

Втулки однофазных трансформаторов соединены внешними перемычками, как показано, чтобы выполнить соединение треугольник-треугольник. В случае реализации одного трехфазного трансформатора три внутренних контура не учитываются, и перемычки между обмотками выполнены внутри бака трансформатора.Шесть вводов на схеме трехфазного трансформатора доступны для подключения.

Схематическую диаграмму в верхнем правом углу, возможно, легче проанализировать, поскольку отчетливо видны дельта-соединения.

На векторной диаграмме в нижнем правом углу показаны геометрические соотношения между цепью высокого напряжения и токами цепи низкого напряжения, а уравнения внизу в центре показывают эти соотношения математически.

По мере того как нагрузка на дельта-дельта-трансформатор становится несбалансированной, в обмотках треугольника могут циркулировать большие токи, что приводит к дисбалансу напряжения.Сбалансированная нагрузка требует выбора трех трансформаторов с одинаковыми коэффициентами напряжения и одинаковыми импедансами .

Кроме того, величина однофазной нагрузки должна поддерживаться на низком уровне, поскольку трансформатор с центральным ответвлением должен обеспечивать большую часть однофазной нагрузки. По мере увеличения однофазной нагрузки трансформатор с центральным ответвлением будет увеличивать свою нагрузку больше, чем два других трансформатора, и в конечном итоге будет перегружен.

Если один из однофазных трансформаторов в дельта-дельта-банке выходит из строя, банк может работать только с двумя трансформаторами, образующими конфигурацию открытого треугольника.Номинальное значение кВА банка снижается, но трехфазное питание все еще подается на нагрузку.

Вернуться к содержанию ↑

2. Уай – Уай

Токовые трансформаторы, как показано на рисунке 3, могут обслуживать как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Однофазная нагрузка должна быть как можно более равномерно распределена между каждой из трех фаз и нейтралью.

Рисунок 3 - Уай-Уай-трансформатор

На рисунке 4 показано соединение типа «звезда-звезда» в виде трех однофазных трансформаторов или в виде одного трехфазного блока.Обе метки втулки и точки полярности показаны.

Рисунок 4 - Схема подключений Уай-Уай-трансформатора (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Одной из проблем, присущих токовым трансформаторам, является распространение токов третьей гармоники и напряжений . Эти гармоники могут вызывать помехи в соседних цепях связи, а также другие проблемы качества электроэнергии.

Другая проблема заключается в том, что существует вероятность возникновения резонанса в между шунтирующей емкостью цепей, подключенных к трансформатору, и намагничивающим сопротивлением трансформатора, особенно если цепи содержат изолированный кабель.Из-за этих проблем вай-вай-трансформаторы должны быть определены и внедрены тщательно.

Добавление третьей (третичной) обмотки, соединенной в треугольнике, устраняет многие из упомянутых проблем.

Вернуться к содержанию ↑

3. Дельта – Уай

Соединение треугольник-треугольник является наиболее часто используемым соединением трехфазного трансформатора . Вторичный соединитель позволяет распределять однофазную нагрузку между тремя фазами на нейтраль, вместо того чтобы размещать все на одной обмотке, как в четырехпроводной треугольной вторичной обмотке.

Это помогает поддерживать сбалансированную фазную нагрузку на трансформаторе и особенно важно , когда величина однофазной нагрузки становится большой . Устойчивая нейтральная точка также обеспечивает хорошее заземление, позволяющее критическое демпфирование системы для предотвращения колебаний напряжения.

Если один из однофазных трансформаторов в дельта-вай-банке выходит из строя, весь банк перестает работать.

Кроме того, поскольку дельта-звёздный трансформатор вводит фазовый сдвиг на 30 ° от первичного к вторичному, как это видно по фазирующим символам на рисунке 5, он не может быть параллелен с дельта-дельта- и вай-вай-трансформаторами, которые не дают фазового сдвига.

Рисунок 5 - Дельта – Уай Трансформер

На рисунке 6 показано соединение треугольник-треугольник в виде трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного блока. Обе метки втулки и точки полярности показаны.

