Трансформатор Дельта-Звезда: Как его подключить

Если вы получите доступ к любому техническому паспорту трансформатора, который описывает трехфазные трансформаторы, вы столкнетесь либо с Dyn11, либо с Ynd11. Некоторые другие технические паспорта трансформаторов могут использовать различные обозначения, но все они относятся к векторной группе трансформаторов. Это означает, что для одной стороны трансформатора используется дельта-соединение (Δ), в то время как для другой стороны используется звезда-соединение (Y). Соединение дельта-звезда является самым популярным соединением трансформаторов в мире, поскольку оно позволяет трансформатору выполнять две основные функции, включая увеличение или уменьшение напряжения и создание заземленной нейтрали для стороны звезды.

Краткое объяснение: трансформатор дельта-звезда сконструирован таким образом, что три первичных обмотки соединены в дельту (без нейтрали), а три вторичных соединения (или обмотки) соединены в звезду (с точкой подключения на звезде), что позволяет преобразовывать напряжение в обоих направлениях, обеспечивая заземленную нейтраль на стороне звезды. Этот тип соединения обычно используется для распределительных целей, поскольку он позволяет как изменение напряжения, так и стабильную нейтраль (на звезде) для однофазных типов нагрузок, а также предотвращает прохождение тройных гармоник и нулевых последовательностей токов с одной стороны на другую.

Что такое трансформатор дельта-звезда?

Трехфазный трансформатор состоит из трех первичных и трех вторичных обмоток, и в каждом случае эта конфигурация позволяет использовать два различных типа соединений. Первый вариант — это дельта (Δ) соединения, где обмотки соединяются в треугольник (таким образом, оно электрически замкнуто), полностью избегая концепции нейтральной точки и соединяя линейные терминалы с вершинами треугольника. Второй вариант — это так называемый тип соединения звезда (Y), где общий пункт (нейтраль), где обмотки соединяются, подключается к терминалам. Другими словами, соединение должно происходить либо через конфигурацию дельта на первичной стороне (часто определяется в терминах напряжения), либо через конфигурацию трансформатора дельта-звезда; то есть Dyn.

Другой вариант предполагает первичную звезду с дельта-вторичным соединением в таких ситуациях, как генераторные станции, где генерируется высокое напряжение или даже промышленные стандартные приложения. Определение векторной группы является ключевым знанием; это означает, что оно описывает типы звездообмоток в отношении дельта-соединений, что приводит к фазовому смещению между ними, таким образом, один тип трансформатора может использоваться в нескольких системах. наш гид по векторным группам трансформаторов объясняет систему кодов в полном объеме.

Когда вам нужно соединение дельта-звезда?

Вам нужно соединение дельта-звезда в случаях, когда выполняются три условия: преобразование трехфазной мощности, необходимость нейтрали с одной стороны и необходимость решения проблем из-за соединений звезда-звезда. Общие случаи включают:

• Среднее первичное напряжение распределения понижается до четырехпроводной низковольтной системы (400/230В-звезда в Европе/Азии/Австралии или 120/208В-звезда в Северной Америке), что обеспечивает нейтраль для питания однофазных нагрузок.
• Промышленное 480В до 120/208В (480В дельта или звезда для питания, подающего на дельта-звезда трансформатор, который обеспечивает 120/208В звезда для удобных розеток, управления и освещения).
• Генерация (Ynd), где статор звездообразного генератора подключен к высоковольтному источнику с дельта-соединением, используя заземленную нейтраль для регулирования опасностей короткого замыкания на землю.
• Изоляция гармоник становится возможной благодаря использованию дельтовой обмотки для улавливания тройных гармоник внутри системы и предотвращения их циркуляции обратно к источнику.

