ELECTRIC, WITH AN EDGE
La différence de phase entre les potentiels de ligne d’enroulement haute et basse tension d’un transformateur triphasé varie en fonction de la méthode de connexion du transformateur de distribution triphasé.
La connexion des enroulements de transformateurs triphasés n’est pas seulement une question de formation d’un système de circuit, mais aussi une question d’harmoniques dans les grandeurs électromagnétiques du transformateur, ainsi que des problèmes de fonctionnement tels que le fonctionnement en parallèle.
Pour cette raison, il est nécessaire d’identifier correctement le groupe de couplage de l’enroulement triphasé.
L’analyse des connexions des transformateurs triphasés a toujours été un point clé d’accent et de difficulté dans le cours “Fondamentaux des machines électriques et de la traînée”. Le groupe de couplage des enroulements de transformateur triphasé comprend généralement deux aspects du problème.
Tout d’abord, selon le schéma de câblage d’enroulement pour dessiner le diagramme de phase correspondant, déterminez le groupe de liaison.
La seconde consiste à dessiner le diagramme de volume de phase et le schéma de câblage en fonction du groupe de couplage. Le groupe de couplage de transformateur triphasé est couramment utilisé pour décrire la relation de phase entre le potentiel de ligne correspondant du côté haute et basse tension.
Enroulement haute et basse tension pour connexion en étoile, avec le symbole “Y (ou y)”, les trois premières extrémités de l’enroulement A, B, C (ou a, b, c) pointant vers l’extérieur, l’extrémité de X, Y , Z (ou x, y, z) ensemble pour devenir le point neutre, avec N (ou n) dit.
Lors de la connexion triangulaire, le symbole “D (ou d)” est utilisé, de sorte que la première extrémité de l’une des trois phases est connectée à l’extrémité de l’autre phase.
Étant donné que l’enroulement triphasé peut être utilisé dans différentes connexions, la tension de ligne dans les enroulements primaire et secondaire du transformateur triphasé présente des différences de phase différentes, de sorte que la connexion de l’enroulement du transformateur est divisée en plusieurs groupes de connexion en fonction de la phase. relation entre la tension de ligne primaire et secondaire.
Il existe de nombreux groupes de connexion possibles pour les transformateurs triphasés, mais pour des raisons de commodité de fabrication et de fonctionnement en parallèle, la norme industrielle spécifie les cinq groupes de connexion standard suivants : Y, yn, 0 ; Y, d11; NS, d11 ; Y, z11; D,z0. Le symbole z indique une connexion en zigzag.
Le groupe de couplage Y, yn, 0 a le côté secondaire de la ligne centrale, il devient donc un système triphasé à quatre fils, cette connexion est couramment utilisée dans les transformateurs de distribution pour l’alimentation et l’éclairage.
Le groupe de couplage Y, d11 est utilisé sur les lignes où la tension côté secondaire dépasse 400 V. Le couplage angulaire côté secondaire du transformateur facilite l’exploitation.
YN, le groupe de couplage d11 est principalement utilisé dans les lignes de transmission à haute tension ; Les transformateurs de couplage en forme de Z sont utilisés dans les transformateurs de distribution à haute performance de protection contre la foudre.
Parce que le système triphasé est plus économique, efficace et supérieur à la même capacité des transformateurs monophasés, presque tous les pays des systèmes électriques du monde utilisent un système triphasé, de sorte que l’application des transformateurs triphasés est répandue. .
Les transformateurs triphasés fonctionnent dans des conditions symétriques, la tension, le courant et le flux de chaque phase sont de la même taille, et les phases sont en retard de 120 ° à leur tour, de sorte que l’analyse des transformateurs triphasés peut être analysée tant qu’un vrai le phase est prise.
Les transformateurs triphasés peuvent être divisés en deux types en fonction de leur structure de base: les transformateurs de groupe triphasés constitués de trois transformateurs monophasés indépendants, ou appelés groupes de transformateurs triphasés.
L’autre est un transformateur de type noyau triphasé avec un noyau commun aux trois phases.
Les transformateurs triphasés sont également disponibles en types à noyau et coque.
Les connexions d’enroulement de transformateur triphasé ne sont pas seulement une question de composition du système de circuit, mais concernent également les harmoniques dans les quantités électromagnétiques du transformateur, ainsi que des problèmes opérationnels tels que le fonctionnement en parallèle.
