Трехфазный трансформатор с соединением обмоток y/y

В трансформаторе с таким соединением обмоток кратные трем гармоники (v = 3, 9, 15…) в намагничивающих токах первичной и вторичной обмоток, как было выяснено выше, существовать не могут. Однако при этом, как также было показано выше, магнитные потоки фаз наряду, с основной гармоникой Ф₁ содержат еще и третьи гармоники потока Ф₃.

Следовательно, характерной особенностью соединения Y/Y является наличие третьих гармоник потока Ф₃, которые во всех трех фазах магнитопровода совпадают по фазе. В результате этого фазные э. д. с. и напряжения несинусоидальны и содержат третьи гармоники э. д. с. E₃.

Величина этих гармоник может быть значительной. Так, например, если Ф₃ составляет 10% от Ф₁, то э. д. с. E₃ составляет уже 30% от E₁, так как поток Ф₃ изменяется с трехкратной частотой. Однако линейные э. д. с. и напряжения синусоидальны, так как в разности э. д. с. двух фаз э. д. с. E₃ исчезают.

В трехфазной группе однофазных трансформаторов (рисунок 6, а) и в бронестержневых трансформаторах (рисунок 6, б) потоки Ф₃ в каждой фазе замыкаются по замкнутому магнитопроводу, как и поток Ф₁. Однако в трехстержневом трансформаторе потоки Ф₃ по замкнутому пути в магнитопроводе замыкаться не могут, так как в каждый момент времени они имеют во всех стержнях одинаковое направление (рисунок 6, в). Поэтому потоки Ф₃ замыкаются от одного ярма к другому через трансформаторное масло или воздух, а также через крепежные детали и стенки бака трансформатора, что приводит к уменьшению потоков Ф₃ по сравнению с этими потоками в трансформаторах других типов. Замыкание потока через крепежные детали и стенки бака трехстержневого трансформатора вызывает потери на вихревые токи.

Рисунок 6. Третьи гармоники потока в трехфазных трансформаторах

Таким образом, в трехфазных трансформаторах с соединением Y/Y возникают неблагоприятные явления: искажения кривых фазных напряжений, а в трехстержневых трансформаторах также добавочные потери от вихревых токов.

Наличие нулевого провода в принципе могло бы улучшить положение, так как при этом образуется замкнутый контур для третьих гармоник тока I₃, причем в нулевом проводе возникает ток 3 × I₃. Однако если этот контур создается через сопротивление нагрузки или другие сопротивления, то токи I₃ и их влияние будут малы.

Ввиду изложенного мощных высоковольтных трансформаторов с соединением по схеме Y/Y, как правило, не строят. Если же в отдельных случаях возникает потребность в таких трансформаторах (например, при необходимости заземления нулевых точек с обеих сторон), то в трансформаторе можно намотать дополнительную, третичную обмотку с соединением в треугольник, сечение которой рассчитано только на токи I₃.

8 ВОПРОС

Расчет магнитной цепи трансформатора

опубликовано: 07.04.2013.

     СОДЕРЖАНИЕ:

1. Первый метод.

2. Второй метод.

Расчет магнитной цепи производится с целью определения намагничивающего тока и магнитных потерь. Расчет реактивной составляющей намагничивающего тока можно выполнить двумя методами.