Циклические перемещения обозначений зажимов фаз - Группы соединения трансформаторов

4. ЦИКЛИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЙ ЗАЖИМОВ ФАЗ

Выяснение возможности использования для параллельной работы трансформаторов с разными группами привело к необходимости рассмотреть различные случаи
изменения расположения обозначении зажимов фаз. Кроме того, необходимо было определить, какая группа соединения получается при том или ином отклонении в порядке соединения фаз, которое всегда может произойти при монтаже трансформатора.
Рассматриваются два вида изменения или преобразования расположения обозначения зажимов фаз: во-первых, циклическое перемещение, когда изменяется расположение обозначений зажимов всех трех фаз на стороне либо НН, либо ВН, либо на обеих сторонах одновременно, и, во-вторых, перестановка двух фаз также для трех случаев изменения расположения обозначений. Имеются в виду только те случаи, когда все указанные далее преобразования производят на крышке трансформатора и не делают никаких пересоединений или перепаек в обмотках.
Все дальнейшие преобразования групп будут заключаться в том, что к зажимам «а трансформаторе будут присоединяться не одноименные фазы сетей ВН и НН, т. е. соответствие наименований зажимов на крышке и фаз сети не будет соблюдаться.

Рис. 9. Пример включения для параллельной работы. а — стандартное присоединение фаз сети к зажимам трансформатора; б — нестандартное присоединение фаз сети к зажимам трансформатора.

Так как в СССР принято одинаковое буквенное обозначение фаз сети и зажимов трансформатора (рис. 9,а), в дальнейшем буквенные обозначения всегда будут относиться к фазам сети, а их последовательность будет отображать расположение зажимов на крышке трансформатора, если смотреть со стороны отводов ВН и соответственно НН. Так, стандартное расположение фаз сети и трансформатора сокращенно запишем так ABC-.cba.
На рис. 9,6 показано, что на стороне ВН сделано циклическое перемещение обозначений зажимов. Здесь фаза сети А подведена к среднему зажиму, т. е. к зажиму, к которому ранее была подведена фаза В. Эта фаза В подведена к зажиму,  который раньше питался от фазы С, а последняя стала на место фазы А. Такое циклическое перемещение в дальнейшем будет называться перемещением по часовой стрелке. На рис. 9,6 такое же перемещение по часовой стрелке сделано и на стороне НН — здесь фаза а подведена на место фазы b, которая подведена к фазе с, а последняя стала на место фазы а. Сокращенно такое расположение фаз сети запишем так: CAB : bac.
В некоторых случаях для большей ясности будем применять наименование фаз трансформатора — левая, средняя, правая, если смотреть со стороны отводов соответствующей фазы. Так, для рис. 9,6 на стороне НН фаза b подведена к левому зажиму, если смотреть со стороны отводов НН, а на стороне ВН (рис. 9,6) фаза В подведена к правому зажиму. Еще более наглядная система обозначений получится тогда, когда будут применены для каждой фазы две буквы так, что для ВН первая буква обозначает фазу сети, а вторая — фазу трансформатора, а для НН — первая буква обозначает фазу трансформатора, а вторая — фазу сети. Тогда для рис. 9,6 получим: АВ, ВС, СА : cb, bа, ас. Необходимо одно условие — на любом стержне намотаны одноименные обмотки ВН и НН. Тогда последовательность расположения стержней трансформатора не играет роли и запись обозначений вполне пригодна и для пространственного типа трансформатора с расположением стержней вертикально по вершинам разностороннего треугольника. Эта система двойных букв даст правильное соединение при любом порядке двойных букв, например схему рис. 9,6 можно записать так: АВ, СА, ВС: ас, ba, cb.
В дальнейшем для сокращения записи изложение ведем применительно к более распространенному типу остовов с расположением стержней в одной плоскости и с однобуквенным обозначением.
Циклическое перемещение против часовой стрелки состоит в том, что фаза А подводится на место фазы С, эта фаза становится на место В, а последняя — на место фазы Д. Такие же перемещения будут считаться против часовой стрелки и на стороне НН. Сокращенная запись такого расположения фаз сети будет иметь вид: ВСА:асb, если исходное расположение было стандартным.       
Если циклическое перемещение производится для трансформаторов, у которых уже осуществлено какое- либо нестандартное присоединение фаз сетей ВН и НН, то и в этих случаях наименования «перемещение по часовой стрелке или против часовой стрелки» сохраняют указанный выше смысл.
На рис. 10 показана схема звезда/звезда с одинаковым направлением намотки обеих обмоток, но в обмотке НН обозначения всех фаз путем циклического перемещения изменены по сравнению с теми обозначениями, которые были приняты для схемы № 1 приложения 1. Старые обозначения показаны на рис. 10 в скобках над новыми обозначениями обмотки НН.

