Схеми та групи з’єднань обмоток

Андріанов с. 37-41

Класифікація магнітних систем трифазних трансфор­маторів.

1) трансформатори із зв’язаними магнітними системами

2 ) трансформатори з незалежними або майже незалежними магнітними системами.

Сума магнітних потоків:

Ф_А+Ф_В+Ф_С=0

відповідно І закону Кірх­гофа.

МРС в системах без нульового проводу також дорівнює 0.

Це 3 стержневий трансформа­тор із зв’язаною магнітною системою.

Магнітна система має несиметричну магнітну систему, тому що мають місце різні довжини шляхів по стержням (у В самий короткий).

МРС залежить тільки від потоку Ф_В, тобто та Ф_В збігаються, а МРС та являють собою геометричні суми, у яких один вектор збігається у фазі з даним потоком, а друга складова з потоком Ф_В. Тому МРС відстає від потоку Ф_А, а МРС випереджає Ф_с.

Тому , та створюють несиметричну систему в якій = > , або струми намагнічування

Несиметрія струму ХХ у невеликих трансформаторів І_ОА=І_ОС=(1,2...1,5) І_ОВ. У трансформаторів більшої потужності несиметрія менша.

Згідно з цим при ХХ трифазного трансформатора фази С та А обмінюються потужностями, але повна потужність ХХ дорівнює нулю.

Прикладом трансформатора з незалежною, або майже незалежною магнітною системою є трансформаторна група або груповий трансформатор, що являє собою 3 однакових однофазних трансформатора.

Способи з’єднаня обмоток трифазних трансформаторів

Кожна із обмоток трифазного трансформатора, як первинна, так і вторинна може бути з’єднана: а) Y; b) ; c)

Позначають початок обмоток буквами А, В, С, а її кінці відповідно X, Y, Z (ВН), а для обмоток (НН) – а, b, c – початки, кінці x, y, z.

Ерс трифазного трансформатора

Взагалі ЕРС е_А, е_В, е_С – несинусоїдальні. Якщо припустимо, що мають місце тільки непарні гармоніки та початкова фаза =0, то маємо:

е_А=Em₁sint+ Em₃sin3t+ Em₅sin5t…

е_В=Em₁sin(wt- )+Em₃sin3(wt- )+Em₅sin5(wt- )…=

=Em₁sin(wt- )+ Em₃sin3wt+ Em₅sin(5wt- )…

е_С=Em₁sin(wt- )+ Em₃sin3wt+ Em₅sin(5wt- )…

Ці рівняння показують, що перша гармонічна ЕРС створює в фазах АВС симетричну зірку з прямим чергуванням фаз.

Третя гармонічна ЕРС та кратні третім збігаються по фазі, тобто незалежно від способу з’єднання обмоток мають напрямок або до її кінця, або у протилежному напрямку.

П’ята гармонічна ЕРС створює зворотну послідовність чергу­вання фаз, а сьома як і перша.

П РИ З’ЄДНАННІ В :

1. гармонічні ЕРС кратні 3 зникають (лінійні ).

2. лінійні напруги всіх гармонік порядку 3с+1 представляють собою симетричну трифазну систему з певним чергуванням фаз.

3. амплітуда лінійної напруги любої гармоніки порядку 3с1 в 3 раз більше від фазної.

E_mл=3 E_mф

I_л=I_ф

P₁= 3E_ф1 I_ф1cos=

=3E_л1 I_л1cos₁

 - кут зсуву між E_ф1 і I_ф1

ПРИ З’ЄДНАННІ В

I_л1=3I_ф1; E_mл= E_mф

П ри з’єднанні в , третя та кратні третім гармонічні ЕРС мають місце, тому що таке з’єднання являє собою замкнений контур, в якому всі гармонічні складові діють в одному напрямку.

ПРИ З’ЄДНАННІ ЗИГЗАГОМ

Сума ЕРС кожної фазної обмотки в 3 раз більше ЕРС у кожній її половині.

Г еометрична сума векторів напруги у кожній фазі відрізняється від арифметичної в , тому вторинні півобмотки повинні мати число витків в 3 раз менше, ніж у трансформаторів Y/Y, а матеріал у 2/3 використовується гірше (1,15 раз).