Рисунок 6 - Соединения Delta – Wye Transformer

Анализ дельта-звёздного трансформатора иллюстрирует множество важных концепций, касающихся работы многофазных трансформаторов. Анализ может быть выполнен на основе напряжения или тока. Поскольку напряжение (разность потенциалов или вычитание двух векторных величин) является довольно абстрактным и его трудно визуализировать, ток (или поток заряда) будет использоваться в качестве основы для анализа, поскольку ток легко понять.

Токи, возникающие в обмотках дельта-звёздного трансформатора, показаны на рисунке 7. Обратите внимание, что стрелки указывают мгновенные направления переменного тока и согласуются с условным обозначением точки.

Рисунок 7 - Дельта-и витая обмотки

Анализ должен начинаться в одной из двух электрических цепей: либо в цепи высокого напряжения с треугольным соединением, либо в цепи низкого напряжения, соединенной с клеммой.

Так как в качестве основы для анализа используется ток, в качестве начальной точки выбрана соединительная цепь, так как в цепной соединитель, токи линии (выход из трансформатора) и фазные токи (в обмотках трансформатора) ) равны.Эта связь между линейными и фазными токами упрощает анализ.

Анализ начинается с маркировки всех линейных и фазных токов. Это показано на рисунке 8.

Рисунок 8 - Дельта-Уай трансформатор с маркированными токами

Обратите внимание, что нижние индексы указывают линейные токи в цепи низкого напряжения, а верхние нижние индексы указывают линейные токи в цепи высокого напряжения. В цепи низкого напряжения фазные токи идентичны соответствующим линейным токам, поэтому они также обозначены I _a , I _b и I _c .Когда обмотки трансформатора выполнены, конкретная обмотка высокого напряжения соответствует обмотке низкого напряжения, проведенной параллельно ей.

Другими словами, обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения, которые проходят параллельно друг другу, составляют однофазного трансформатора или две обмотки на одной ветви магнитного сердечника трехфазного трансформатора .

Ток фазы высокого напряжения, соответствующий I _a , обозначен как I _{a ′} .Направление I _{a ′} относительно направления I _a должно соответствовать пунктирному соглашению. Величина I _{a ′} относительно I _a является обратной величиной отношения витков трансформатора «n» или

При анализе трансформатора на единицу, n = 1 , поэтому получается:

I _{а '} = I _а

Итак,

I _{a ′} = I _a (на единицу)
I _{b ′} = I _b (на единицу)
I _{c ′} = I _с (на единицу блок)
_{(уравнения1)}

Далее, текущий закон Кирхгофа может быть применен к каждому узлу дельты:

I _A = I _{a ′} - I _{b ′} = I _a - I _b
I _B = I _{b ′} - I _{c ′} = I _b - I _c
I _C = I _{c ′} - I _{a ′} = I _c - I _{a
(формулы 2) 94501}

Вышеприведенные уравнения выражают токи линии цепи высокого напряжения через токи линии тока цепи низкого напряжения .В этот момент числовые значения могут быть заменены на I _a , I _b и I _c . Учитывая, что I _a , I _b и I _c представляют сбалансированный набор векторов , произвольные значения на единицу измерения выбраны так, чтобы представлять a-b-c фазовое упорядочение :

формул 3

Необходимо использовать положительную фазовую последовательность (a-b-c) , поскольку стандарты IEEE для силовых трансформаторов (серия IEEE C57) основаны на положительной фазовой последовательности.

Подставляя уравнения. 3 в уравнения 2:

формул. 4

Сравнение I _a с I _A , a √3 разность величин и угловая разница 30 ° очевидны .

IEEE Std. C57.12.00 определяет направление, в котором углы фазора должны изменяться от одной электрической цепи к другой. В стандартном трансформаторе дельта-звезда (или звезда-треугольник) токи и напряжения прямой последовательности со стороны высокого напряжения опережают токи и напряжения прямой последовательности со стороны низкого напряжения на 30 °.