Рис. 10. Циклическое перемещение по часовой стрелке на стороне НН для схемы Y/Y-0—* Y/Y-4*.
Циклическое перемещение обозначений зажимов НН произведено по часовой стрелке, ибо фаза а подведена к зажиму b. Построение векторной диаграммы для обмотки ВН дает звезду ABC. При поочередном обходе всех фаз НН от нулевой точки получится такая же звезда векторов, как и на схеме № 1, но теперь эти векторы будут иметь другое обозначение. Средняя фаза, вектор напряжения которой должен быть параллелен вектору ОВ и одинаково с ним направлен, теперь обозначена буквой а. Вектор напряжения правой фазы НН должен быть изображен вектором, параллельным вектору OA, так как обмотка этой фазы намотана на том же стержне, на котором обмотка ВН соединена с фазой А линии. Но теперь эта правая фаза обмотки НН обозначена буквой с. В соответствии с этим на рис. 10 показаны новые обозначения векторов НН. При совмещении центров векторных диаграмм часовая стрелка оb стоит на 4 ч, т. е. получилась схема и группа соединений Y/Y-4.
В качестве примера перемещения против часовой стрелки на стороне НН использована схема Y/Z-1, исходное положение векторов которой показано на схеме № 21 приложения 2. Так как все изменения обозначений зажимов происходили вне бака трансформатора, то все обозначения промежуточных зажимов на рис. 11 сохраняются те же, что и на схеме № 21. На рис. 11 старые обозначения фаз указаны в скобках. При построении векторной диаграммы для НН (рис. 11) вое векторы внутренних ветвей зигзага, идущих от нейтрали, сохраняют те же положение и обоначения, что и на схеме № 21. Так, для внутренней ветви хаи намотанной на правом стержне, вектор оа\ должен быть параллелен вектору OA левой фазы ВН, но обратно направлен, так как обход внутренней ветви происходит в направлении, обратном положительному обходу обмотки ХА.
Промежуточные зажимы ai и у\ соединены накоротко (рис. 11 и схема № 21). От промежуточного зажима у\ обход внешней ветви зигзага ухс происходит по обмотке на среднем стержне в положительном направлении, так что в результате строится вектор, параллельный и одинаково направленный вектору ОВ, но обозначаемый теперь ухе (рис. 11) вместо обозначения уф (на схеме № 21).

Рис. 11. Циклическое перемещение против часовой стрелки на стороне НН для схемы Y/Z-l—Y/Z-9.

Аналогичные изменения обозначений получаются для других внешних ветвей (рис. 11). Схема и группа соединений (рис. 11) получат обозначение Y/Z-9.

Перемещение против часовой стрелки на стороне ВН показано также на рис. 12 для исходной схемы № 17 приложения 1 с соединением Y/A. Векторная диаграмма на стороне ВН не изменила ни формы, ни положения. Изменение порядка присоединения фаз сети ВН к обмоткам на разных стержнях привело к изменению направления векторов в обмотке НН, сохранившей стандартное обозначение зажимов.

Рис. 12. Циклическое перемещение против часовой стрелки на стороне ВН для схемы Y/A-11 — Y/Δ-З.
Для построения векторной диаграммы «а стороне НН делаем обход, например, по правой фазе ха. Теперь на стороне ВН к этой фазе, левой со стороны отводов ВН, подведена фаза В сети. Поэтому вектор ха надо рисовать вертикально вверх параллельно вектору ОВ. Из фазы а обход делаем по средней фазе yb, обмотка BIT которой соединяется с фазой сети С и потому вектор yb параллелен и одинаково направлен с вектором ОС. Совмещение центров тяжести фигур векторных диаграмм показывает, что на рис. 12 получилась схема Y/A-3, г. е. группа изменилась на +4 « условное расположение зажимов после этого циклического перемещения будет иметь вид: ВСА : cba. .
Аналогично можно показать, что циклическое перемещение по часовой стрелке «а стороне ВН дает изменение группы на —4 ч (рис. 13). Исходной схемой для этого примера служит схема № 14 по приложению 1. Здесь, как выше было условлено, изменение пространственного расположения зажимов, соединенных с сетью ВН, не может привести к какому-либо изменению векторной диаграммы ВН (на рис. 13 буквенные обозначения фаз ВН, взятые в скобки, соответствуют исходной схеме № 14). На стороне ИИ должно измениться расположение векторов напряжения фаз, хотя обмотки последних и сохранили прежнее обозначение, но изменились наименования фаз обмоток ВН, которые теперь намотаны на других стержнях. Таким образом, для обмотки ,на среднем стержне вектор ВН фазы А направлен горизонтально влево, в силу чего на стороне НН вектор фазы ob направлен горизонтально вправо из-за различия в направлении намотки обмоток ВН и ИИ. На крайнем правом стержне со стороны НН находится обмотка фазы а, но на этом стержне обмотка ВН соединена с фазой С (левый стержень со стороны ВН). Поэтому вектор оа направлен обратно вектору ZC. Достроив вектор ос, можно увидеть, что группа изменится на —4 ч и стала A/Y-3 с условным буквенным обозначением фаз CAB : aba.

