7

«Утверждаю»

Зав. кафедрой электротехники

«____» ____________200 г.

Лекция № 12

Тема: Несимметричная нагрузка трансформаторов.

Цель: Изучить физическую сущность при несимметричных режимах работы трансформаторов.

План: 1.Общие положения.

2. Работа трансформаторов при отсутствии токов нулевой последовательности.

3. Работа трансформаторов при наличии токов нулевой последовательности.

Литература: 1. Важнов Л.И.

« Электрические машины».

1969., стр.

Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Протокол № _____ от «_____» _____________200 г.

Преподаватель: Просужих Р.П.

Лекция № 12. Несимметричная нагрузка трансформаторов

1 Общие положения

Несимметричные режимы работы трансформаторов как и у синхронных генераторов, могут возникнуть при неодинаковой мощности однофазных потребителей, при обрывах линейных проводов линии передачи, а также при однофазных и двухфазных коротких замыканиях. Для анализа этих режимов используется метод симметричных составляющих, по которому несимметричная система токов фаз İ_А; İ_В; İ_С может быть разложена на три системы токов:

İ_А1; İв₁; İс₁ – токи прямой последовательности;

İ_А2; İ_В2; İ_С2 – токи обратной последовательности;

İ_А0; İ_В0; İ_С0 – токи нулевой последовательности.

Векторы токов прямой последовательности равны по величине и чередуются по направлению часовой стрелки.

Векторы токов обратной последовательности также равны по величине и чередуются по направлению, обратному движению часовой стрелки.

Векторы токов нулевой последовательности также одинаковы по величине и совпадают по фазе, т.е. направлены в одну сторону.

Соответственно выглядят и векторные диаграммы токов прямой, обратной и нулевой последовательности, которые показаны на рисунке 1, а сами токи можно выражать через ток одной из фаз с помощью оператора поворота , который характеризует поворот вектора на 120° эл. против часовой стрелки. Кроме того: .

А также: 1+а+а²=0 .

İ_В1

İ_С2

İ_С1

Рисунок 1. Векторные диаграммы систем прямой, обратной и нулевой последовательности.

İ_А1 = İ_А1; İ_В1 = а²İ_А1; İ_С1 = аİ_А1;

İ_А2 = İ_А2; İ_В2 = аİ_А2; İ_С2 = а²İ_А2;

İ_А0 = İ_В0 = İ_С0.

В общем случае для фазных токов İ_А; İ_В; İ_С справедливы такие равенства:

İ_А = İ_А1+İ_А2+İ_А0; İ_В = İ_В1 +İ_В2 +İ_В0; İ_С = İ_С1 +İ_С2 +İ_С0.

В частных случаях могут быть разные варианты.

Например, при симметричной нагрузке токи обратной и нулевой последовательности отсутствуют. Если поменять местами зажимы каких-либо двух фаз, то будут протекать только токи обратной последовательности.

Полученные выше формулы позволяют анализировать эти частные случаи, для чего надо определить токи обратной, прямой и нулевой последовательностей, выразив их через токи одной фазы.

Эти формулы имеют вид:

İ_А = İ_А1+İ_А2+İ_А0; İ_В = а²İ_А1+аİ_А2+İ_А0; İ_С = аİ_А1+а²İ_А2+İ_А0;

İ_А1 = (İ_А+аİ_В+а²İ_С); İ_А2 = (İ_А+а²İ_В+аİ_С); İ_А0 = (İ_А+İ_В+İ_С).

А также İ_А +İ_В+İ_С = 3İ_А0.

Эти равенства сразу показывают, что в случаях, когда по обмоткам протекают токи нулевой последовательности, режим работы трансформатора является несимметричным, т.к. сумма фазных токов не равна нулю.

Рассмотрим некоторые из несимметричных режимов при допущении, то трансформатор является приведенным, что током холостого хода можно пренебречь (I₁₀ ≈ 0), а магнитная проницаемость стали магнитопровода постоянна (μ ≈ const).