1

Podstawy Projektowania grup połączeń transformatorów

3-fazowych

Wstęp

Układy trójfazowe charakteryzują się (poza sposobem połączenia uzwojeń – w
gwiazdę, trójkąt lub zygzak) jeszcze tzw. przesunięciem fazowym, określanym
przez kąt mierzony w kierunku ruchu wskazówek zegara – od wskazu napięcia
górnego do odpowiadającego mu wskazu napięcia dolnego.

Ten kąt jest podawany w symbolu układu połączeń, np. symbol Yd5 oznacza, że
uzwojenie napięcia górnego połączone jest w gwiazdę, dolnego – w trójkąt, a
wskaz napięcia dolnego spóźnia się w fazie w stosunku do odpowiadającego mu
wskazu napięcia górnego o kąt równy 5 h =150

0

.

Wszystkie możliwe układy połączeń transformatorów trójfazowych można
podzielić na grupy, zaliczając do każdej te układy, w których kąty przesunięcia
fazowego między wskazami odpowiednich napięć międzyzaciskowych
(względnie fazowych) strony pierwotnej i wtórnej są jednakowe.

W załączonej tablicy [1] podano schematy połączeń oraz odpowiadające im
obrazy wskazowe dla 10 grup układów połączeń o przesunięciach: 0, 1, 2, 4, 5,
6, 7, 8, 10 i 11 h. W praktyce polskiej stosuje się zasadniczo trzy przesunięcia:
0, 5 i 11 h. Jak wynika z tabeli każdemu z tych przesunięć odpowiada grupa
złożona z trzech układów.

Jeśli chodzi o pracę równoległą transformatorów tych trzech grup to bez
ż

adnych dodatkowych wskazówek można łączyć ze sobą równolegle w zwykły

sposób tylko układy należące do tej samej grupy. Łączy się wtedy zaciski
jednoimienne po stronie wtórnej i pierwotnej.

Przy niektórych układach połączeń, nienadających się bezpośrednio do łączenia
równoległego, praca równoległa może stać się możliwa po wewnętrznym
przełączeniu końcówek uzwojeń, ale przy pozostawieniu tych samych połączeń
uzwojeń pierwotnych i wtórnych do szyn zbiorczych. Na przykład, jeśli brać
pod uwagę Yy0 iYy6, to łącząc w jednym z tych uzwojeń do punktu 0 zamiast
początków – końce uzwojeń, można uzyskać gwiazdy skierowane zgodnie i po
spełnieniu innych wymagań pracy równoległej, połączyć je równolegle. (rys. 1)
Z tabeli wynika wniosek, parzyste przesunięcia godzinowe uzyskuje się w
układach Dd, Dz i Yy podczas gdy nieparzyste w układach Yd, Dy, Yz.

2

Tabela 1.

3

Rys. 1. Przykład wewnętrznego przełączania początków i końców uzwojeń w

celu uzyskania pożądanego przesunięcia godzinowego

W innym przypadku możliwość pracy równoległej, jednakże bez wewnętrznego
przełączania końcówek uzwojeń, uzyskuje się poprzez przyłączenie do szyn
zbiorczych strony wtórnej i pierwotnej zacisków transformatorów w
odpowiedniej, zmienionej kolejności (rys. 2).

Uwagi o sposobie kojarzenia uzwojeń

Początki uzwojeń trzech faz oznaczane będą pierwszymi literami alfabetu A, B,
C, końce natomiast ostatnimi literami alfabetu X, Y, Z w stosunku do GN, i
odpowiednio a, b, c oraz x, y, z w stosunku do DN. Oznaczenia zacisków
wyjściowych będą rysowane w kółku. Zaciski wejściowe/wyjściowe będą
oznaczane wyłącznie literami A, B, C i a, b, c, niezależnie od tego czy końcówki
A, B, C czy X, Y, Z będą do nich doprowadzane.

Możliwe są naturalne i nienaturalne kombinacje poszczególnych układów, jak
na przykład układu Yy0 dający po zmianach układ Yy8, co zilustrowano na
rysunku 2 poniżej.

