3.6. Симетрування за допомогою введення системи додаткових е.Р.С

Для зниження несиметрії вводиться система додаткових е.р. с., що може бути отримана або за рахунок пофазної різниці в коефіцієнтах трансформації, або за рахунок спадання напруги від струмів навантаження в пофазно різних додаткових опорах. Цей метод застосовується найчастіше для компенсації подовжньої несиметрії.

3.7. Симетрування струмів при роботі трансформаторів двома фазами

Цей спосіб призначений для симетрування струмів генератора при його роботі на мережу високої напруги через неповну трансформаторну групу, а також при передачі енергії по двох проводах з використанням землі як третій провід. Він полягає в тому, що на стороні трикутника трансформатора , що працює з боку зірки двома фазами, включається додатковий опір у той з лінійних проводів, до якого підключені обмотки двох обтічних струмів фаз трансформатора. Замість додаткового опору можна використовувати однофазний трансформатор, вторинна обмотка якого закорочена. У цьому випадку в схему вводиться опір розсіювання додаткового трансформатора. Відомо, що несиметрія струмів генератора може бути значно зменшена при рівнобіжній роботі неповної трансформаторної групи з однієї чи декількома повними групами.

3.8. Застосування несиметричних трьохфазно-двохфазних трансформаторів

Дозволяє здійснювати симетрування режиму тільки при наявності двох рівних по величині і фазі навантажень. Компенсація пульсуючої потужності за допомогою статичних СП — найбільш розповсюджений спосіб симетрування. Він полягає в тому, що СП, підключений до системи, створючи в останій пульсуючу потужність, рівну по величині і протилежну по фазі пульсуючої потужності, обумовленою несиметричним навантаженням. Розрізняють схеми СП з електричними й електромагнітними зв'язками. У залежності від технічної допустимості й економічної доцільності СП можуть бути регульованими і нерегульованими.

Як уже відзначалося вище, для цілей симетрування можуть бути також використані засоби, що маються в системі. Так, наприклад, якщо конденсатори, призначені для підвищення значення коефіцієнта потужності, підключити несиметрично між фазами мережі, вони можуть цілком чи частково ліквідувати несиметрію. З цією ж метою можуть бути використані установки подовжньої компенсації, конденсатори фільтрів тягових підстанцій і т.д. Несиметрію можна також знизити за допомогою збільшення потужності системи й інших способів, на яких ми тут не зупиняємося, тому що вони є або різновидом способів, розглянутих вище, або застосовуються дуже обмежено.

3.9. Трансформатор з симетруючим пристроєм

Для усунення вказаних недоліків розроблено і все більш активно починає застосовуватися спеціальний симетруючий пристрій (СП), який вбудовується в трансформатор з схемою Y/Y0_.

Симетруючий пристрій є окремою обмоткою, укладеною у вигляді бандажа поверх обмоток високої напруги трансформатора з схемою з'єднання обмоток Y/Y0 (рис.1). Обмотка симетруючого пристрою розрахована на тривале протікання номінального струму трансформатора, тобто на повне номінальне однофазне навантаження.

Рис.3.6 Схеми включення основних і додатковою обмоток трансформатора

1. Тристрижневий магнітопровід трифазного трансформатора. 2. Обмотки високої напруги. 3. Обмотки низької напруги. 4. Обмотка з компенсаційних витків. 5. Дистанційні клини. 6. Кінець компенсаційної обмотки, що підключається до нейтралі обмоток низької напруги. 7. Кінець компенсаційної обмотки, який виводиться назовні.

Обмотка симетруючого пристрою включена в розтин нульового дроту трансформатора Y/Y0 з розрахунку на те, що при несиметричному навантаженні і появі струму в нульовому дроті створювані в магнітопроводі потоки нульової послідовності в робочих обмотках трансформатора Y/Y0 повністю компенсуються протилежно направленими потоками нульової послідовності від симетруючого пристрою. Тим самим запобігає перекіс фазної напруги.

На Рис.3.7 показані залежності втрат короткого замикання Pк трансформатора ТМ 100/10 від величини струму в нульовому дроті при lb =lc= Iн і Iа= від нуля до Iн при різних схемах з'єднання обмоток. Енергетичні характеристики трансформаторів Y/Y0 (втрати короткого замикання, холостого ходу і ін.) від накладення симетруючого пристрою практично не міняються, але при цьому значно скорочуються втрати електроенергії в мережі. Система фазної напруги при нерівномірному навантаженні фаз симетрується так само, як і при схемі з'єднання обмоток Y/Z0.

Рис. 3.7. Залежність втрат короткого замикання трансформатора ТМ 100/10 від схем з'єднання обмоток і величини струму в нульовому дроті:

1 - трансформатор Y/Y0;

2 - трансформатор Y/Z0;

З - трансформатор Y/Y0 з СП.

У деяких фахівців виникало побоювання, що при протіканні значного струму нульової послідовності через додаткову обмотку, включену в нейтраль сторони НН, виникне значна напруга на нейтралі НН і, як наслідок, підвищення напруги на фазах. Розрахунки і експерименти показали, що напруга на обмотці компенсаційних витків трансформатора з симетруючим пристроєм при струмі в нульовому дроті, рівному номінальному, досягає величини номінальної фазної напруги і врівноважує на нейтралі обмоток низької напруги електрорушійну силу нульової послідовності від робочих обмоток до нульового значення. Звичайно, за умови правильного узгодження витків робочих обмоток і компенсаційних.

Розроблена конструкція значно знижує опір нульовій послідовності силового трансформатора. Це означає істотне збільшення струмів однофазного короткого замикання і є одною з переваг трансформаторів Y/Y0 з СП, оскільки забезпечує легку і надійну наладку релейного захисту і її чітку роботу при КЗ. Крім того, що руйнує дію збільшеного струму однофазного КЗ на обмотках трансформатора Y/Y0 з СП значно нижче, ніж від струму КЗ за відсутності компенсаційної обмотки, оскільки могутній несиметричний руйнуючий потік нульової послідовності повністю компенсується.