Если ваше приложение требует заземленной нейтрали с одной стороны — что требуется в большинстве случаев, так как именно так вы получаете нейтраль для однофазных приложений — дельта-звезда обычно является подходящим решением. Если обе стороны должны быть незаземленными или вам не нужна нейтраль, может подойти дельта-дельта — наш дельта-дельта против дельта-звезда сравнение охватывает альтернативы.

Почему это стандарт: инженерный случай

Три причины оправдывают использование соединения трансформатора звезда-дельта:

• Заземленная нейтраль звезды необходима в трансформаторе, который является либо двухфазной нагрузкой освещения, перегрузкой по напряжению линия-земля, либо обеспечивает достаточную защиту от короткого замыкания на землю; заземленная нейтраль стороны звезды предлагает это, в то время как трансформатор дельта-дельта не может этого сделать из-за отсутствия заземленной нейтрали для стороны звезды.
• Изоляция гармонических и нулевых последовательностей: трансформатор дельта-звезда предоставляет средства для устранения тройных гармоник и комбинаций нулевых последовательностей, обеспечивая путь циркулирующего тока в дельтовой обмотке, тем самым избегая возможных нагревательных эффектов тройных гармоник, возникающих из-за других конфигураций, когда используется заземленный трансформатор звезда без дельтовой обмотки.
• Сторона звезды может быть заземлена либо эффективным образом, либо через импеданс, обеспечивая ограничение тока короткого замыкания на землю, защищая как трансформатор, так и всю систему.

Цена, которую необходимо заплатить за перечисленные выше преимущества, — это сдвиг фазы на 30 градусов между первичными и вторичными клеммами, который варьируется в зависимости от того, требует ли векторная группа трансформатора часового/против часовой стрелки — т.е. Dyn11 или Dyn1. Это имеет значительное значение в параллельных операциях, в настройках реле защиты, в сочетании с нагрузками, требующими установленного фазового соотношения друг к другу; отсюда важность векторной группы, упомянутой на табличке и проверенной при вводе в эксплуатацию трансформатора.

Инструменты и безопасность перед началом

Когда дело доходит до проводки трансформатора дельта-звезда, работа с высокоэнергетическим оборудованием означает, что вам необходимо следовать строгим рекомендациям.

• Отключите питание трансформатора вместе со всеми цепями, подключенными к нему, и заблокируйте его до тех пор, пока не сможете доказать, что безопасно работать с каждой клеммой, используя вольтметр.
• Средства индивидуальной защиты (СИЗ): вам необходимо носить одежду, защищающую от дуги, изолированные перчатки, рассчитанные на напряжение, с которым вы работаете, и защиту для лица, так как клеммы трансформатора могут вызывать очень высокие дуги напряжения.
• Инструменты: изолированные отвертки и ключи, динамометрический ключ для крепежа клемм, измеритель фазового вращения, вольтметр (доступно много категорий, поэтому будьте осторожны), тестер сопротивления изоляции и тестер коэффициента трансформации трансформатора (TTR), если он у вас есть.
• Табличка и чертежи: у вас должна быть табличка с указанием векторных групп, настроек отводов и схем подключения от производителя. Не подключайте по памяти или догадкам.
• Только квалифицированный персонал: это работа только для электриков; следующие шаги являются лишь рекомендациями, и если вы выберете неквалифицированного человека для выполнения этой работы, вы подвергаете себя большой ответственности за любые последствия.

Пошаговая проводка

В наиболее представительной ситуации первичной дельты (H1-H2-H3), вторичной звезды (X0 нейтраль, X1-X2-X3):

• Проверьте векторную группу и схему подключения из технического паспорта и таблички оборудования (например, Dyn11) и также проверьте положение отводов на первичной обмотке для реального напряжения питания.
• Подключите первичную дельту: соедините концы проводов обмотки, чтобы создать замкнутую дельту, например, H1 конец к H2 начало, H2 конец к H3 начало, H3 конец к H1 начало, и подключите три фазовых провода (A, B, C) к трем углам дельты через защитное оборудование (предохранители/автоматы). Дельтовая система не имеет нейтрали и не является заземленной системой.
• Подключите вторичную звезду: соедините все провода обмоток X1, X2 и X3 в нейтральной точке X0, затем возьмите три провода (a, b и c) от открытого конца для защиты и шинопровода. Подключите нейтраль X0 к нейтральному шинопроводу.
• Заземлите нейтраль в соответствии с проектом системы: подключите X0 (через нейтральный шинопровод) к заземляющему электроду системы. Заземляющий провод должен быть рассчитан в соответствии с нормами (и наша статья о заземлении трансформаторов предоставляет рекомендации по этому поводу); соединение должно быть выполнено на трансформаторе или первом разъединителе, а не на нагрузке.
• Соединение корпуса и сердечника: соединение бака/рамы и сердечника должно быть выполнено на одной и той же заземляющей системе.
• Включите и проверьте: выполните тесты, указанные ниже, закройте первичные защитные устройства и измерьте вторичное напряжение и фазовое вращение перед подключением нагрузки.

Теперь, в случае обратной конфигурации (Ynd, повышающий трансформатор), роли будут изменены, где звезда будет действовать как первичная нейтраль, которая должна быть заземлена в соответствии с проектом генератора, а дельтовая система останется только во вторичной конфигурации. наш ассортимент трехфазных трансформаторов охватывает стандартные конфигурации, доступные с полки, с деталями векторной группы для коммунальных понижающих устройств в разделе распределения каталога.

Тестирование и проверка

Перед включением выполните следующие испытания. После того как вы впервые включите устройство, выполните испытания снова:

• Сопротивление изоляции: Измерьте сопротивления изоляции первичной-нейтральной, вторичной-нейтральной и первичной-вторичной. Убедитесь, что записи соответствуют минимальным значениям, установленным производителем. Если обнаружено низкое значение, необходимо немедленно принять меры для расследования ситуации перед включением устройства.
• Испытание на непрерывность и полярность: Убедитесь, что каждое обмотка активно и нет открытых углов, и в то же время нейтральная точка соединена между всеми обмотками.
• Испытание коэффициента трансформации (TTR): Сравните коэффициент трансформации с указанным на табличке трансформатора.
• Испытание на включение: Измерьте напряжения линия-линия и линия-нейтраль на трансформаторе с обеих сторон трансформатора. На стороне звезды напряжение должно составлять √3 от напряжения, измеренного на линии нейтраль трансформатора. Также проверьте, заземлена ли нейтральная точка; и также проверьте фазное вращение для трансформаторов.
• Проверка нейтрального тока: Если нейтральный ток проходит через нейтраль, это означает, что на трансформаторе имеется несбалансированная нагрузка. Правильно спроектированный звездообразный трансформатор ведет себя корректно.

Структурированный набор приемочных испытаний — изоляция, коэффициент, полярность и проверки под напряжением — является частью любого правильного ввода в эксплуатацию; наш руководство по испытанию трансформаторов перечисляет полный набор и критерии прохождения для каждого.

Общие ошибки и как их избежать

• Заземление дельты: Дельтовая обмотка не имеет нейтральной точки, и поэтому не должна заземляться в любой точке обмотки. Действительно, заземление одной из фаз или любого отводного соединения на обмотке приводит к непреднамеренной и потенциально опасной заземленной системе. Дельтовая сторона предназначена для работы без заземления.
• Игнорирование нейтрали звезды или неправильное подключение: Большинство условий плавающей нейтрали приведут к непредсказуемым и аномальным напряжениям. Это может привести к повреждению некоторого оборудования и к возникновению уровней напряжения на нейтрали относительно земли.
• Игнорирование фазового сдвига на 30 градусов: Если два трансформатора подключены параллельно с различными векторными группами, могут возникнуть сильные циркулирующие токи, которые повредят трансформаторы. Убедитесь, что векторные группы совместимы.
• Обратная последовательность фаз: Если две из фаз на первичной стороне перевернуты, ротация вторичной фазы также будет перевернута, и все оборудование, подключенное к трансформатору, будет работать неправильно. Всегда проверяйте ротацию фаз.
• Выбор неправильного отвода: Подключение неправильного отвода на первичной стороне трансформатора также приведет к ошибочному выходу. Всегда убедитесь, что вы выбрали правильную настройку первичного отвода перед включением трансформатора.
• Работа под напряжением: Поскольку трансформатор является устройством с высокой энергией, не имеет значения, правильно ли подключена система, если кто-то пострадает во время работы. Всегда помните о блокировке, маркировке и работе с квалифицированным персоналом.

