Объяснение подключения трансформатора треугольника-звезды (Δ–Y): фазовый сдвиг, нейтраль, заземление и использование

A трансформатор треугольника-звезды(также написаноΔ–Yилидельта-звезда) представляет собойтрехфазный-трансформаторсоединение, при котором одна сторона обмоток трансформатора соединена вдельта (Δ)а другая сторона подключенаУай (Y). Наиболее распространенной системой распределения электроэнергии являетсяпервичный треугольник, вторичный треугольникпотому что это обеспечивает полезнуюнейтральныйна стороне низкого-напряжения и хорошо работает со смешанными трех-фазными и однофазными-нагрузками.

В этой статье объясняется, как работает соединение «треугольник»-звезда, егосоотношение напряжение/ток,Фазовый сдвиг 30 градусов, обоснование последствий, преимущества/недостатки и общие применения (включая группы векторов, такие какДин11).

Трансформатор треугольника-звезды имеет:

Обмотка треугольником (Δ):три фазные обмотки соединены концами-к-концам в замкнутом контуре.

Обмотка звездой (Y):один конец каждой фазной обмотки связан вместе, образуянейтральная точка, а другие концы станут линейными клеммами.

Вы часто будете видеть их в пошаговом-распространении, например:

Треугольник среднего напряжения (МВ) → звезда низкого напряжения (LV)(3-фазный, 4-проводной)

Примеры (зависят от-региона):

11 кВ Δ → 400/230 ВY (доступна нейтраль)

13,8 кВ Δ → 480/277 ВY (нейтраль имеется)

Основы обмотки треугольником (Δ)

При соединении треугольником:

Естьнет нейтральной точки.

Обмотка образует замкнутый контур, который позволяет определенным циркулирующим токам течь внутри (полезно при наличии гармоник и дисбаланса).

Отношения между линией и фазой (дельта):

Где:

= линейное-между-сетевое напряжение

= напряжение на одной обмотке (фазе)

= ток линии

= ток обмотки (фазы)

Основы обмотки звездой (Y)

При соединении звездой:

A нейтральныйможно вывести и заземлить.

Он поддерживаетлиния-к-нейтральным нагрузкам(однофазные-нагрузки), а также нагрузки между линиями-между-линиями.

Отношения между линией и фазой (звезда):

Трансформаторпередаточное число оборотовустанавливает отношения междуфазные напряженияиз двух обмоток. Но поскольку треугольник и звезда имеют разные отношения между линией и фазой, важно понимать, имеете ли вы в видулиния-к-строкеилифазаценности.

Практический вывод:

Насторона Уай, вы получите оба:

Линейное-между-сетевым напряжением(3-фазные нагрузки)

Напряжение между фазой---нейтралью(однофазные-нагрузки)

Например, на вторичной схеме звезды 400/230 В:

Это одна из основных причин, по которой коммунальные предприятия и предприятия предпочитаютΔ первичный → Y вторичныйдля распространения.

Ключевой характеристикой трансформаторов типа «треугольник»-звезда является то, что они создаютФазовый сдвиг 30 градусовмежду первичным и вторичнымлинейные-между-сетевыми напряжениями.

Соединения «треугольник» и «звезда» определяют линейное напряжение по-разному относительно их фазных обмоток.

В результате вторичные линейные напряжения смещаются на+30 градус или −30 градусовпо сравнению с первичной, в зависимости от способа соединения обмоток.

Обозначение векторной группы (Dyn11, Dyn1)

На паспортных табличках трансформаторов часто указываютсявекторная группа, такой какДин11.

D= Треугольник на стороне высокого-напряжения (ВН)

y= Звезда на стороне низкого-напряжения (НН)

n= Нейтраль выведена со стороны звезды

11(обозначение часов)=фазовый сдвиг

Общие:

Дин11:НВ обычноотстаетВН на 30 градусов (очень часто встречается в раздаче)

Дин1:НВ обычноведетВН на 30 градусов

Почему фазовый сдвиг имеет значение

Вы вообщене может быть параллельнымтрансформаторы с разными векторными группами (или разным сдвигом фаз), не вызывая циркулирующих токов и неправильного распределения нагрузки.

Фазовый сдвиг также имеет значение при взаимодействии с другими источниками питания, схемами измерения и защиты.

Нейтральная доступность на стороне звезды

Вторичная звездочка обеспечиваетнейтральная точка, что позволяет3-фазная, 4-проводная система. Это идеально, когда у вас есть:

трехфазные-двигатели (фаза-между-линиями)

однофазные-нагрузки здания (от линии-к-нейтрали), такие как освещение и розетки

Преимущества заземления

Когда нейтраль звезды заземлена (надежно или через полное сопротивление, в зависимости от конструкции):

система имеет стабильную связь с землей

замыкания на землюможно обнаружить более надежно

защитные устройства могут работать должным образом в зависимости от ожидаемых уровней тока повреждения.

(Точное поведение неисправности зависит от метода заземления и более широкой конфигурации системы.)

