Самый большой печной трансформатор с мощностью 105 МВА, производимый на трансформаторном заводе Siemens в Дрездене
Преобразование 3 фазы в 2 фазы
Существуют две основные причины перехода от трех фаз к двум фазам:
- Чтобы обеспечить поставку существующей двухфазной системы из трехфазного питания.
- Для подачи двухфазных трансформаторов печи из трехфазного источника.
Двухфазные системы могут иметь 3-проводные, 4-проводные или 5-проводные схемы. Необходимо учитывать, что двухфазная система не является 2/3 трехфазной системы. Сбалансированные трехпроводные двухфазные цепи имеют два фазных провода, которые имеют примерно одинаковое количество тока, причем нейтральный провод имеет в 1, 414 раз больше токов в фазных проводах. Напряжения между фазой и нейтралью 90 фаз друг от друга.
Двухфазные 4-проводные схемы представляют собой по существу только две незаземленные однофазные цепи, которые электрически 90 ° не в фазе друг от друга. Двухфазные 5-проводные схемы имеют четыре фазных провода плюс нейтраль; четырехфазные провода 90 фаз друг от друга.
Соединение Скотта-Т - подключение 2 и 3 фазных проводов
Самый простой способ преобразования трехфазных напряжений в двухфазные напряжения - два обычных однофазных трансформатора. Первый трансформатор соединен с фазой-нейтралью на первичной (трехфазной) стороне, а второй трансформатор соединен между двумя другими фазами на первичной стороне.
Затем вторичные обмотки двух трансформаторов подключаются к двухфазной цепи. Первичное напряжение фазы к нейтрали составляет 90 ° по фазе с межфазным первичным напряжением, создавая двухфазное напряжение во вторичных обмотках. Это простое соединение, называемое T-соединением, показано на рисунке
Основным преимуществом соединения T является то, что он использует трансформаторы со стандартным первичным и вторичным напряжениями.
Недостатком Т-соединения является то, что сбалансированная двухфазная нагрузка по-прежнему создает несбалансированные трехфазные токи; т. е. фазовые токи в трехфазной системе не имеют одинаковых величин, их фазовые углы не являются на 120 ° друг от друга, и существует значительный объем нейтрального тока, который должен быть возвращен источнику.
Скотт-связь трансформатора
Трансформатор Scott-T (также называемый соединением Скотта) представляет собой тип схемы, используемой для получения двухфазной мощности из трехфазного источника или наоборот. Соединение Скотта равномерно распределяет сбалансированную нагрузку между фазами источника.
Трансформаторы Scott T требуют трехфазной входной мощности и обеспечивают два равных однофазных выхода под названием Main и Teaser. Выходы Main и Teaser на 90 градусов не соответствуют фазе. Выходы MAIN и Teaser не должны подключаться параллельно или последовательно, поскольку это создает дисбаланс векторного тока на первичной стороне.
Выходы MAIN и Teaser находятся на отдельных ядрах. Для подключения первичной части разделов MAIN и Teaser также требуется внешняя перемычка.
Ниже приведена схема типичного трансформатора Scott T:
Типичная схема трансформатора Scott T Transformer
Scott T Transformer построен с двумя однофазными трансформаторами с равной мощностью. Секции MAIN и Teaser могут быть заключены в корпус для установки на пол с MAIN внизу и Teaser сверху с помощью соединительного перемычки. Они также могут быть размещены бок о бок в отдельных корпусах.
Предполагая, что желаемое напряжение одинаково на двух и трех фазовых сторонах, трансформаторное соединение Scott-T состоит из основного трансформатора с соотношением сторон 1: 1, T1 и 86, 6% (0, 5√3) тизерного трансформатора, T2, Центральная сторона T1 соединена между двумя фазами на трехфазной стороне. Его центральный кран затем соединяется с одним концом стороны счетчика нижнего поворота T2, другой конец соединяется с оставшейся фазой.
Затем другая сторона трансформаторов соединяется непосредственно с двумя парами двухфазной четырехпроводной системы.
Соединение Scott-T преобразует 3-фазную в 2-фазную
Трансформаторное соединение Scott-T может также использоваться в схеме T-T для трехфазного и трехфазного подключения. Это экономия затрат в трансформаторах меньшего кВА из-за 2-х катушек Т, подключенных к вторичной 2 катушке Т вместо традиционного трехмоторного первичного трансформатора с тремя катушками. В этой компоновке нейтральный кран частично проходит на вторичном тизерном трансформаторе.
Стабильность напряжения этой конструкции Т-Т по сравнению с традиционным 3-проводным первичным трансформатором с тремя катушками ставится под сомнение.
Ключевые моменты //
Если основной трансформатор имеет коэффициент поворота 1: 1, то для тизерного трансформатора требуется коэффициент поворота 0, 866: 1 для сбалансированной работы.
Принцип работы соединения Скотта можно наиболее легко увидеть, сначала применяя ток к вторичным обмоткам тизера, а затем применяя ток к основной вторичной обмотке, вычисляя первичные токи отдельно и накладывая результаты.