L’enroulement du transformateur de puissance triphasé adopte généralement deux types de couplage, étoile et triangle, et les réglementations pour le premier et le dernier marquage de l’enroulement sont indiquées dans le tableau 1.
Nom de l’enroulement (bobine) | Au-dessus de | Prend fin | point neutre |
Enroulement haute tension (bobine) | A、B、C | X、Y、Z | N |
Enroulement basse tension (bobine) | a、b、c | x、y、z | n |
Les connexions de transformateur triphasé utilisent deux lettres plus un numéro de représentation d’horloge, où la première lettre indique la méthode de connexion du côté d’origine, avec des lettres majuscules, la deuxième lettre indique la méthode de connexion du côté secondaire, avec des lettres minuscules, ET ou y indique un connexion en forme d’étoile, D ou d indique une connexion triangulaire, suivi d’un nombre indiquant la différence de phase du potentiel de ligne de côté d’origine et secondaire du transformateur.
Le dernier chiffre indique la différence de phase du potentiel électrique d’origine et de la ligne de côté du transformateur, c’est-à-dire le vecteur de potentiel électrique de ligne de côté d’origine comme la longue aiguille de l’horloge, et fixé au “12”, vice de ligne de côté électrique de vecteur potentiel comme l’aiguille courte de l’horloge, le nombre de points d’horloge qui est le numéro du groupe de couplage.
La différence de phase du potentiel de ligne secondaire d’origine n’est possible que jusqu’à un multiple entier de 30°.
Trois facteurs affectent les connexions du transformateur triphasé : la manière dont les enroulements d’origine et secondaire sont connectés, l’extrémité homonyme et le déphasage.
Il existe deux types de connexions d’enroulement : étoile et triangle.
Le couplage en étoile est la connexion de trois extrémités d’un enroulement triphasé ensemble, les trois premières extrémités sortant, et parfois les trois extrémités sortant par la ligne médiane.
La connexion triangulaire consiste à connecter l’extrémité d’un enroulement de phase à la première extrémité d’un autre enroulement de phase, pour former un circuit fermé, puis à laisser la première extrémité, et la connexion triangulaire est divisée en deux types : liaison cis et liaison inverse .
La relation entre le potentiel de ligne et le potentiel de phase de l’enroulement est différente selon la manière dont l’enroulement est connecté.
Si la connexion d’enroulement est changée d’étoile en triangle sans changement de potentiel de phase, le potentiel de ligne sera en retard de 30° par rapport au potentiel de ligne d’origine.
Si la connexion d’enroulement est changée d’étoile en triangle, le potentiel de ligne dépassera le potentiel de ligne d’origine de 30°.
Si la connexion d’enroulement passe d’une connexion triangulaire à une connexion triangulaire inversée, le potentiel de ligne dépassera le potentiel de ligne d’origine de 60°.
Grâce à la relation ci-dessus entre le changement de phase du potentiel électrique sous différentes méthodes de connexion, il n’est pas difficile de déduire l’effet du changement de méthode de connexion du transformateur triphasé dans le groupe de connexion.
Dans le cas où d’autres conditions ne changent pas, si le côté secondaire de la liaison en étoile change de triangle parallèle, le numéro de groupe de liaison plus 1 (la tension de ligne du côté secondaire en retard de 30 ° équivaut à une rotation dans le sens des aiguilles d’une montre de l’aiguille courte sur le clock un numéro de point d’horloge).
Si le côté secondaire passe d’une connexion en étoile à une connexion en triangle inversé, le numéro de groupe de lignes réseau est réduit de 1. Si le côté secondaire passe d’une connexion en triangle direct à une connexion en triangle inversé, la liaison du numéro de groupe de lignes réseau est réduite de 1. 2 .
égal.
L’extrémité éponyme du transformateur fait référence aux deux bornes des enroulements d’origine et vice dans la même colonne de noyau avec la même polarité de potentiel à un instant donné.
La fin du même nom dépend du sens d’enroulement des deux enroulements sur la même colonne centrale.
Lorsque le sens d’enroulement d’un des enroulements change, la fin du même nom changera, et inversement, si la fin du même nom change, cela signifie que le sens d’enroulement d’un des deux enroulements sur la même colonne centrale a changé.
En d’autres termes, lorsque la fin du même nom change, le sens d’enroulement d’un enroulement dans l’enroulement secondaire d’origine change, le potentiel de phase de l’enroulement sera inversé, et le potentiel de ligne correspondant sera également inversé, et le potentiel de ligne a un changement de phase de 180° avant et après le changement.
Grâce à l’analyse ci-dessus, nous pouvons obtenir la loi d’influence du changement de l’extrémité de même nom dans le groupe de jonction : pour chaque changement de l’extrémité de nom du transformateur triphasé, le numéro du groupe de jonction est plus 6 ou moins 6.
Dans un transformateur triphasé, les enroulements appartenant à la même phase dans l’enroulement d’origine et l’enroulement vice ne sont pas nécessairement installés sur la même colonne centrale, les enroulements source et vice doivent uniquement garantir la relation d’ordre de phase respective dans la ligne, l’original et les enroulements vice dans différentes colonnes de noyau de ce changement de position est appelé changement de phase.
Si l’enroulement de phase U passe à l’enroulement de phase V, l’enroulement de phase V passe à l’enroulement de phase W et l’enroulement de phase W passe à l’enroulement de phase U, ce déphasage est appelé déphasage. changement de séquence.
Au contraire, si l’enroulement de phase U est remplacé par l’enroulement de phase W, l’enroulement de phase W est remplacé par l’enroulement de phase V et l’enroulement de phase V est remplacé par l’enroulement de phase U, le déphasage est appelé séquence de phase inverse. .
Lorsque l’enroulement secondaire du transformateur triphasé est modifié une fois dans la séquence de phases, le potentiel de phase sur chaque enroulement de phase sera à 120° derrière le potentiel de phase d’origine, puis le potentiel de ligne sur l’enroulement secondaire sera également derrière la phase de 120°. changer avant et après le changement de phase, si ce changement de phase se traduit par le changement du numéro de groupe de couplage, c’est-à-dire plus 4.
Grâce à l’analyse ci-dessus, nous pouvons obtenir la loi d’effet de l’enroulement modifiant le groupe de jonction.
Lorsque l’enroulement secondaire est commuté une fois en séquence de phase, le numéro de groupe de jonction est augmenté de 4, et lorsqu’il est commuté une fois en séquence de phase inverse, le numéro de groupe de jonction est diminué de 4.
Si l’enroulement d’origine est changé une fois dans l’ordre des phases, le numéro du groupe de jonction sera diminué de 4, et s’il est changé une fois dans l’ordre des phases inverse, le numéro du groupe de jonction sera augmenté de 4.
Après avoir maîtrisé la loi de connexion du transformateur de distribution triphasé, la toute fin du nom et le changement d’enroulement du groupe de connexion, il suffit de se souvenir du schéma de connexion d’un groupe de connexion spécifique, puis nous pouvons voir la méthode de connexion , le même nom final, la situation de changement de phase, et faire une simple addition ou soustraction au numéro de groupe du groupe de connexion spécifique selon la loi de changement. Le numéro de groupe du groupe de liaison à identifier peut être obtenu en additionnant ou en soustrayant les numéros selon la règle de modification.
Le groupe de couplage spécifique peut en choisir quelques-uns faciles à retenir, tels que Y, y0, le côté vice d’origine de ce groupe de couplage est le même couplage en étoile, le côté vice d’origine du même enroulement de phase sur la même colonne centrale, et le même nom de fin est le même que la première fin.
La méthode d’identification rapide ci-dessus peut non seulement être utilisée pour l’identification de la connexion du transformateur de distribution triphasé, mais peut également obtenir rapidement le schéma de liaison correspondant en fonction du groupe de liaison.
La méthode spécifique est la suivante.
Tout d’abord, souvenez-vous du diagramme de couplage d’un groupe de couplage spécifique et apportez les modifications correspondantes dans le diagramme de couplage du groupe de couplage spécifique pour obtenir le diagramme de couplage du groupe de couplage cible.
Deuxièmement, pour comparer la différence entre les lettres de deux groupes de liaison, pour modifier la liaison du bord secondaire d’origine afin qu’elle corresponde à la correspondance entre les lettres et les motifs de liaison, et pour identifier rapidement le nouveau groupe de liaisons. changement de modèle.