Если вектор высокого напряжения отстает от вектора низкого напряжения, соединение считается нестандартным. Иногда требуются нестандартные соединения для соответствия фазировок в двух разных системах, которые должны быть электрически связаны, но обычно указываются стандартные соединения.

Обратите внимание, что конвенция для определения стандартного соединения требует, чтобы векторы высокого напряжения опережали векторы низкого напряжения на 30 ° . Не делается никаких ссылок на первичные или вторичные.Первичные обмотки трансформатора - это те обмотки, на которые подается напряжение. Вторичные обмотки имеют наведенное напряжение на них.

Обычно первичные обмотки - это обмотки высокого напряжения, но это не всегда так. Хорошим примером исключения является повышающий трансформатор генератора.

Вернуться к содержанию ↑

4. Уай-Дельта

Уай-дельта-трансформатор, показанный на рисунке 9, иногда используется для обеспечения нейтрали в трехпроводной системе, но также может обслуживать нагрузку от своего вторичного .

Рисунок 9 - Уай-дельта-трансформатор

Первичные витые обмотки обычно заземлены. Если вторичная обмотка представляет собой четырехпроводную дельту, четвертый провод, идущий от центрального ответвления на одном из плеч дельты, заземляется.

На рисунке 10 показано соединение «звезда-треугольник», в виде трех однофазных трансформаторов или в виде одного трехфазного блока. Обе метки и точки полярности показаны .

Рисунок 10 - Соединения Wye – Delta Transformer (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Вернуться к содержанию ↑

Будет продолжение…

Ссылка // Промышленное распределение электроэнергии Ральф Э.Fehr

,Соединение

звезда в трехфазной системе - соотношение между фазой и линией, напряжением и током

В соединении звезда аналогичные концы (либо начальный, либо конечный) трех обмоток соединены с общей точкой, называемой звездой или нейтралью. точка. Трехпроводные проводники проходят от остальных трех свободных клемм, называемых линейных проводников .

Провода передаются во внешнюю цепь, давая трехфазные, трехпроводные системы, соединенные звездой. Однако иногда четвертый провод переносится от точки звезды к внешней цепи, называемой , нейтральный провод , образуя трехфазные четырехпроводные системы, соединенные звездой.

Содержание:

Звездообразное соединение показано на диаграмме ниже:

Учитывая приведенный выше рисунок, финишные клеммы a ₂ , b ₂ и c ₂ из трех обмоток соединены в звезду или нейтральную точку. Три проводника, обозначенные как R, Y и B, проходят от оставшихся трех свободных клемм, как показано на рисунке выше.

Ток, протекающий через каждую фазу, называется Фазовый ток I _ph , а ток, протекающий через каждый линейный провод, называется Линейный ток I _L .Аналогично, напряжение на каждой фазе называется фазным напряжением E _ph , а напряжение на двух линейных проводниках называется линейным напряжением E _L .

Соотношение между фазным напряжением и линейным напряжением в соединении звезды

Звездное соединение показано на рисунке ниже:

Поскольку система сбалансирована, сбалансированная система означает, что во всех трех фазах, то есть R, Y и B, через них протекает одинаковое количество тока.Следовательно, три напряжения E _NR , E _NY и E _NB равны по величине, но смещены относительно друг друга на 120 °.

Диаграмма Phasor соединения звезды показана ниже:

Стрелки на ЭДС и токе указывают направление, а не их фактическое направление в любой момент.

Сейчас

Между любыми двумя линиями имеется двухфазное напряжение.

Трассировка петли NRYN

Чтобы найти векторную сумму ENY и –ENR, мы должны обратить вектор ENR и добавить его с помощью ENY, как показано на векторной диаграмме выше.

Следовательно,

Аналогично,

Следовательно, в соединительной линии звездное напряжение в корне в 3 раза больше фазового напряжения.

Соотношение между фазным током и линейным током в соединении звезды

Ток такой же силы течет через фазовую обмотку, а также через линейный провод, поскольку он соединен последовательно с фазовой обмоткой.