Нагрузка, подключенная между фазой Y1 и фазой Y2 вторичной обмотки:
- Вторичный ток от обмотки тизера в фазу X1 = 1, 0 <90 °
- Вторичный ток от обмотки тизера в фазу X2 = -1, 0 <90 °
- Первичный ток от фазы H3 в обмотку тизера = 1, 1547 <90 °
- Первичный ток от фазы Н2 до основной обмотки = 0, 5774 <90 °
- Первичный ток от фазы H1 в основную обмотку = -0, 5774 <90 °
- Причина, по которой первичный ток от фазы H3 в обмотке тизера составляет 1, 1547 из-за отношения 0, 866: 1 оборот тизера, преобразуя 1 / 0, 866 = 1, 1547 от вторичного тока. Этот ток должен разделяться пополам в центральном отводе основной первичной обмотки, так как обе половины основной первичной обмотки наматываются на одно и то же ядро, а общие токи хода основной обмотки должны быть равны нулю.
Нагрузка, подключенная между фазой X2 и фазой X1 вторичной:
- Вторичный ток от основной обмотки к фазе X2 = 1, 0 <0 °
- Вторичный ток от основной обмотки к фазе X4 = -1, 0 <0 °
- Первичный ток от фазы Н2 до основной обмотки = 1, 0 <0 °
- Первичный ток от фазы H1 в главную обмотку = - 1, 0 <0 °
- Первичный ток от фазы H3 в обмотку тизера = 0
- Наложите два набора первичных токов:
- I H3 = 1, 1547 <90 ° + 0 = 1, 1547 <90 °
- I H2 = 0, 5774 <90 ° + 1, 0 <0 ° = 1, 1547 <30 °
- I H1 = 0, 5774 <90 ° + 1, 0 <0 ° = 1, 1547 <210 °
Обратите внимание, что первичные трехфазные токи сбалансированы; т.е. фазовые токи имеют одинаковую величину, а их фазовые углы - на 120 °. Очевидная мощность, подаваемая основным трансформатором, больше, чем кажущаяся мощность, подаваемая тизерным трансформатором.
Это легко проверить, заметив, что первичные токи в обоих трансформаторах имеют одинаковую величину; однако первичное напряжение тизерного трансформатора составляет всего 86, 6%, а также первичное напряжение основного трансформатора.
Таким образом, тизер трансформирует только 86, 6% видимой мощности, трансформированной основной.
Мы также отмечаем, что, когда полная реальная мощность, подаваемая на две фазовые нагрузки, равна общей реальной мощности, подаваемой из трехфазной системы, полная кажущаяся мощность, преобразуемая обоими трансформаторами, больше, чем полная кажущаяся мощность, фазовая нагрузка.
Видимая мощность, трансформируемая тизером, составляет 0, 866 X IH1 = 1, 0, а кажущаяся мощность, трансформированная основным, составляет 1, 0X IH2 = 1, 1547, в общей сложности 2.1547 кажущейся мощности преобразуется.
Дополнительный 0, 1547 на единицу кажущейся мощности обусловлен паразитной реактивной мощностью между двумя половинами первичной обмотки в основном трансформаторе.
Однофазные трансформаторы, используемые в соединении Скотта, являются специальными предметами, которые в настоящее время практически невозможно купить «с полки». В чрезвычайной ситуации могут использоваться стандартные распределительные трансформаторы.
Преимущества подключения Scott T //
При желании одновременно можно подавать трехфазную, двухфазную или однофазную нагрузку. Нейтральные точки могут быть доступны для заземления или загрузки
Недостатки при использовании для трехфазной загрузки //
Этот тип асимметричного соединения (3 фазы, 2 катушки) восстанавливает три фазы из 2 обмоток. Это может привести к неравномерному падению напряжения в обмотках, что приведет к потенциально несбалансированному напряжению, которое будет применено к нагрузке.
Коэффициент трансформации катушек и полученное напряжение могут быть слегка несбалансированными из-за производственной дисперсии взаимосвязанных катушек.
Эта нейтральная конструкция должна быть прочно заземлена. Если он не заземлен прочно, вторичные напряжения могут стать неустойчивыми. Так как эта конструкция будет иметь низкий импеданс, особое внимание должно быть уделено основной емкости защиты от первичной защиты. Это может быть проблемой, если система была разработана для соединения Delta-Star.
Собственная однофазная конструкция и характеристики этого соединения создают сравнительно громоздкий и более тяжелый трансформатор по сравнению с обычным трехфазным трансформатором того же номинала.
заявка
Основное применение - для промышленного печного трансформатора.
Для тяговой цели:
Мощность получена из сети электроснабжения 220 кВ или 132 кВ или 110 кВ или 66 кВ, трехфазной, эффективно заземленной государственной электрической сети, через однофазные трансформаторы или трансформатор Скотта, установленный на тяговой подстанции.
Первичная обмотка однофазного трансформатора подключается к двум фазам сети передачи или при использовании трансформатора с Скоттом, первичные обмотки подключаются к трем фазам сети передачи.
Однофазные трансформаторы на тяговой подстанции соединены с одними и теми же двумя фазами сети передачи (называемыми однофазным соединением) или альтернативно различным парам фаз - три однофазных трансформатора, образующих дельта-соединение на первичной сторона. (/ info_b0x)
Из трех однофазных трансформаторов один трансформатор подает верхнее оборудование (OHE) с одной стороны Тяговой подстанции, а другой подает OHE на другую сторону Тяговой подстанции, а третий остается в режиме ожидания. Таким образом, два однофазных трансформатора, которые питают OHE, образуют соединение с открытым треугольником (альтернативно, называемое V-соединением) в сети трехфазных трансформаторов.
Трансформатор, подключенный к Скотту, и V-подключенные однофазные трансформаторы эффективны для снижения дисбаланса напряжения в сети передачи. Расстояние между соседними подстанциями обычно составляет от 70 до 100 км.