Способы соединения обмоток трехфазных

Классификация магнитных систем трехфазных трансформаторов

ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ.

Лекция №6

Группы соединенийтрансформаторов. Холостой ход трехфазного трансформатора при соединении звезда – звезда, треугольник- звезда, звезда- треугольник.

В зависимости от устройства сердечника трехфазного трансформатора различают: а) трансформаторы со связанными магнитными системами и б) трансформаторы с независимыми или почти независимыми магнитными системами.

На рис. 4.1 показан трехстержневой трансформатор со связанной магнитной системой. Характерной особенностью трансформатора на рис. 4.1 является несимметричность его магнитной системы, так как длины магнитных цепей в стержнях , и не равны: длина магнитной цепи в среднем стержне меньше, чем длины цепей в крайних стержнях и . Все три цепи сходятся в узлах и . Если , и – амплитуды магнитных потоков в стержнях , и , то, согласно первому закону Киргхгофа в применении к магнитным цепям, имеем в каждом из узлов:

(4.1)

Будем считать, что трансформатор является простейшим (, ) и что к нему подводится синусоидальное симметричное напряжение. В этом случае напряжения , и и потоки и и образуют правильные трехлучевые звезды, причем каждый вектор потока отстает от соответствующего вектора напряжения на угол 90° (рис. 4.2).

При прохождении потока по участку O₁abO₂ (рис. 4.1) возникает падение магнитного потенциала (R_ст+2R_я), где R_ст - магнитное сопротивление стержня и R_я- магнитное сопротивление каждой половины верхнего или нижнего ярма. Соответственно для стержня имеем (R_ст+2R_я). В стержне В падение магнитного потенциала равно R_ст. Если , и - амплитуды МДС, соответствующие потокам ,и , то по второму закону Кирхгофа в применении к магнитным цепям имеем:

Для цепи abO₂O₁

Для цепи cdO₂O₁

Кроме того, в системах без нулевого провода геометрическая сумма токов и, следовательно, МДС в трех фазах должны быть равны нулю, т. е.

.

Решая написанные уравнения относительно , и , получаем:

(4.2а)

(4.2б)

(4.2в)

Из равенства (4.2б) следует, что МДС зависит только от по-

тока и, стало быть, вектор совпадает по фазе с вектором потока . Наоборот, МДС и представляют собой геометрические суммы двух МДС, из которых одна совпадает по фазе с данным потоком, а другая – с потоком . Поэтому вектор МДС отстает по фазе от вектора потока на некоторый угол, а вектор МДС опережает на такой же угол вектор потока . Таким образом, МДС , и и, следовательно, намагничивающие токи ,,образуют несимметричные системы, в которых =>или соответственно =>(жирные линии на рис. 4.2).

Несимметрия токов холостого хода сказывается главным образом в трансформаторах малой мощности, где ярмо играет относительно большую роль. Здесь .

В трансформаторах большой мощности несимметрия заметно сглаживается. Согласно ГОСТ (Здесь и в дальнейшем в разделе «Трансформаторы» использованы следующий ГОСТ: 11667—65, 11920—66, 12022—66, 12965—67, 14074—68.), за ток холостого хода принимают среднее арифметическое токов , и . Так как ток невелик (от 3 до 8% I_н), то даже в трансформаторах малой мощности несимметрия токов холостого хода перестает сказываться уже при очень небольшой нагрузке.

Так как ток отстает от напряжения на 90°, то мощность фазы равна нулю; мощность фазы положительна, так как проекция тока на направление вектора положительна, а мощность фазы равна мощности фазы по величине, но обратна по знаку, так как проекция тока на направление вектора отрицательна. Таким образом, при холостом ходе трехстержневого трансформатора фазы и обмениваются мощностями, но полная мощность холостого хода трансформатора равна нулю, чего и следовало ждать, поскольку мы рассматриваем простейший трансформатор. Неодинаковое распределение мощности при холостом ходе, так же как несимметрия токов, не имеет значения, так как эта мощность обычно меньше 1 % от номинальной мощности трансформатора.

Примером трехфазного трансформатора с независимой магнитной системой служит трехфазная трансформаторная группа, или, проще, групповой трансформатор, представляющий собой три одинаковых однофазных трансформатора, обмотки которых определенным образом соединены между собой.

Примером трансформатора с почти независимой магнитной цепью может служить броневой трансформатор. В дальнейшем мы ограничимся рассмотрением только трехстержневого трансформатора и трехфазной трансформаторной группы.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 729; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!