Где фазовый ток будет:

Ток линии будет:

Следовательно, в 3-фазной системе звездных соединений ток в линии равен фазному току.

,

Star Delta Starter - (Y-Δ) Стартер Подключение питания, управления и проводки

Автоматический стартер Star / Delta с таймером для трехфазных двигателей переменного тока

В этом руководстве мы покажем Star-Delta (Y) -Δ) Метод запуска трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с помощью автоматического стартера звезда-треугольник с таймером со схемой, схемой питания, управления и схемы подключения, а также принцип работы стартера звезда-треугольник и их применение с преимуществами и недостатками.

Автоматический стартер Star Delta с таймером и схемой установки Если у вас есть главный контактор с пневматическим таймером, потому что ваш главный контактор всегда находится под напряжением, в середине у вас есть контактор Delta с тепловой перегрузкой для защиты двигателя на случай, если двигатель превышает номинальное значение тока, установленное на тепловой перегрузке, справа у вас есть контактор «звезда», который является первым контактором, на который подается питание с главным контактором, затем, когда таймер достигает своего ограничения по времени, контактор «звезда» обесточивается, а контактор «дельта» включается, и двигатель работает с полной нагрузкой.

Схемы управления и питания двигателя:

Эксплуатация и работа автоматического пускового устройства Delta

от L1 Фазный ток течет к контакту тепловой перегрузки через предохранитель, затем к кнопке ВЫКЛ, к кнопке включения, к контакту блокировки 2, а затем C3. Таким образом, схема завершена, в результате;

1. Катушка контактора C3 и катушка таймера (I1) включаются сразу, а обмотка двигателя затем подключается в звезду. Когда C3 находится под напряжением, его вспомогательные открытые связи будут закрыты, и наоборот (т.е.е. закрытые ссылки будут открыты). Таким образом, контактор C1 также находится под напряжением, и трехфазный источник питания достигнет двигателя. Поскольку обмотка подключена в звезду, следовательно, каждая фаза будет в √3 раза меньше, чем линейное напряжение, то есть 230 В. Следовательно, мотор запускается безопасно.
2. Разомкнутый контакт C3 в линии Delta открывается, из-за чего не было бы никакой возможности активировать контактор 2 (C2).
3. После выхода из кнопки, катушка таймера и катушка 3 будут получать питание через контакт таймера (Ia), удерживающий контакт 3 и замыкающий контакт 2 на С2.
4. Когда на контактор 1 (C1) подается напряжение, два разомкнутых контакта в линии C1 и C2 будут замкнуты.
5. В течение определенного времени (обычно 5-10 секунд), в течение которого двигатель будет подключен в звезду, после этого контакт таймера (Ia) будет разомкнут (мы можем измениться, повернув ручку таймера, чтобы снова настроить время), и в следствии;

• Контактор 3 (C3) будет отключен, из-за чего разомкнутая связь C3 (которая находится на линии C2), таким образом, C2 также будет под напряжением.Точно так же, когда C3 выключен, тогда соединение звезды обмотки также откроется. И С2 будет закрыт. Поэтому обмотка двигателя будет подключена в дельте. Кроме того, откроется контакт 2 (который находится в линии C3), при котором не будет никакой возможности активировать катушку 3 (C3)
• . Поскольку теперь двигатель подключен в треугольник, следовательно, каждая фаза двигатель получит полное линейное напряжение (400 В), и двигатель начнет работать в полном движении.

