6.3.1. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов
Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов зависит от их конструкции (однофазный, трехфазный трехстержневой, трехфазный четырехстержневой и т.д.) и схемы соединения обмоток (треугольник, звезда с заземленной нулевой точкой, звезда с незаземленной нулевой точкой). Со стороны обмотки, соединенной треугольником или в звезду без заземления нейтрали, независимо от того, как соединены другие обмотки, сопротивление нулевой последовательности равно бесконечности. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов со стороны обмотки, соединенной в звезду с заземленной нейтралью, зависит от схемы соединения других обмоток и наличия в их цепях контуров для прохождения токов нулевой последовательности.
а б в г д е
Рис. 6.3. Соединение обмоток трансформаторов и схемы их замещения для токов нулевой последовательности.
На рис. 6.2, а, в показаны основные варианты соединения обмоток двухобмоточного трансформатора, при которых приложенное к обмотке I напряжение нулевой последовательности вызывает в одной или в обеих обмотках ток той же последовательности. Справа, напротив каждого варианта соединения обмоток показаны схемы замещения трансформатора для токов нулевой последовательности (хI и хII – реактивные сопротивления рассеяния обмоток I и II; хМ - реактивное сопротивление намагничивания нулевой последовательности трансформатора).
При соединении обмоток по схеме Y0 / Δ ( рис. 6.2,а ) ЭДС нулевой последовательности трансформатора полностью расходуется на прохождение тока той же последовательности через реактивное сопротивление рассеяния обмотки, соединенной треугольником, так как этот ток ( подобно третьей гармонике тока) не выходит за пределы данной обмотки. В схеме замещения это отражено закорачиванием ветви с хII .
Поскольку
сопротивление хМо
значительно превышает по величине
сопротивление хII
, действие шунта хМо
не учитывают.
Таким
образом, сопротивление нулевой
последовательности при соединении
обмоток по схемеY0
/ Δ независимо от конструкции трансформатора
равно сопротивлению прямой последовательности
хо ≈ хI + хII = х1.
При соединении обмоток по схеме Y0 /Y0 согласно схеме ее замещения (рис.6.2,б) предполагается, что на стороне обмотки II обеспечен путь для тока нулевой последовательности, т.е. в цепи обмотки II имеется, по меньшей мере, еще одна заземленная нейтраль (см. штриховую линию). Если же этого нет, то схема замещения будет такой же, как при cоединении обмоток по схеме Y0 / Y0 (рис. 6.2,в), что соответствует режиму холостого хода трансформатора, при котором
хо ≈ хII + хМо .
Здесь значение хМо зависит от конструкции трансформатора.
Реактивное сопротивление намагничивания трехфазного трехстержневого трансформатора зависит от его конструкции и составляет хМо = 0,3 …1,0 . Для всех других конструкций трансформаторов можно считать хМо = ∞ .
Рис. 6.4. Соединение обмоток автотрансформатора и его схема замещения для токов нулевой последовательности
У трехобмоточных трансформаторов одна из обмоток, как правило, соединена в треугольник. Поэтому для них всегда можно считать хМо = ∞ . Основные варианты соединения обмоток и соответствующие им схемы замещения нулевой последовательности показаны на рис.6.3,г,д,е.
Схема замещения автотрансформатора для токов нулевой последовательности (рис. 6.4) имеет тот же вид, что и для трехобмоточного трансформатора при соответствующем соединении его обмоток. Ток в нейтрали автотрансформатора при глухом ее заземлении
İN = 3 ( İ0I – İ0II),
где İ0I и İ0II – токи нулевой последовательности первичной и вторичной цепей, причем каждый из них должен быть отнесен к своей ступени напряжения.