گروه برداری ترانسفورماتورها

اصولاً در ترانسفورماتور‌ها بین ولتاژ اولیه و ثانویه، اختلاف فازی حاصل می‌شود که مقدار آن، بستگی به طریقه اتصال بین سیم پیچ‌های مختلف داخل ترانسفورماتور دارد. در ادامه با انواع گروه برداری ترانسفورماتورها آشنا میشویم. پس ابتدا باید نحوه اتصالات سیم پیچ‌های اولیه و ثانویه را مشخص نمود.

برای مشخص نمودن اتصالات سیم پیچ‌های ترانسفورماتور از حروف اختصاری استفاده می‌شود. به این ترتیب که اتصال ستاره با Y ، اتصال مثلث با D  و اتصال زیگزاگ را با Z  نشان می‌دهند.

گروه های ترانسفورماتور سه فاز : یکی از شرایط مهم موازی کردن ترانسفورماتورها با یکدیگر هم گروه بودن می باشد.منظور از گروه ترانس مقدار اختلاف فاز بین ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه را مشخص می کند, مثلا اختلاف فاز ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه ترانس Yy0 دارای صفر درجه و ترانس Yy6 دارای ۱۸۰ درجه و ترانس Dy5 دارای ۱۵۰ درجه خواهد بود.اگر عدد گروه را در عدد ثابت ۳۰ ضرب کنیم مقدار اختلاف فاز ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه ترانسفورماتور مشخص می شود.مقدار اختلاف فاز را می توان از مشاهده و مقایسه موجهای ولتاژهای خطی دو فاز مشابه اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از یک اسیلوسکوپ دو کاناله تعیین نمود و سپس مقدار اختلاف فاز را بر عدد ۳۰ تقسیم کرده و نوع گروه آن را مشخص نمود.در شکل زیر نوع اتصال و نمودار تغییرات ولتاژ ورودی و خروجی یک ترانس Yd5 را مشاهده می کنید: (*نمودار تغییرات ولتاژ ورودی و خروجی و نوع اتصال یک ترانسفورماتور Yd5 *) روش های دیگری برای تشخیص نوع گروه ترانسفورماتور وجود دارد که به ذکر سه مورد آن می پردازیم.

1-تشخیص نوع گروه با ولت متر: در آزمایش زیر به کمک سه ولت متر اختلاف پتانسیل V1 , V2 , V3 را اندازه گیری کرده و در صورتی که V1 V2=V3 باشد نوع گروه ترانس ۶ و اگر V1-V2=V3 باشد نوع گروه ترانس ۰ خواهد بود. (*آزمایش تشخیص گروه ترانس به کمک ولت متر*) این روش محدود بوده و برای گروه های ۰ و ۶ مورد استفاده قرار می گیرد

2- تشخیص نوع گروه ترانس با وات متر: در آزمایش زیر به کمک یک وات متر, یک ولت متر و یک آمپرمتر می توان اختلاف فاز اولیه و ثانویه ترانسفورماتور را مشخص کرده و نوع گروه ترانس را تشخیص داد. (*آزمایش تشخیص گروه ترانس به کمک وات متر, ولت متر و آمپرمتر*) در این روش مقدار وات متر, ولت متر و آمپرمتر را قرائت کرده و سپس زاویه اختلاف فاز ф را بدست می آوریم: زاویه اختلاف فاز ф را برعدد ثابت 30 تقسیم کرده و نوع گروه ترانس را بدست می آوریم:

مقدار مقاومت R را بزرگ انتخاب می کنند. از این روش می توان برای اتصال مثلث-مثلث و یا ستاره-مثلث نیز استفاده نمود. در اتصال ستاره-مثلث به کمک مقاومت مساوی بزرگ می توان نقطه صفر مصنوعی ایجاد نمود.

3- تشخیص نوع گروه با دیاگرام ساعتی : در این روش به کمک یک دیاگرام ساعتی می توان بردارهای اولیه و ثانویه را با توجه به نوع اتصال ترانسفورماتورها ترسیم نموده و شروع های دو فاز مشابه را با هم مقایسه کرده و مقدار اختلاف فاز و نوع گروه آن را تشخیص داد. برای رسم دیاگرام ساعتی باید شرایط زیر را در نظر گرفت:

1)فاصله بین شروع فازهای اولیه و ثانویه ۱۲۰ درجه رعایت شده باشد.