Enfin, comparez la différence entre le numéro de groupe entre le nouveau groupe de couplage et le groupe de couplage cible, convertissez cette différence en une combinaison d’addition et de soustraction sous la forme de 2, 4 et 6, et effectuez l’ajustement correspondant à l’enroulement secondaire. original. selon les modifications correspondantes de cette combinaison de nombres pour obtenir le schéma d’accouplement du groupe d’accouplement cible.
Par exemple, le diagramme de couplage du groupe de couplage Y, y0 peut être rapidement dérivé du diagramme de couplage du groupe de couplage Y, d5, où les deux groupes de couplage sont connectés de différentes manières.
Tout d’abord, changez le côté secondaire d’étoile en triangle, ajoutez 1 au numéro de groupe de couplage et obtenez le diagramme de couplage de Y, d1, qui diffère de Y, d5 de 4.
Il est également possible de changer le côté vice de star-bind en reverse-triangle-bind pour obtenir le diagramme de liaison de Y, d11, qui diffère de Y, d11 à Y, d5 dans le numéro de groupe de liaison par 6, et le diagramme Pour la liaison Y, d5 peut être obtenu en changeant une fois le même nom.
On voit qu’un même groupe de liaison correspond à un même mode de liaison et n’est pas unique.
1, la connexion du transformateur Y, yn0 de l’enroulement interne du côté primaire est connectée à l’étoile, le côté secondaire est également connecté à l’étoile, les côtés primaire et secondaire de la tension de ligne dans la même phase.
Le facteur de remplissage du fil d’enroulement est important, la résistance mécanique est élevée et la consommation d’isolation est faible, de sorte que le système triphasé à quatre fils peut être utilisé pour fournir des charges d’alimentation et d’éclairage basse tension.
2, Y, yn0 groupe de couplage de transformateurs de distribution, l’enroulement d’origine ne peut pas faire passer le courant d’excitation dans la troisième composante harmonique, de sorte que le flux principal devient une onde supérieure plane, c’est-à-dire que le flux principal contient la troisième composante harmonique.
Le troisième composant de flux harmonique dans le noyau ne peut pas former un circuit, uniquement à travers le réservoir d’huile et d’autres pièces en fer en tant que circuit, augmentant la résistance magnétique, de sorte que la perte augmente fortement, entraînant une augmentation de la température de chaleur locale, une efficacité de fonctionnement diminuée
3, Y, transformateur de groupe triphasé de câblage de yn0 ne peut pas prendre la charge monophasée ; Le transformateur cardiaque triphasé à câblage Y, yn0 peut supporter une petite charge monophasée.
Connexion du transformateur Y,yn0 pour contrôler le côté secondaire de la symétrie de charge triphasée. Groupe de raccordement général Y, yn0 de la charge secondaire du transformateur de distribution pour charge mixte de puissance et d’éclairage, c’est-à-dire dans un réseau de distribution, à la fois charge triphasée et mixte avec charge monophasée, cette situation est très facile à apparaître trois -phase . asymétrie de charge de phase.
Lorsque la charge triphasée n’est pas symétrique, il y aura un courant homopolaire dans l’enroulement basse tension.
Le flux homopolaire induit par le flux homopolaire se superpose à la tension de chaque phase, ce qui entraîne un déplacement du point neutre de la tension triphasée.
En conséquence, la tension de la phase fortement chargée chute et la tension de la phase peu chargée augmente, ce qui est préjudiciable au côté basse tension de l’appareil. La taille du flux homopolaire dépend de la taille du courant homopolaire.
Par conséquent, les normes pertinentes stipulent que le courant de la ligne neutre secondaire de la connexion du transformateur Y,yn0 ne doit pas dépasser 25% du courant nominal de l’enroulement basse tension. Lorsque le courant de ligne neutre ne dépasse pas cette valeur, la tension de compensation au point neutre est d’environ 5% de la tension de phase, l’effet sur la tension triphasée n’est pas significatif et peut encore être considéré comme fondamentalement symétrique.
4. Connexion du transformateur Y, yn0 Lorsque le fusible haute tension fusionne une phase, il y aura une tension de phase nulle, les deux autres phases de la tension n’ont pas changé, cela peut entraîner une réduction de la plage d’interruption à 1/3.
Cette situation n’affecte pas les charges d’éclairage avec alimentation monophasée côté basse tension. Si le côté basse tension est une alimentation électrique triphasée, généralement configurée avec une protection contre les pertes de phase, cela ne provoquera pas de déphasage ni d’épuisement de la charge électrique.
