- •См. Также ...Нагрузки и параллельная работа трёхфазных трансформаторов...
- •Параметры и режимы работы трёхфазных трансформаторов
- •Аннотация
- •Содержание
- •3. Параметры и характеристики трансформатора в режиме короткого замыкания, приведённые к обмотке вн. Схема замещения.
- •4. Режим симметричной нагрузки трёхфазного двухобмоточного трансформатора.
- •Задание на курсовую работу
- •Данные трёхфазного трёхстержневого трансформатора типа тм
- •Содержание задания
- •1. Условное обозначение, элементы конструкции и номинальные величины трансформаторов.
- •2. Параметры и характеристики трансформатора в режиме холостого хода при питании со стороны обмотки вн.
- •5. Режим параллельной работы двух трансформаторов.
- •7. Переходные режимы работы трёхфазного трансформатора.
- •Трудоёмкость и график выполнения разделов курсовой работы
- •Методические указания к выполнению задания
- •1. Условное обозначение, элементы конструкции и номинальные величины трансформаторов.
- •2. Параметры и характеристики трансформатора в режиме холостого хода при питании со стороны обмотки вн.
- •3. Параметры и характеристики трансформатора в режиме короткого замыкания, приведённые к обмотке вн. Схема замещения.
- •Сопротивление фазы трансформатора в режиме короткого замыкания и его составляющие, Ом:
- •4. Режим симметричной нагрузки трёхфазного двухобмоточного трансформатора.
- •Расчётная формула для определения кпд имеет вид:
- •5. Режим параллельной работы двух трансформаторов.
- •6. Несимметричные режимы работы трёхфазного трансформатора
- •6.1. Общий случай несимметричной нагрузки.
- •Согласно рис. 6 действительные фазные первичные напряжения:
- •6.7. Режимы двухфазной и однофазной нагрузок трансформаторов.
- •Ток нагрузки:
- •Напряжение на сопротивлении нагрузки равно линейному напряжению Uab :
- •Ток нагрузки следует определять по формуле:
- •Ток нулевой последовательности может протекать только в фазах вторичной обмотки. Он равен одной трети тока нулевого провода:
- •Сумма токов прямой и обратной последовательностей в фазе a:
- •Напряжение на сопротивлении нагрузки Ua:
- •Напряжение на сопротивлении нагрузки Ua:
- •6.7.5. Однофазная нагрузка трансформатора δ /y0 .
- •Напряжение на сопротивлении нагрузки Ua
- •7.1. Переходные процессы в трансформаторах при включении
- •7.2. Внезапное короткое замыкание трансформатора.
- •Библиографический список
- •Контрольные вопросы
- •Требования к оформлению расчётно-пояснительной записки
- •Данные трёхфазных трёхстержневых трасформаторов
- •Варианты заданий на расшифровку типов трансформаторов
- •Графики суточной нагрузки трансформаторов
- •Варианты заданий токов фаз при несимметричной нагрузке трансформаторов
- •Пример оформления титульного листа расчётно-пояснительной записки
- •Параметры и режимы работы трёхфазных трансформаторов
- •Основная надпись для листа расчётно-пояснительной записки
Согласно рис. 6 действительные фазные первичные напряжения:
ŮА = Ů(А) - ĖАо ,
ŮB = Ů(B) - ĖАо , (24)
ŮC = Ů(C) - ĖАо .
Токи первичной обмотки:
İA = İA1 + İA2 = -İa1 - İa2 ,
İB = - İ`b1 - İ`b2 , (25)
İС = - İ`с1 - İ`с2 .
Приведённые вторичные фазные напряжения согласно рис. 6:
-
Ů`а
= Ů(A)+
İ`a1Zk+
İ`a2Zk+
İ`aoZ`оп
,
-Ů`b = Ů(B)+ İ`b1Zk+ İ`b2Zk+ İ`aoZ`оп, (26)
- Ů`c = Ů(С)+ İ`c1Zk+ İ`c2Zk+ İ`aoZ`оп
Из рис. 6 видно, что искажение симметрии вторичных фазных напряжений вызвано падениями напряжения от токов нулевой и обратной последовательностей. Искажение от токов нулевой последовательности значительно больше, чем от токов обратной последовательности. Особенно велико влияние токов нулевой последовательности в броневом, бронестержневом и групповом трансформаторах Y/Y0, в них потоки нулевой последовательности замыкаются в магнитопроводе так же, как потоки прямой последовательности. В таких трансформаторах Z`оп Z и даже малые токи нулевой последовательности вызывают недопустимые искажения симметрии фазных напряжений. По этой причине соединение обмоток Y/Y0 в броневом, бронестержневом и групповом трансформаторах не рекомендуется.
В трёхстержневом трансформаторе Y/Y0 искажение симметрии фазных напряжений невелико, тем не менее правила технической эксплуатации электроустановок потребителей [7] предписывают ограничивать ток нулевого провода (равный 3İao) на уровне не более 25% от номинального тока обмотки трансформатора.
.
Рис. 6. