2 Цель и программа работы

2.1 Цель работы

1. Исследование несимметричного режима работы трехфазного трансформатора со схемами соединения обмоток Y/Y_н.

2. Исследование несимметричного режима работы трехфазного трансформатора со схемами соединения обмоток /Y_н.

3. Определение сопротивления нулевой последовательности.

4. Графическое и аналитическое определение напряжения нулевой последовательности.

2.2 Программа работы

- соединить обмотки трансформатора по схеме Y/Y_н и измерить линейные и фазные токи, напряжения при однофазном к.з. во вторичной обмотке;

- соединить обмотки трансформатора по схеме /Y_н и измерить линейные и фазные токи, напряжения при однофазном к.з. во вторичной обмотке;

- собрать схемы и сделать необходимые измерения для определения сопротивлений нулевой последовательности, соответствующих схемам Y/Y_н и /Y_н ;

- рассчитать напряжения нулевой последовательности для схем соединения Y/Y_н и /Y_н ;

- построить векторные диаграммы напряжений обмотки НН и графическим методом определить напряжения нулевой последовательности, соответственно, для схем Y/Y_н и /Y_н.

3 Теоретические сведения

3.1 Распределение токов в трансформаторе при несимметричной нагрузке для схемы соединения y/Yн

Для этой схемы соединения предельная несимметричная нагрузка получается при загрузке одной фазы вторичной обмотки, например, фазы "а".

Тогда I_а=I_2н ; I_В=I_С=0 (I_2н – номинальный вторичный ток).

Токи в первичной обмотке трансформатора могут быть рассчитаны по следующим выражениям:

; ,

где К₂₁ – коэффициент трансформации – отношение вторичного напряжения к первичному.

Приведенные уравнения показывают, что по первичной обмотке ток протекает по всем трем фазам. Это объясняется тем, что в трансформаторе, при соединении его обмоток по схеме Y/Yн, трансформируются только токи прямой и обратной последовательностей. Ток нулевой последовательности I_оп не трансформируется и протекает только по фазам вторичной обмотки. Он является намагничивающим и создает магнитный поток нулевой последовательности Ф_оп, одинаковый по величине и направлению во всех трех стержнях трансформатора. Потоки нулевой последовательности каждой фазы замыкаются между верхним и нижним ярмами магнитопровода через стенки масляного бака, вызывая добавочные потери и нагрев трансформатора.

Во всех фазах первичной и вторичной обмоток трансформатора потоки нулевой последовательности индуктируют ЭДС нулевой последовательности Е_оп, которая определяет смещение потенциала нулевой точки и нарушение равенства фазных напряжений обеих обмоток. По этой причине ток нулевого провода трансформатора со схемой Y/Y_н не должен быть более 25% от номинального тока данной обмотки. В этом случае смещение потенциала нулевой точки не превышает 5% от номинального фазного напряжения, что является допустимым.

3.2 Распределение токов в трансформаторе при несимметричной

нагрузке для схемы соединения D/Y_н

Если нагружена фаза "а" вторичной обмотки, то I_а=I_2н; I_В =I_С=0 и во вторичной обмотке протекает ток нулевой последовательности. Треугольник является замкнутым контуром для фазных токов нулевой последовательности, не имеющих временного сдвига. При этом поток Ф₀₂ вторичной обмотки будет почти полностью компенсирован потоком Ф₀₁, создаваемым током нулевой последовательности первичной обмотки. Смещение потенциала нулевой точки вторичной обмотки будет незначительным. Линейные токи первичной обмотки, определяются по формулам:

I_А = Iа × К₂₁; I_С = Iа × К₂₁; I_В = 0;

они не имеют составляющих нулевой последовательности.