3.2. Трансформатор со схемой соединения Д/Ун (рис. 3.3б)

     Схема Д/Ун позволяет существенно уменьшить величину основного магнитного потока нулевой последовательности Ф0 и, следовательно, величину ЭДС нулевой последовательности. В замкнутом контуре первичной обмотки могут протекать токи нулевой последовательности (они индуктируются со вторичной стороны) и поэтому магнитодвижущие силы нулевой последовательности вторичной и первичной обмоток практически уравновешиваются.


3.3б

     С учетом допущения, что ток холостого хода равен нулю, фазные и линейные токи определяются из выражений:

     I = - k21Iа,     IA = I - I, (11)

     IВф = - k21Ib,     IB = I - I, (12)

     I = - k21Ic,     IC = I - I. (13)

     В частном случае, при однофазной нагрузке (нагружена фаза a = x вторичной обмотки) имеем Ia = Iнг = Iп , Ib = Ic = 0 (см. рис.3.3б), тогда фазные и линейные токи определяются из выражений:

     I = - k21Iнг, IA = - k21Iнг, (14а)

     IВф = 0, IВ = 0, (14б)

     IСф = 0, IС = + k21Iнг. (14в)

     Схема замещения трансформатора для токов нулевой последовательности приведена на рис.3.4б. (см. также рис 1.2 в описании Лабораторной работы №1). Намагничивающий ток нулевой последовательности в этой схеме пренебрежимо мал, так как сопротивление Zm0 существенно больше сопротивления Zк = Z1 + Z2 (для трехстержневого трансформатора Zm0 ~ (7…15)Zк ). Также малы магнитный поток Ф0 и ЭДС нулевой последовательности.

     Сопротивление нулевой последовательности Z0п трансформатора току нулевой последовательности в целом примерно равно сумме сопротивлений Z1 и Z2 , то есть Z0п ~ Zк, что составляет относительно небольшую величину.

     Несимметрия напряжения невелика и определяется падениями напряжения на сопротивлениях Z1 и Z2 обмоток трансформатора. Поскольку напряжения на фазах трансформатора при несимметричной нагрузке сравнительно симметричны, схема Д/Ун предпочтительнее при преобладании однофазных нагрузок. Недостатком схемы является то, что непосредственно к фазной обмотке трансформатора прикладывается линейное напряжение сети, что повышает требования к фазной изоляции.


3.4б

     3.3. Трансформатор со схемой соединения У/Zн (рис. 3.3в)

     Особенностью схемы "зигзаг" является то, что каждую фазу обмотки разделяют на две равные части (полуфазы), которые располагают на разных стержнях магнитопровода и соединяют между собой последовательно и встречно. ЭДС фазы обмотки, соединенной в "зигзаг", равна геометрической разности ЭДС полуфаз, которые сдвинуты на 120o (см. рис.2.8 в описании Лабораторной работы №2). Поэтому для достижения равенства фазных ЭДС обмотки, соединенной по схеме "звезда", и обмотки, соединенной по схеме "зигзаг", число витков последней должно быть увеличено в 2/(3)1/2 ~ 1,15 раза. Это является недостатком схемы "зигзаг", так как при таком соединении увеличивается расход обмоточного провода.


3.3в

     Первичные токи трансформатора, с учетом коэффициента трансформации, определяются по выражениям:

     IA = k21 (Iа- Ic)/31/2, (15)

     IB = k21 (Ib- Ia)/31/2, (16)

     IC = k21 (Ic- Ib)/31/2. (17)

     В частном случае для однофазной нагрузки (например, нагружена фаза a - x вторичной обмотки) имеем Ia = Iнг = Iп , Ib = Ic = 0, тогда фазные (линейные) токи определяются из выражений (см. рис.3.3в):

     IA = k21 Iнг/31/2, IB = - k21 Iнг/31/2, IС = 0. (18)

     В трансформаторе со схемой соединения обмоток У/Zн токи нулевой последовательности вторичной обмотки в первичную не трансформируются (так как в первичной обмотке для них нет проводящего контура). Магнитодвижущие силы нулевой последовательности полуфаз вторичной обмотки, расположенных на каждом стержне, направлены навстречу друг к другу и в значительной степени взаимно компенсируются (см. рис.3.3в). Поэтому основной магнитный поток Ф0 и ЭДС нулевой последовательности, а также сопротивление нулевой последовательности Zm0 сравнительно невелики. Сопротивление нулевой последовательности Z0п трансформатора току нулевой последовательности в целом несколько меньше сопротивления Zк трансформатора, что составляет относительно небольшую величину.

     Несимметрия напряжения невелика и определяется падениями напряжения на сопротивлениях обмоток трансформатора. Рассматриваемая схема применяется при наличии однофазных токоприемников, влияющих на несимметрию нагрузки. В частности трансформаторы со схемой соединения обмоток У/Zн рекомендуется применять для сельской электрификации.

     Согласно ГОСТ 11677-85 двухобмоточный трансформатор должен быть рассчитан на продолжительную нагрузку нейтрали обмотки НН не более:

     для схемы У/Ун - 25%;

     для схемы Д/Ун - 75%;

     для схемы У/Zн - 75%

     номинального тока обмотки НН; при этом ни в одной из фаз ток не должен превышать 1,05 номинального значения.

     Практически симметричная трехфазная система напряжений - такая трехфазная система напряжений, для которой напряжение обратной последовательности не превышает 1% от напряжения прямой последовательности при разложении данной трехфазной системы напряжений на системы прямой и обратной последовательности.

     Практически симметричная трехфазная система токов - такая трехфазная система токов, для которой ток обратной последовательности не превышает 5% от тока прямой последовательности при разложении данной трехфазной системы токов на системы прямой и обратной последовательности.

Вернуться назад
Возврат на начальную страницу