4. Режим короткого замыкания трансформатора. Схема замещения, векторная диаграмма, уравнения.

Опыт короткого замыкания проводят при напряжении короткого замыкания , где - параметр трансформатора- напряжение короткого замыкания в % от номинального, которому при работе в режиме короткого замыкания соответствуют токи в обмотках, равные номинальным токам.

Уравнения

Мощность короткого замыкания равна потерям в обмотках при номинальном токе . Потери в стали малы.

5. Трансформация трехфазных токов. Схемы и группы соединения обмоток

Проявление высших гармоник в намагничивающей состав­ляющей тока I_0p и магнитном потоке трехфазных трансформаторов зависит от схем соединения первичной и вторичной обмоток.

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.

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.

Если соединений фазных обмоток выполнено по схемам "звезда-звезда" (Y/Y) или "треугольник-треугольник" (Δ/Δ), то оба коэффициента трансформации одинаковы, т.е. nф = nл.

При соединении фаз обмоток трансформатора по схеме "звезда - треугольник" (Y/Δ) - nл = nф√3, а по схеме "треугольник-звезда" (Δ / Y) - nл = nф /√3

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.

В трехфазных трансформаторах может быть образовано 12 различных групп со сдвигом фаз между ЭДС от 0 до 330° через 30°, что соответствует 12 цифрам часового циферблата.

6. Холостой ход трехфазных трансформатров.

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.