Часто задаваемые вопросы

Что делает трансформатор Delta Wye?

Трансформатор Delta-Wye передает трехфазное напряжение из дельтовой конфигурации (без нейтрали) в звездообразную конфигурацию (звездообразная конфигурация обеспечивает нейтраль, которая заземлена и стабильна), что служит для преобразования напряжений одного типа в другой, а также для поддержания стабильной нейтрали для однофазных нагрузок. Он используется для целей распределения электроэнергии, например, для преобразования напряжения с дельты 10 кВ на 400 или 230 В звезды. Как упоминалось ранее, трансформаторы Delta-Wye служат для изоляции тройных гармоник или нулевых последовательных токов.

Как определить, является ли 480 дельтой или звездой?

Определите напряжение. В случае системы 480V Delta нет нейтральной системы таким образом, что линейное напряжение равно 480V. С другой стороны, система 480 V Wye использует нейтраль, и, таким образом, напряжение определяется делением 480 на квадратный корень из трех, что дает 277V от каждой фазы до нейтрали. Вы можете проверить наличие нейтрального проводника и измерить напряжение между линией и нейтральным напряжением; если определенное значение равно 277V, система является Wye, а если нейтраль отсутствует, то используется система Delta.

Является ли 240V звездой или дельтой?

В Северной Америке трехфазные системы 240 В обычно используют конфигурацию Дельта, если не используется система Звезда для коммерческих приложений. Она состоит либо из формата Дельта 240 В, либо из централизованной Дельты с входным напряжением 240/120 В. Однако наличие Дельты зависит от таблички с характеристиками. Если присутствует нейтраль, то это Звезда.

Как подключить трансформатор дельта-звезда?

Для подключения трансформатора Дельта-Звезда используйте трехфазные провода, соединенные с трансформаторами, чтобы обеспечить наличие нейтрали на всех точках, соединенных с каждым трансформатором.

Ссылки

• IEEE C57 — Стандарты трансформаторов (векторные группы, испытания, применение)
• NFPA 70 — Национальный электрический кодекс (установка трансформаторов, заземление)
• OSHA 1910.269 — Безопасность в области генерации, передачи и распределения электрической энергии
• IEC 60076 — Силовые трансформаторы (векторные группы, номиналы)
• ANSI — Стандарты трансформаторов и руководства по применению

Заключение

Трансформатор дельта-звезда служит общим способом электрического соединения, поскольку он предоставляет решение для двух проблем, с которыми сталкивается каждая распределительная сеть. Он переключает напряжение и создает заземленную нейтраль, в то время как дельта поглощает гармоники и ток нулевой последовательности, прежде чем может произойти повреждение источника. Существует шесть шагов для правильного выполнения этого соединения: определить векторную группу, создать дельтовую петлю, которая не заземлена, подключить нейтраль звезды, заземлить эту нейтраль, проверить изоляцию, соотношения и тестирование вращения, и, наконец, не забыть о фазовом сдвиге 30° для параллельного соединения. Если вы выполните все шесть шагов, Dyn11 на табличке станет трансформатором, который сможет обеспечивать услуги зданию, объекту или сообществу на протяжении многих лет, используя его простое и надежное соединение дельта-звезда.