Grupele de conexiuni si verificarea lor experimentala - transformatoare electrice

Grupele de conexiuni si verificarea lor experimentala - transformatoare electrice

Transformatoarele electrice pot avea diferite conexiuni ale infasurarilor primare (de IT) in raport cu infasurarile de joasa tensiune (JT). Unghiul de defazaj intre tensiunile de linie masurate intre bornele omoloage pe partea de inalta tensiune, respectiv pe partea de joasa tensiune depinde de:

Ø     sensul de bobinare al celor doua infasurari;

Ø     pozitia (marcarea) inceputurilor si sfarsiturilor infasurarilor;

Ø     modul de conexiune al infasurarilor primara si secundara.

Pentru evidentierea influentei sensului de bobinare si pozitiei inceputurilor si sfarsiturilor infasurarilor se considera, spre exemplu transformatorul monofazat (sau o coloana a transformatorului trifazat) cu infasurarile sale bobinate in acelasi sens (fie acesta sensul stang sau antiorar) fig.2.32.

Fig.2.32 Unghiul de defazaj al t.e.m: a-in cazul infasurarilor bobinate in acelasi sens si aceeasi pozitie a bornelor; b-in cazul infasurarilor bobinate in sens opus si aceeasi pozitie a bornelor;

c-in cazul infasurarilor bobinate in acelasi sens, dar cu bornele fazelor unei infasurari inversate.

Tinand seama de marcarea bobinelor infasurarii primare si secundare din fig.2.32 a, ambele infasurari fiind plasate pe aceeasi coloana, sunt strabatute de acelasi flux util si t.e.m. E₁ si E₂ induse in ele, care sunt in faza de timp, au in orice moment acelasi sens fata de capetele omoloage ale celor doua infasurari. Considerand transformatorul ideal si fara pierderi urmeaza ca tensiunile U₁ si U'₂ la bornele celor doua infasurari, sunt egale si in faza si pot fi reprezentate prin fazorii si egali si in faza.

Daca cele doua infasurari sunt bobinate in sensuri opuse (ex: cea primara spre stanga iar cea secundara spre dreapta - sensul drept sau orar - fig.2.32 b) si se pastreaza aceeasi marcare a bornelor de inceput si sfarsit ale infasurarilor ca si in cazul precedent, t.e.m. induse in cele doua infasurari au sensuri opuse in raport cu capetele omoloage ale infasurarilor; in aceasta situatie, tensiunile U₁ si U'₂ sunt in opozitie de faza si pot fi reprezentate prin fazorii si , egali si in opozitie de faza.

La acelasi rezultat de opozitie ca in fig.2.32 b se ajunge daca se mentine sensul de bobinare din fig.2.32 a (acelasi pentru cele doua infasurari) dar se inverseaza notarea bornelor infasurarii secundare, adica se considera ca inceput sfarsitul iar ca sfarsit inceputul acestei infasurari (fig.2.32 c). Pentru cazurile din urma (fig.2.32 b, c) se spune ca infasurarea secundara este rasturnata fata de cea primara.

In consecinta pentru tensiunea primara data, fazorul al tensiunii secundare poate fi:

Ø     in faza cu fazorul al tensiunii primare, unghiul de defazaj dintre cei doi fazori fiind φ=0sau 360;

Ø     in opozitie de faza sau rasturnat fata de pozitia precedenta, cand φ=180.

Grupa de conexiuni este indicata prin numarul n obtinut prin impartirea unghiului de defazaj dintre fazorii tensiunilor omoloage de linie, la 30 (=nr. intreg).

Asadar, pentru transformatorul monofazat se obtin doua grupe de conexiuni:

Ø     una, simbolizata Ii - 12, cand fazorii si , ai tensiunilor U₁ si , sunt in faza (φ=0) sau defazati cu 12x30=360 (fig.2.32 a - acelasi sens de bobinare al infasurarilor);

Ø     a doua, simbolizata Ii - 6 cand fazorii si , ai tensiunilor U₁ si , sunt in opozitie de faza sau defazati cu 6x30=180 (fig.2.32 b, c - sensuri diferite de bobinare ale infasurarilor).

In cazul transformatoarelor trifazate, schemele de conexiuni ale infasurarilor, utilizate in practica    sunt Yy, Yd, Yz, Dy, Dd, Dz, nefolosite fiind schemele Zy, Zd, Zz. Prin urmare, la aceste transformatoare, posibilitatile de realizare a unor grupe de conexiuni cresc. Se considera spre exemplu schema de conexiuni Yy, cu infasurarile primare si secundare bobinate in acelasi sens, iar conexiunea stea se realizeaza fie la inceputul, fie la sfarsitul lor.

Grupele de conexiuni ce se pot obtine pentru schema de conexiuni Yy prin schimbarea bornelor infasurarii secundare sau prin schimbarea sensului de bobina-re sunt reprezentate in fig.2.33.

Fig.2.33 Grupele de conexiuni ale transformatorului trifazat cu schema de conexiuni Yy.

Se constata din fig.2.33 ca in cazul grupelor de conexiuni realizate dupa schema Yy, defazajul tensiunilor de linie pe partea de joasa tensiune in raport cu tensiunile de linie pe partea de inalta tensiune, este un multiplu par de 30; grupele de conexiuni astfel obtinute fiind: Yy-0 (12), 4, 8, 6, 10, 2. O situatie asemanatoare rezulta si in cazul grupelor de conexiuni formate cu ambele infasurari conectate dupa schema Dd.

In cazul grupelor de conexiuni obtinute dupa schema Dy sau Yd in ipotezele enuntate mai sus, rezulta grupele de conexiuni din fig.2.34, precum si faptul ca defazajul tensiunilor de linie este un multiplu impar de 30. Se obtin astfel grupele: Dy - 11, 3, 7, 1, 5, 9.

Fig.2.34 Grupe de conexiuni ale transformatorului trifazat cu schema de conexiuni Dy.

Dintre toate grupele de conexiuni posibile, cele mai importante sunt grupele: 0 (sau 12), 5, 6 si 11, reprezentate in tabelul 2.1. impreuna cu diagramele lor fazoriale si conexiunile infasurarilor corespunzatoare acestor grupe.

Tabelul 2.1