2) بردارهای اولیه و ثانویه دو فاز مشابه موازی باشند.

3)بردارهای اولیه و ثانویه هم جهت و یا مخالف باشند.

4)سربندی کلاف ها با دیاگرام ساعتی مطابقت داشته باشد.

در ترانسفورماتورهای تکفاز ولتاژهای اولیه و ثانویه با هم صفر یا ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارند, یعنی شامل دو گروه ۰ و ۶ می باشد. در ترانسفورماتورهای سه فاز با اتصال ستاره ولتاژ فازی نسبت به ولتاژ خطی ۳۰ درجه عقبتر است. در اتصال مثلث جریان فازی نسبت به جریان خطی ۳۰ درجه جلوتر است. در اتصال مثلث جریان فازی نسبت به جریان خطی ۳۰ درجه جلوتر است. ترانسفورماتورهای سه فاز شامل گروههای استاندارد ۰, ۵, ۶ ,۱۱ و گروههای غیر استاندارد ۱,۲ , ۴, ۷,۸ ,۱۰ خواهد بود که با توجه به نوع اتصال ترانسفورماتور این گروه ها بدست می آید.

1- گروههای ترانسفورماتور ستاره – ستاره : این نوع شامل دو گروه زوج ۰ و ۶ خواهد بود که دیاگرام ساعتی و سربندی کلافها و موجهای ولتاژی خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه مربوط به آن در زیر آمده است:

الف) Yy0 ترانس ستاره – ستاره با گروه صفر :

ب) Yy6 ترانس ستاره – ستاره با گروه ۶ : در این نوع اتصال اگر سر خروجی ترانسفورماتور را مطابق شکل زیر تغییر دهیم اختلاف فاز ۱۲۰ درجه به دست خواهد آمد:

2- گروه های ترانس مثلث – مثلث : این نوع شامل چهار گروه زوج ۰ , ۴ , ۶ , ۱۰ خواهد بود.دیاگرام ساعتی و سربندی کلافها و نمودار تغییرات ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه در زیر نشان داده شده است :

الف) Dd0 ترانس مثلث – مثلث گروه صفر :

ب) Dd10 ترانس مثلث – مثلث گروه ۱۰ :

ج) Dd4 ترانس مثلث – مثلث گروه ۴ :

د) Dd6 ترانس مثلث – مثلث گروه ۶ :

3-گروههای ترانسفورماتور ستاره – مثلث : این نوع اتصال شامل چهار گروه فرد ۱, ۵,۷ ,۱۱ خواهد بود.دیاگرام ساعتی و یربندی کلافها و نمودار تغییرات ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه در شکل نشان داده می شود :

الف) Yd1 ترانس مثلث – مثلث گروه ۱ :

ب) Yd11 ترانس مثلث – مثلث گروه ۱۱ :

ج) Yd5 ترانس مثلث – مثلث گروه ۵ :

د) Yd7 ترانس مثلث – مثلث گروه ۷

4-گروههای ترانسفورماتور مثلث – ستاره : این نوع اتصال شامل دو گروه فرد ۵ و ۱۱ خواهد بود.دیاگرام ساعتی و سربندی کلافها و نمودار تغییرات ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه در زیر آمده است

الف) Dy5 :

ب) Dy11 : 5.

5-گروههای ترانسفورماتور ستاره زیگزاگ : این نوع اتصال شامل چهار گروه فرد ۱,۵ , ۷ ,۱۱ خواهد بود. دیاگرام ساعتی و سربندی کلافها و نمودار تغییرات ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه در زیر آمده است

الف) Yz11

ب) Yz1 :

ج) Yz7

د) Yz5 : 6.

6-گروههای ترانسفورماتور مثلث – زیگزاگ : این نوع اتصال شامل چهار گروه زوج ۰ , ۴ , ۶, ۱۰ خواهد بود. دیاگرام ساعتی و سربندی کلافها و نمودار تغییرات ولتاژهای خطی اولیه و ثانویه دو فاز مشابه در زیر آمده است

الف) Dz0

ب) Dz10

ج) Dz6

د) Dz4