Обмотки силового трансформатора: как разобраться в первичной, вторичной и группах соединений

Откуда взялись «первичная» и «вторичная»

Термины «первичная» и «вторичная» обмотка знакомы каждому, кто хоть раз сталкивался с трансформаторами. Но мало кто задумывается, что для силового оборудования эти понятия не являются официальными. Если быть точным, деление обмоток на первичную и вторичную корректно только для измерительных трансформаторов — ТТ и ТН. Там действительно существуют первичные и вторичные цепи, и всё однозначно. Силовой трансформатор устроен иначе: он не повышает и не понижает напряжение в фиксированном смысле, а передаёт энергию. Причём направление этой передачи может быть любым.

Когда одну из обмоток называют первичной, обычно имеют в виду, что с неё энергия поступает в трансформатор. Но вот в чём загвоздка: любой двухобмоточный трансформатор без переделок работает и на повышение, и на понижение. Это значит, что «первичность» — не свойство обмотки, а характеристика режима работы. Если трансформатор повышающий, первичной условно будет обмотка НН. Если понижающий — ВН. Без учёта режима работы говорить о первичной обмотке просто не имеет смысла.

Схемы соединения: звезда, треугольник и зигзаг

Силовые трансформаторы в подавляющем большинстве трёхфазные. На каждой стороне — ВН, НН, а при трёхобмоточном исполнении и СН — расположено по три обмотки, по одной на фазу. У каждой обмотки есть два вывода: начало и конец. Это даёт несколько вариантов соединения:

• Звезда — начала всех трёх обмоток соединяются в одной точке.

• Треугольник — начало каждой обмотки соединяется с концом следующей.

• Зигзаг — в силовых трансформаторах практически не применяется.

Обмотки на разных сторонах могут быть соединены по-разному. От выбранной схемы зависит коэффициент трансформации.

Группы соединений: зачем нужен циферблат

Помимо схемы соединения существует понятие группы соединений. Она определяет угол сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Разные комбинации схем и маркировки выводов дают разные группы.

Для наглядности используют аналогию с часовым циферблатом. Минутная стрелка всегда указывает на 12 — это фазовый угол первичного напряжения. Часовая стрелка показывает положение вторичного напряжения относительно первичного. К примеру, группа «11» означает сдвиг на 330 градусов.

Почему группа соединений важна на практике

Главная причина, по которой группа соединений имеет значение, — параллельная работа трансформаторов. Если два трансформатора должны работать вместе, их группы соединений обязаны совпадать. В противном случае из-за углового сдвига возникнут уравнительные токи. Они могут достигать опасных величин и приводить к повреждению оборудования.

Получается, даже при едином источнике энергии после трансформации на разных подстанциях и по разным линиям трёхфазные системы одного напряжения могут оказаться несовместимыми. Именно поэтому группа соединений — не формальность, а важный параметр при подборе и эксплуатации трансформаторов.

Термины «первичная» и «вторичная» — удобны, но условны. Схемы соединения и группы — обязательны к учёту. Если вы сомневаетесь в выборе или хотите уточнить детали, специалисты завода «Арктика» помогут разобраться и подобрать оборудование под вашу задачу.