4

Rys. 2. Nienaturalny sposób łączenia zacisków w układzie Yy0, dający układ

Yy8

Schematy montażowe

Aby móc zorientować się w sposobie łączenia końcówek w realnym
transformatorze, rysuje się tzw. schematy montażowe. Na schemacie z
rysunku 2 przedstawia się pokrywę transformatora widzianą z góry. Kolejność
zacisków na pokrywie jest 0ABC lub oabc patrząc od strony GN. Uzwojenia
rysuje się tak, aby końcówki znajdujące się na dole kadzi transformatora były
narysowane dalej od pokrywy, a końcówki górne bliżej pokrywy. Schematy
montażowe rysuje się zwykle przy założeniu, że uzwojenia nawijane są zgodnie.

Rys. 3. Schemat montażowy układu Y

o

y

o

0. U góry rysunku uzwojenia DN, u

dołu GN

Układy Dd pozwalają otrzymać wszystkie parzyste przesunięcia godzinowe w
sposób naturalny. Na rysunku 4 pokazano układ montażowy dla przypadku Dd6.

5

Układ ten jest niewygodnie łączyć, dlatego wygodniej jest nawinąć uzwojenie
przeciwnie, a wtedy końcówki xyz byłyby na górze rysunku, a abc na dole.
Układ Dd0 jest wygodny do łączenia przy jednokierunkowym nawinięciu. Przy
układzie Yy jest podobnie.

a)

b)

Rys. 4. Schemat montażowy układu Dd6 – a) nawinięcie uzwojeń zgodne,
niewygodne do dołączanie wyprowadzeń końcówek DN (albo GN) – b)
nawinięcie uzwojeń przeciwne, wygodne dołączanie wyprowadzeń.

Uzyskiwanie układu o żądanym przesunięciu godzinowym

Procedura postępowania w tym przypadku jest następująca:

•

Narysować odpowiednio trójkąty dla układów Dz, Dd albo trójkąta i

gwiazdy przy Yd, Dy, Yz

•

Wybrać kolumny A, B, C

•

Dowolnie oznaczyć po stronie GN (DN)

•

Odpowiadająco oznaczyć zaciski po stronie DN (GN)

Procedura zostanie szczegółowo zilustrowana na przykładach, przy czym
milcząco złożono, że uzwojenia są nawinięte zgodnie, a układy wirują
przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

6

Projekt Układu Dd10

Narysować „koło godzinowe” z oznaczeniem godziny 10 i zaznaczyć na nim
położenie trójkąta GN i DN.

Rys. 5. Koło godzinowe z oznaczeniem przesunięcia godzinowego

Wybrać kolumny GN.
Do zacisku A dochodzą dwa boki trójkąta. Oznaczamy je (dwa boki) literką A.
Do zacisku a dochodzą dwa boki trójkąta. Oznaczamy je (dwa boki) literką a.
Sprawdzamy, które z boków A i a są do siebie równoległe. Takie postępowanie
ma na celu doprowadzenie do połączenia naturalnego. Po wskazaniu tych
boków oznaczamy je literką

i odpowiednio

. Nanosimy oznaczenie końca

uzwojenia fazy A, X. Teraz logicznie oznaczamy końce pozostałych faz Y, Z.













Rys. 6.

Rys. 7.

W następnym kroku odpowiadająco,
logicznie oznaczamy końce uzwojeń
trójkąta DN i oznaczamy wyjścia
literkami

,

,

,

,

,

.

Rysujemy

schemat

montażowy

zgodnie z opisaną konwencją w
podpunkcie schematy montażowe.

7

Układ Dd8

Rys. 9. Projekt układu Dd8

Układ Dz2

Rys. 10. Projekt układu Dz2

8

Układ Yz5

Rys. 11. Projekt układu Yz5

Układ Yd1

Rys. 12. Projekt układu Yd1

9

Układ Yz11

Rys. 13. Projekt układu Yz11

Układ Yz1

Rys. 14. Projekt układu Yz1

10

Układ Yd7

Rys. 15. Projekt układu Yd7

Odczytywanie przesunięcia godzinowego transformatora.

W kroku 1 rysujemy analizowany układ. Następnie, w kroku 2, rysujemy
gwiazdę odpowiadających sobie napięć. W kroku 3 budujemy gwiazdę lub
trójkąt napięć przenosząc równolegle wektory narysowane w kroku 2.

Przykład 1

Rys. 16. Układ Dz2

11

Przykład 2

Rys. 17. Układ Yd7

Przykład 3

Rys. 18. Układ Dd8