Рис. 13. Циклическое перемещение по часовой стрелке на стороне ВН для схемы A/Y-7—>A/Y-3.

Общий итог преобразований сформулирован в разд. А (а) приложения 3.
Если циклические перемещения выполняются одновременно на сторонах НН и ВН, то результаты таких преобразований могут быть получены простым сложением результатов циклических перемещений на каждой стороне в отдельности. При этом следует иметь в виду, что два циклических перемещения на сторонах ВН и НН на +4 ч дадут изменение группы на 8 ч, что равносильно изменению группы на —4 ч. Точно так же два изменения на —4 ч дадут равносильное изменение группы на +4 ч.

На рис. 14 для схемы № 23 показано построение векторной диаграммы после изменения расположения обозначений на стороне ВН против часовой стрелки и на стороне НН по часовой стрелке. Здесь треугольник векторов ВН не изменился ни по форме, ни по положению, ибо согласно ранее принятым условиям положение вершин А, В и С треугольника векторов ВН сети не может измениться. Построение треугольника векторов ВН даст ту же диаграмму, что и на схеме № 23, ибо при циклическом перемещении обозначений последовательность фаз гге изменяется. Для удобства построения векторной диаграммы треугольника концы обмоток ВН обозначены X, Y и Z в соответствии с обозначением фаз сети А, В и С. На стороне НН сохранены те обозначения промежуточных зажимов зигзага, которые были на схеме № 23.
На стороне НН обход удобнее всего начать со средней фазы по ветви обмотки ybu имеющей другое направление намотки, чем обмотка ВН; ветвь yb\ обходится еще в обратном направлении по отношению к положительному направлению обмотки ZC. В итоге вектор ob\ должен иметь то же направление, что и вектор ZC. Зажим bi соединен с точкой хь и обход по ветви XiC в положительном направлении должен дать вектор Xiс, обратно направленный вектору YB, ибо ветвь х\с имеет направление намотки, отличное от фазы YB. Подобным же образом для ветви ха{ должен быть построен вектор оа\, параллельный вектору YB, а для внешней ветви гф — вектор, обратный вектору ХА. В результате группа изменилась на —4 ч и стала Δ/Z-O.
Если результаты циклических перемещений на обеих обмотках взаимно уравновешиваются ( + 4—4=0), то исходная группа не изменится. Такое преобразование показано на рис. 9,6 (циклическое перемещение на сторонах ВН и НН по часовой стрелке). Если оба трансформатора имеют одинаковую исходную группу, например Y/Y-0 и Δ/Z-O, то после преобразования, показанного на рис. 9,6, группа 0 сохранится у второго трансформатора и эти трансформаторы могут работать в параллель, будучи включены, как показано на рис. 9,6.

Рис. 14. Двойное циклическое перемещение против часовой стрелки на стороне ВН и по часовой стрелке на стороне НН для схемы
Δ/Z-O.

Итак, циклические перемещения по часовой стрелке вызывают изменения группы на стороне НН на +4 ч, а на стороне ВН на —4 ч, а циклические перемещения
против часовой стрелки вызывают изменения группы на стороне ИН на —4 ч, а на стороне ВН на +4 ч.
Циклические перемещения, производимые на сторонах НН и ВН, одновременно вызывают изменение группы, равное сумме частичных изменений, указанных выше, т. е. изменения группы могут быть равны нулю, если частичные изменения одинаковы на сторонах ВН и НИ, или могут быть равны 8 ч, что равносильно изменению группы на —4 ч, или, наконец могут быть равны —8 ч, что равносильно изменению группы на +4 ч.
Общий итог этих преобразований сформулирован в разд. А (б) приложения 3.