Похожие сообщения:

Схема питания Star Delta Starter

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Схема питания Star Delta Starter

Схема управления Star Star Delta с таймером

Нажмите, чтобы увеличить

Пусковое устройство Star Delta с управляющей схемой

Электрическая схема пускового устройства Star Delta с таймером

Нажмите для увеличения изображения

Автоматический пускатель Star Delta (Y-Δ) с таймером для трехфазного асинхронного двигателя

Сокращения : (FOR Управляющая проводка трехфазного звездообразного треугольного стартера с таймером)

• R, Y, B = красный, желтый, синий (3 фазы)
• C.B = Главный выключатель
• Главный = Главный источник
• Y = Звезда
• Δ = Дельта
• 1a = Таймер
• C1, C2, C3 = Контроллеры (для питания и Схема управления)
• O / L = реле перегрузки
• NO = нормально разомкнутый
• NC = нормально замкнутый
• K1 = контактор (катушка контактора)
• K1 / NO = контактор Удерживающая катушка (нормально разомкнутая)

Похожие сообщения:

Преимущества и недостатки Star Delta Starter с таймером

Преимущества:

• Простой дизайн и эксплуатация
• Сравнительно дешевле, чем другие методы контроля напряжения
• Крутящий момент и ток производительность Star Delta Starter хорошо.
• Дважды потребляет пусковой ток FLA (Ампер полной нагрузки) подключенного двигателя.
• Он уменьшил пусковой ток до одной трети (приблизительно) по сравнению с DOL (прямой пускатель линии ON)

Также читайте:

Недостатки

• Пусковой момент также уменьшается до одной трети, поскольку стартер уменьшается пусковой ток до одной трети номинального тока [напряжение сети также снижено до 57% (1 / √3)]
• Требуется шесть выводов или клемм Двигатель (Delta Connected)
• Для подключения Delta напряжение питания должно соответствовать номинальному напряжению двигателя.
• Во время переключения (со звезды на треугольник), если двигатель не достигает, по крайней мере, 90% от его номинальной скорости, то пиковый ток может быть таким же высоким, как и в пускателе прямого включения (DOL), что может привести к воздействует на контакты контакторов, поэтому не будет надежным.
• Мы не вправе использовать стартер звезда-треугольник, если требуемый крутящий момент (приложения или нагрузки) превышает 50% номинального крутящего момента трехфазных асинхронных двигателей. И схемы управления

  Характеристики и особенности Star-Delta Starter

  • Пусковой ток составляет 33% от тока полной нагрузки для звездо-дельта-стартера.
  • Пиковый пусковой момент составляет 33% от момента полной нагрузки.
  • Пиковый пусковой ток составляет от 1,3 до 2,6 от тока полной нагрузки.
  • Star-Delta Starter может использоваться только для трехфазных асинхронных двигателей малой и большой мощности.
  • Это уменьшило пусковой ток и крутящий момент.
  • Для клеммной коробки двигателя необходимы 6 соединительных кабелей.
  • В Star Star Delta, пиковый ток и механическая нагрузка при переключении от Star Delta

  Применение Star Delta Starter

  Как мы знаем, главная цель Star Delta Starter - запустить трехфазный асинхронный двигатель в соединении звезда пока работает в Delta Connection.

  Имейте в виду, что стартер Star Delta можно использовать только для асинхронных двигателей с низким и средним напряжением и легким пусковым моментом. В случае прямого пуска от сети (D.O.L), принимаемый ток на двигателе составляет около 33%, в то время как пусковой крутящий момент уменьшается на 25-30%. Таким образом, Star Delta Starter может использоваться только для легкой нагрузки при запуске двигателя. В противном случае двигатель с большой нагрузкой не запустится из-за низкого крутящего момента, который необходим для ускорения двигателя до номинальной скорости при переходе на соединение Delta.

  Вы также можете прочитать другие схемы питания и управления ниже:

  .

  ---

  Смотрите также

  • 
    Штукатурка на цементной основе для внутренних работ
  • 
    Модульная мебель для гостиной в современном стиле фото
  • 
    Сколько стоит асфальт
  • 
    Уровень освещенности в помещениях
  • 
    Как убрать ржавчину с ванны
  • 
    Модульная мебель для гостиной в современном стиле фото
  • 
    Запотевают окна что делать
  • 
    Кондиционер для квартиры
  • 
    Сеть электрическая домашняя
  • 
    Физ уголок в детском саду своими руками
  • 
    Утепление односкатной крыши