background image

 

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. 
 
 
 

background image

 

Tabela 1. 

 

 

background image

 

 

 

 

 
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.  
 

background image

 

 

 

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. 

background image

 

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.  
 

background image

 

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. 

background image

 

Układ Dd8

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 9. Projekt układu Dd8 

 
 
 
 
Układ Dz2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

Rys. 10. Projekt układu Dz2 

 
 
 

background image

 

Układ Yz5 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rys. 11. Projekt układu Yz5 

 
 
 
Układ Yd1 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Rys. 12. Projekt układu Yd1 

 
 

background image

 

Układ Yz11 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rys. 13. Projekt układu Yz11 

 
 
 
Układ Yz1 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Rys. 14. Projekt układu Yz1

background image

 

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 

background image

 

11 

Przykład 2

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

Rys. 17. Układ Yd7 

 
 
Przykład 3 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 
 

Rys. 18. Układ Dd8