4.6.4.1. Звезда с заземленной нейтралью

Волна перенапряжения приходит по одной фазе А (рис. 4.17, а). Распределение напряжения вдоль обмотки такое же, как в случае од-нообмоточного трансформатора с заземленной нейтралью (рис. 4.16, а). То же самое получается при воздействии перенапряжения по двум и трем фазам одновременно.

4.6.4.2. Звезда с изолированной нейтралью

Общий метод расчета переходного процесса остается преж­ним: определяются кривые первоначального и установившегося распре­деления потенциалов по обмоткам и по разности этих кривых вычисля­ются составляющие свободного режима. Возможно два случая: падение волны на одну фазу (рис. 4.17, б) и падение волны на две фазы одновре­менно. В первом случае волна падает на фазу А, две другие фазы зазем­лены, имеем модификацию схемы, приведенную на рис. 4.17, в, г. Рас­пределение напряжения падающей волны по высоковольтным обмоткам трансформатора получим как показано на рис. 4.18.

Установившееся распределение Unp имеет перелом в точке со­единения обмоток (нейтраль) поскольку индуктивное сопротивление двух параллельно соединенных обмоток В и С вдвое меньше сопротив­ления обмотки А. Потенциал нейтрали в переходном режиме U_макс не превосходит 2/3 U_naд.

Рис. 4.18. Распределение напряжения по высоковольтным обмот­кам 3-х фазного трансформатора при падении волны по фазе А: U_н — на­чальное распределение падающего напряжения вдоль обмоток; U_np — принужден­ное распределение напряжения; U_макс— огибающая переходного напряжения

В случае падения волны по двум фазам (рис. 4.19, а) схема за­мещения примет вид, приведенный на рис. 4.19, б. Распределение на­пряжения вдоль обмотки трансформатора представлено на рис. 4.20

Рис. 4.19. Эквивалентные схемы замещения для анализа перена­пряжений в обмотках трансформаторов при падении волн по двум фазам: а — "звезда" с изолированной нейтралью; б — эквивалентная схема замещения

Потенциал нейтрали может превышать U_naд в переходном ре­жиме. Возникает опасность перенапряжения для главной изоляции в об­ласти нейтрали.

При падении волн по трем фазам на три обмотки трансформа­тора режимы распределения напряжения по обмоткам такие же, как для однообмоточного трансформатора с изолированной нейтралью (см. рис. 4.16, б).

Рис. 4.20. Распределение напряжения по высоковольтным обмот­кам 3-х фазного трансформатора при падении волны по двум фазам А и В: U_н— начальное распределение падающего напряжения вдоль обмоток; U_пp — при­нужденное распределение напряжения; U_макс — огибающая переходного напряже­ния

4.6.4.3. Соединение обмоток треугольником

Схема замещения для трансформатора с обмотками, соединенными в треугольник, приведена на рис. 4.21, а. При падении волны на обмотку по фазе А, можно считать, что при этом фазы С и В заземлены. В этом случае процесс в обмотке АС такой же, как в обмотке АВ, т. е. как для однофазного трансформатора с заземленной нейтралью (рис. 4.16, а).

Рис. 4.21. Распределение потенциалов в обмотке трансформато­ра, соединенного в треугольник при симметричном падении волн: а) — паде­ние волн по трем фазам обмотки, соединенных в треугольник; б) — распределение напряжения в одной из фаз

Падение волн по двум фазам А и В приводит к тому, что в об­мотках АС и ВС распределение падения напряжения во всех режимах одинаково и соответствует режиму однофазного трансформатора с за­земленной нейтралью (рис. 4.16, а). Распределение напряжения в обмот­ке АВ можно определить методом наложения (рис. 4.21, б).

Вначале определим напряжение в обмотке АВ при падении волны только по фазе А. Точка В может считаться заземленной. Следо­вательно, процесс распределения напряжения будет как для однофазно­го трансформатора с заземленной нейтралью. Затем, определим напря­жение в обмотке ВА при падении волны по фазе В. Точку А, можно счи­тать заземленной. Распределение такое же, как и в предыдущем случае. Суммируя начальные U_н и установившееся ^принужденные) U_пp рас­пределения напряжения, определяем кривые, соответственно, начально­го и установившегося распределений в обмотке АВ при падении двух волн на нее. По найденным значениям U_н и U_пp определяем кривую максимальных перенапряжений U_макс. Из рис. 4.21, б видно, что мак­симальные напряжения, достигающие 2 U_пад, возникают в середине об­мотки. Следовательно, здесь создается наибольшая опасность для глав­ной изоляции.

При падении волн по трем фазам процессы в каждой фазе бу­дут аналогичны выше рассмотренным для фазы АВ.

Для ослабления эффектов перенапряжения и защиты обмоток трансформаторов от пробоя используются различные способы введения в конструкцию обмоток специальных устройств, которые существенно снижают перенапряжения, воздействующие как на главную изоляцию, так и на продольную, например, экранирующие кольца, петлевые об­мотки, слоевые обмотки, экраны.