5. Comme la résistance d’isolement de l’enroulement primaire de la connexion du transformateur Y,yn0 est légèrement inférieure à celle de la connexion du transformateur D,yn11, le coût de fabrication est légèrement inférieur à celui de la connexion du transformateur D,yn11.
Par conséquent, dans les systèmes TN et TT, le courant de ligne neutre provoqué par une charge monophasée déséquilibrée ne dépasse pas 25% du courant nominal de l’enroulement basse tension, et le courant monophasé ne dépasse pas le courant nominal complet. , il peut toujours être utilisé.
1, l’enroulement interne de la connexion du transformateur Y,d11 est connecté en étoile du côté primaire et en triangle du côté secondaire, la tension de la ligne secondaire étant en retard de 3300 sur la tension de la ligne primaire.
2, la connexion du transformateur Y, d11 peut faire circuler le troisième courant harmonique, éliminant la troisième tension harmonique. Le point neutre n’est pas connecté, couramment utilisé dans le point neutre n’est pas mort, la tension secondaire est supérieure à 400 V dans le transformateur abaisseur moyen et grand.
3, connexion du transformateur Y, d11 en fonctionnement normal, le côté secondaire a une bonne forme d’onde sinusoïdale, qualité de puissance élevée, connexion du transformateur Y, d11 sous charge n’est pas limité.
1、L’enroulement interne de la connexion du transformateur D,yn11 est connecté en triangle du côté primaire et en étoile du côté secondaire, la tension de la ligne secondaire étant en retard par rapport à la tension de la ligne primaire 3300.
2, la connexion du transformateur D, yn11 a une qualité de tension de sortie élevée, le point neutre ne dérive pas, de bonnes performances de protection contre la foudre, etc.
Lorsque la charge triphasée du côté basse tension est déséquilibrée, le potentiel magnétique total homopolaire et le potentiel de troisième harmonique dans chaque colonne du noyau sont presque égaux à zéro car le courant homopolaire et le courant de troisième harmonique peuvent circuler dans le circuit fermé de l’enroulement haute tension, de sorte que le potentiel neutre basse tension ne dérive pas et que la tension de chaque phase est de haute qualité.
De même, étant donné que le courant de foudre peut également circuler dans le circuit fermé de l’enroulement haute tension, le potentiel magnétique total du courant de foudre dans chaque colonne du noyau est presque égal à zéro, ce qui élimine les surtensions positives et négatives. , donc la protection contre la foudre les performances sont bonnes.
Cependant, il y a le problème du fonctionnement sans phase complète, qui peut être adopté en ajoutant un dispositif de protection basse tension au commutateur principal basse tension.
3, raccordement transformateur D,yn11, son courant d’excitation harmonique 3n (n pour entier positif) dans son câblage triangulaire de l’enroulement primaire pour former une boucle, non injectée dans le réseau public, plus propice à la suppression des courants harmoniques élevés que le enroulement primaire connecté au câblage en étoile du groupe de connexion Y,yn0.
4, D, transformateur de distribution de groupe de connexion yn11, le flux principal devient sinusoïdal, le potentiel d’induction dans l’enroulement secondaire est également sinusoïdal, améliorant la qualité de la forme d’onde de tension de sortie, c’est-à-dire améliore la qualité de l’alimentation.
5, D, transformateur de câblage yn11 que Y, l’impédance homopolaire du transformateur de câblage yn0 est beaucoup plus petite, propice à l’élimination du défaut de court-circuit de mise à la terre monophasé.
6, lorsqu’ils sont connectés à une charge monophasée déséquilibrée, les transformateurs de câblage Y, yn0 nécessitent que le courant de ligne neutre ne dépasse pas 25% du courant nominal de l’enroulement basse tension, ce qui limite la capacité de la charge monophasée, ce qui affecte le l’utilisation de la capacité totale de l’équipement du transformateur.
Le raccordement transformateur D,yn11 permet au courant de ligne neutre d’atteindre plus de 75% du courant phase, et sa capacité à supporter des courants monophasés déséquilibrés est bien supérieure à celle du raccordement transformateur Y,yn0. Connexion.
Cela rend d’autant plus nécessaire de promouvoir l’utilisation de la connexion du transformateur Dyn11 dans les systèmes d’alimentation modernes où les charges monophasées augmentent considérablement.
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