1.4. Трансформация трехфазных токов.

Магнитные системы трехфазных трансформаторов:

независимая, связанная и почти независимая

Схемы соединения трансформаторов: Y, Δ, Z

ЭДС трехфазной обмотки.

Гармонический состав ЭДС при соединении обмоток Y, Δ, Z

При соединении Y:

• 3 и кратные ей гармоники фазных ЭДС совпадают по фазе, направлены навстречу друг другу и в линейных ЭДС отсутствуют.

• Гармоники порядка образуют симметричные системы векторов прямой последовательности. Гармоники порядка образуют симметричные системы векторов обратной последовательности. Для них справедливы соотношения:

При соединении Δ:

• 3 и кратные ей гармоники фазных ЭДС совпадают по фазе, действуют в одном направлении и создают 3 и кратные ей гармоники тока. В линейных ЭДС они отсутствуют, т.к. целиком используются на преодоление падения напряжения от этих гармоник.

• Гармоники порядка и образуют симметричные системы векторов прямой и обратной последовательности. Для них справедливы те же соотношения, что и при соединении Y, но:

Группы соединения (векторная группа). Группа соединения - это угол сдвига линейных ЭДС первичной и вторичной обмоток, выраженный в часах. Группа соединения зависит от схемы соединения обмоток, направления намотки и маркировки зажимов.

Всего может быть 12 групп. ГОСТ допускает только группы: Y/Y₀-0,

Y/Δ-11, Y₀ /Δ-11, а также группы Δ/Y₀/-11и Y/Z-11.

Группы Y/Y₀-0, Δ/Y₀/-11 применяются для питания смешанной (силовой и осветительной) нагрузки при мощности трансформаторов до 1800 кВА , при высшем напряжении до 35 кВ , низшем напряжении до 0,4 кВ.

Группа Y/Δ-11применяется при мощности трансформаторов до 5600 кВА, при высшем напряжении до 35 кВ, низшем напряжении более 0,4 кВ.

Группа Y₀/Δ-11 применяется при мощности трансформаторов более 3200кВА, при высшем напряжении более 35 кВ, низшем напряжении не менее 3,3кВ.

Холостой ход трехфазного трансформатора.

• Групповой трансформатор с соединением обмоток «звезда-звезда». Ток нулевой последовательности протекать не может из-за отсутствия нейтрального провода. Поэтому намагничивающий ток не содержит третьей гармоники и является синусоидальным. Синусоидальный ток намагничивания из-за нелинейности кривой намагничивания создает магнитный поток в виде кривой с седлообразным провалом, который свидетельствует о наличии третьей гармоники.

Третья гармоника магнитного потока в групповом трансформаторе замыкается по путям основного магнитного потока (по стали) и достигает величины 20% от основного магнитного потока. С учетом того, что частота третьей гармоники равна тройной частоте основной гармоники, ЭДС третьей гармоники достигает 60% основной. Это приводит к неоправданному увеличению расчетного фазного напряжения и необходимости усиления изоляции. Поэтому в групповом трансформаторе не допускается соединение обмоток «звезда-звезда». В случае необходимости такого соединения применяют дополнительную «третичную» обмотку с соединением в «треугольник».

• В трехстержневом трансформаторе с соединением обмоток «звезда-звезда» потоки третьих гармоник препятствуют друг другу, вытесняют друг друга на пути рассеяния и замыкаются через стенки бака. Эти потоки меньше, чем в групповом трансформаторе, но создают дополнительные потери в стали стенок бака. Поэтому схема «звезда-звезда» применяется только в трансформаторах мощностью до 1800 к ВА.

• Трансформатор с соединением обмоток «треугольник-звезда»

• Трансформатор с соединением обмоток «звезда- треугольник».