Зигзагообразный трансформер
Зигзагообразная обмотка трансформатора специального назначения представляет собой обмотку трансформатора с зигзагообразным соединением или соединением «взаимосвязанной звездой», так что каждый выход представляет собой векторную сумму двух (2) фаз, смещенных на 120 °. [1] Он используется в качестве заземляющего трансформатора , создавая соединение с недостающей нейтралью незаземленной трехфазной системы, чтобы обеспечить заземление этой нейтрали к опорной точке заземления ; осуществлять подавление гармоник, так как они способны подавлять триплетные (3-ю, 9-ю, 15-ю, 21-ю и т. д.) гармонические токи; [2] для подачи трехфазного питания в виде автотрансформатора (выполняющего функции первичной и вторичной обмотки без изолированных цепей); [3] и для подачи нестандартного, сдвинутого по фазе трехфазного питания. [1]
Трехфазные трансформаторы с девятью обмотками обычно имеют три первичные и шесть одинаковых вторичных обмоток, которые можно использовать зигзагообразным соединением обмоток, как показано на рисунке. [1]
Обычный шестиобмоточный заземляющий трансформатор или зигзагообразная батарея . [1] с тем же количеством обмоток и сердечников, что и у обычного трехфазного трансформатора, также может использоваться при зигзагообразном соединении обмоток.
Во всех случаях первая катушка на каждом сердечнике зигзагообразной обмотки подключается противоположно второй катушке на следующем сердечнике. Затем все вторые катушки соединяются вместе, образуя нейтраль, а фазы подключаются к первичным катушкам. Таким образом, каждая фаза соединяется друг с другом, и напряжения компенсируются. Таким образом, ток через нейтральную точку будет незначительным, поскольку зигзаг имеет высокий импеданс прямой и обратной последовательности, а также низкий импеданс нулевой последовательности, который можно привязать к земле. [4]
Каждая из трех «конечностей» разделена на две части. Две половины каждой конечности имеют одинаковое количество витков и намотаны в противоположных направлениях. При заземленной нейтрали во время короткого замыкания между фазой и землей треть тока возвращается в ток повреждения, а оставшаяся часть должна пройти через две из трех фаз при использовании для получения точки заземления от источника треугольника. [5]
Если одна или несколько фаз замыкаются на землю, напряжение, приложенное к каждой фазе трансформатора, больше не сбалансировано; потоки в обмотках больше не противодействуют. (При использовании симметричных компонентов это I a0 = I b0 = I c0 .) Ток нулевой последовательности (замыкание на землю) существует между нейтралью трансформатора и фазой повреждения. Целью зигзагообразного трансформатора в этом приложении является обеспечение обратного пути при замыканиях на землю в системах, соединенных треугольником. При незначительном токе в нейтрали в нормальных условиях трансформатор меньшей мощности (не способный выдерживать непрерывную нагрузку при повреждении) можно использовать только в том случае, если требуется кратковременная мощность, при условии, что неисправная нагрузка будет автоматически отключена в состоянии неисправности. Импеданс трансформатора не должен быть слишком низким для достижения желаемого максимального тока повреждения. Импеданс можно добавить после суммирования вторичных цепей, чтобы ограничить максимальные токи повреждения (тракт 3 ввода -вывода ). [6]
можно использовать комбинацию обмоток Y (звезда или звезда), треугольника и зигзага Для достижения векторного фазового сдвига . Например, электрическая сеть может иметь сеть передачи, состоящую из трансформаторов звезда/звезда 110 кВ/33 кВ, а для распределительной сети высокого напряжения – 33 кВ/11 кВ треугольник/звезда. Если требуется преобразование непосредственно между сетью 110 кВ/11 кВ, можно использовать трансформатор звезда/треугольник 110 кВ/11 кВ. Проблема в том, что треугольник 11 кВ больше не имеет опорной точки заземления. Установка зигзагообразного трансформатора рядом со вторичной стороной трансформатора 110 кВ/11 кВ обеспечивает необходимую опорную точку заземления. [7]
Приложения
[ редактировать ]Зигзагообразные трансформаторы часто требуются коммунальным предприятиям при подключении трехфазных инверторов (обычно для возобновляемых источников энергии ) к сети, чтобы обеспечить стабильное нейтральное напряжение и предотвратить чрезмерные напряжения между фазой и землей. Это также защищает переключающие устройства внутри инверторов, которые обычно представляют собой биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Лохед, Ларри; Гамильтон, Рэнди; Хорак, Джон (май 2006 г.). Конфигурации обмоток трехфазного трансформатора и компенсация дифференциального реле (PDF) . 60-я ежегодная конференция по реле защиты Технологического института Джорджии. стр. 8–10 . Проверено 27 декабря 2015 г.
- ^ Хера, ПП (октябрь 1990 г.). «Применение зигзагообразных трансформаторов для снижения гармоник в нейтральном проводе распределительной системы низкого напряжения» (PDF) . IEEE Транс. по отраслевым приложениям. дои : 10.1109/IAS.1990.152320 .
- ^ Шанкаран, К. (1 июля 2000 г.). «Основы зигзагообразных трансформаторов» . Журнал EC&M . Проверено 22 февраля 2012 г.
- ^ Пост Гловер - Трансформаторы зигзагообразного заземления
- ^ Дас, Дж. К. (2002). Схема распределения нагрузки при коротком замыкании и гармоники . ЦРК Пресс. стр. 25–28.
- ^ Блэкберн, Дж. Льюис, Защитная релейная защита , Marcel Dekker, Inc., Нью-Йорк, 1998 г.
- ^ URJA Techniques (Индия) Pvt. ООО
- ^ «Зигзагообразные трансформеры» . Акутран . Проверено 11 февраля 2021 г.
