Spiegazione dettagliata dei gruppi di accoppiamento del trasformatore
Nel sistema di alimentazione, il gruppo di connessione del trasformatore è il parametro chiave che determina se l'apparecchiatura può funzionare in sicurezza, funzionare in parallelo e la qualità dell'energia. Definisce il metodo di cablaggio degli avvolgimenti di alta e bassa tensione e la relazione di fase della tensione di linea, che influisce direttamente sull'impostazione della protezione del relè, sulla progettazione del sistema di messa a terra e sull'effetto di soppressione delle armoniche. Questo articolo analizzerà sistematicamente le regole fondamentali e le strategie di selezione del gruppo di accoppiamento del trasformatore sulla base dello standard nazionale GB/T 1094.1.
Il gruppo di collegamento del trasformatore viene comunemente chiamato "gruppo di cablaggio" dei trasformatori. È composto da lettere + numeri, il che non solo spiega come sono collegati il lato ad alta-tensione e quello a bassa-tensione (stella, triangolo o zigzag), ma chiarisce anche la differenza di fase tra le tensioni su entrambi i lati.
La corretta scelta del gruppo di accoppiamento è un prerequisito per garantire che il funzionamento in parallelo del trasformatore non crei circolazione e la protezione non funzioni male.
Regole di etichettatura per i gruppi di connessione (GB/T 1094.1)
Secondo gli standard nazionali, il gruppo di accoppiamento del trasformatore adotta un metodo di etichettatura unificato "lettera + numero", i significati specifici sono i seguenti:
Parte lettera: metodo di connessione dell'avvolgimento
- Lettere maiuscole:Indica il metodo di connessione dell'avvolgimento ad alta-tensione
- Lettere minuscole:indica il metodo di connessione dell'avvolgimento a bassa-tensione
Corrispondenza tra nomi in codice comuni:
- Y / y: Collegamento a stella (Stella / Wye)
- D / d: Connessione triangolare (Delta)
- Z / z:Connessione a zigzag (Zigzag)
- Suffisso n:Indica che il punto neutro dell'avvolgimento è stato estratto, che può essere utilizzato per la messa a terra o per il sistema tri-a quattro-fili
Parte digitale: Notazione dell'orologio
Per esprimere visivamente la relazione di fase tra le tensioni della linea laterale ad alta e bassa tensione, lo standard utilizza la notazione dell'orologio:
Fissa il fasore di tensione della linea laterale ad alta-tensione su12 puntisulla superficie dell'orologio come riferimento di fase;
Il numero di ore indicato dal fasore di tensione della linea laterale a bassa-tensione è il numero del gruppo di connessione;
Ogni scala oraria sulla superficie dell'orologio corrisponde ad un angolo elettrico di30 gradi, quindi l'intervallo digitale è0~11.
Esempio tipico: Dyn11
Prendiamo come esempio il comune Dyn11:
- Figura D: l'avvolgimento ad alta-tensione è collegato a triangolo
- Figura y: l'avvolgimento a bassa-tensione è collegato a forma di stella
- n: il punto neutro a bassa tensione è collegato a terra
- Figura 11: La tensione dell'isteresi della linea a bassa-tensione è di 330 gradi sul lato dell'alta-tensione (11×30 gradi)
Questo gruppo è ampiamente utilizzato nei trasformatori di distribuzione da 10 kV grazie alla sua buona soppressione delle armoniche e all'elevata sensibilità della protezione di terra.
Confronto tra vantaggi e svantaggi dei metodi di collegamento degli avvolgimenti comunemente utilizzati
Nei progetti reali, diversi metodi di connessione influenzeranno direttamente le prestazioni elettriche e l'ambito di applicazione dei trasformatori. Le caratteristiche principali vengono confrontate come segue:
| Tipo di connessione | Vantaggi fondamentali | Svantaggi fondamentali | Scenari applicativi tipici |
|---|---|---|---|
| Y/y | Neutro estraibile per sistemi tri-quattro-fili; la bassa tensione di fase riduce i costi di isolamento. | Il percorso del flusso a sequenza zero- provoca evidenti terze armoniche; debole tolleranza al carico sbilanciato. | Reti rurali, piccoli impianti industriali con carichi equilibrati. |
| D/d | Il percorso di circolazione per la terza armonica garantisce una buona forma d'onda sinusoidale; grande impedenza di sequenza zero-per un funzionamento stabile. | Nessun cavo neutro (non può alimentare direttamente carichi monofase-); requisiti di isolamento più elevati. | Trasformatori di distribuzione, azionamenti di grandi motori. |
| Z/z | Migliore tolleranza al carico sbilanciato; potenziale di punto neutro stabile. | Struttura complessa, elevato utilizzo di rame e costi di produzione. | Sistemi raddrizzatori, trazione ferroviaria, scenari di carico fortemente sbilanciato. |
Gruppi di connessione mainstream e scenari di applicazioni ingegneristiche
A seconda dei diversi livelli di tensione e caratteristiche del carico, esistono principalmente i seguenti tipi di gruppi di accoppiamento comunemente utilizzati in ingegneria:
La prima scelta per la distribuzione di energia a 10 kV
Applicazione principale:Sistema di distribuzione elettrica 10kV/0,4kV per aree residenziali, complessi commerciali, parchi industriali, ecc.
Vantaggi:Adatto per cablaggio triangolare sul lato bassa-tensione, sopprimendo efficacemente la terza armonica.
Forte capacità di carico anti-sbilanciato.
In caso di guasto a terra monofase-, la sensibilità della protezione è elevata ed è adatta per carichi misti di alimentazione e illuminazione.
Soluzione economica e applicabile
Principali applicazioni:reti agricole, ammodernamento di vecchi sistemi e piccoli progetti con budget limitati. Si prega di prestare attenzione.
Attenzione:Struttura semplice e basso costo
La corrente neutra dovrebbe generalmente essere controllata entro il 25% della corrente nominale, altrimenti è soggetta a deriva neutra, surriscaldamento locale e altri problemi che influiscono sulla qualità dell'energia.
trasmissione ad alta tensione e boost di grandi unità
Applicazione principale:trasformatore principale di sottostazioni da 35 kV e 110 kV, nonché trasformatore elevatore-di centrali termoelettriche e unità-su larga scala.
Vantaggi:Utilizza il cablaggio a stella laterale ad alta-tensione per ridurre i costi di isolamento.
Il cablaggio triangolare sul lato a bassa-tensione dell'interruttore favorisce il filtraggio delle armoniche.
Particolarmente adatto per trasmissioni di grande-capacità e accesso al carico sensibile alle armoniche.
Trasformatore di terra e di contatto per sistemi ad alta tensione
Applicazione principale:trasformatore di contatto della rete elettrica ad alta-tensione, sistemi che richiedono la messa a terra diretta dei punti neutri ad alta-tensione.
Vantaggi:Utilizza il punto neutro ad alta tensione-per collegarlo direttamente a terra per garantire una protezione affidabile del relè in caso di guasto a terra monofase-.
Viene utilizzato più comunemente nelle comunicazioni di sistema e nei sistemi di messa a terra ad alta-corrente.