Тройные гармоники (3-я, 9-я, 15-я…)

Не-линейные нагрузки (ЧРП, выпрямители, источники питания IT, драйверы светодиодов) можетпроизводить гармоники. В трех-фазных системахтройные гармоникипредставляют собой компоненты «нулевой-последовательности», которые имеют тенденцию добавляться в нейтральные системы по схеме «звезда».

Обмотка треугольником обеспечивает замкнутый путь, в котором некоторые из этих гармонических составляющих могутциркулировать внутри дельты, помогая предотвратить их столь сильное распространение в вышестоящую систему (степень зависит от конструкции и нагрузки).

Несбалансированные нагрузки

Системы «треугольник»-звезда часто хорошо работают на реальных объектах, потому что:

вторичная обмотка типа «звезда» может более естественно выдерживать несбалансированные однофазные-нагрузки

сторона дельты может помочь поглотить определенные компоненты дисбаланса (зависящие от системы).

Нейтраль на стороне звезды
Обеспечивает 3-фазное, 4-проводное распределение и нагрузку между фазой и нейтралью.

Подходит для поэтапного-распространения.
Обычно для питания среднего и низкого напряжения в коммерческих/промышленных установках.

Гармоническийобработка льгот
Дельта может обеспечить путь для циркуляции токов тройной гармоники.

Гибкость заземления
Заземление нейтральной звезды обеспечивает стабильное опорное напряжение и может повысить эффективность защиты.

Изоляция между системами
Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку; а расположение треугольника/звезды может изменить способ передачи компонентов нулевой последовательности между сторонами (зависит от заземления и конфигурации).

Фазовый сдвиг 30 градусовусложняет распараллеливание и системную интеграцию, если векторные группы не совпадают.

Нет нейтрали на стороне треугольника(не может обслуживать нагрузку от линии-к-нейтрали от треугольника).

Поведение при неисправности во многом зависит от конструкции заземления.; неправильный выбор заземления может привести к проблемам с защитой или перенапряжению в определенных условиях неисправности.

В некоторых сценариях циркулирующие течения в дельте могут вызватьдополнительное отопление(особенно при дисторсии/дисбалансе), что необходимо учитывать при проектировании и нагрузке.

Дельта-Звезда (Δ–Y): типичные причины его выбора

Нуженнейтральныйна вторичной обмотке для смешанных нагрузок

Общие требования к распределению низкого напряжения (3-фазное, 4-проводное)

Часто предпочтительнее для входа в коммунальные/служебные помещения-вниз.

Уай-Дельта (Y–Δ): типичные причины его выбора

Используется в некоторых контекстах-повышения уровня или взаимосвязи.

Вторичный треугольник может быть полезен там, где нейтраль не требуется и желательны определенные характеристики гармоник/дисбаланса.

В обоих случаях помните:векторная группа и фазовый сдвиг должны совпадатьпри параллельном подключении или интеграции с другими трансформаторами/источниками.

Распределительные трансформаторы:Первичное соединение «треугольник» среднего напряжения с вторичным соединением «звезда» низкого напряжения (заземленная нейтраль)

Коммерческие здания:питание систем 400/230 В или 208/120 В

Промышленные предприятия:смешанные нагрузки трех-двигателей и однофазные-вспомогательные нагрузки

На объекте-переходят от распределительных щитов среднего напряжения к низковольтному.

Создание заземленной нейтралидля местной низковольтной системы (если она предназначена для этого)

Каков фазовый сдвиг трансформатора треугольника-звезды?

Обычно30 градусов(либо +30 градусов, либо −30 градусов), в зависимости от векторной группы (например, Dyn11 против Dyn1).

Обеспечивает ли трансформатор треугольника-звезды нейтраль?

Да-насторона Уай. Если он отмечен значком"n"(например, Dyn11), нейтраль выводится для использования и заземления.

Почему дельта-первичка и звезда-вторичка так распространены?

Потому что это обеспечиваетнейтраль для низко-нагрузок, поддерживает 3-фазные и 1-фазные нагрузки, а также обеспечивает практичное заземление и защиту от гармоник.

Можете ли вы подключить трансформаторы типа «треугольник»-звезда параллельно?

Да, но только если ключевые характеристики совпадают,-особенновекторная группа, коэффициент напряжения, полное сопротивление и настройки ответвлений. Несовпадающее смещение фаз может вызвать сильные циркулирующие токи.

A трансформатор треугольника-звезды (Δ–Y)соединяет одну сторону в треугольник, а другую в звезду (часто Δ первичный → Y вторичный).

Он вводитФазовый сдвиг 30 градусов, обозначенный на паспортной табличке обозначением векторной группы, напримерДин11.

сторона звезды может обеспечить нейтральный, что делает его идеальным для трехфазного четырехпроводного распределения.

обмотка треугольникомможет помочь справиться с тройными гармониками и некоторыми компонентами дисбаланса.

Всегда учитывайтесовместимость векторных группи конструкция заземления при выборе или параллельном включении трансформаторов Δ–Y.

Свяжитесь сейчас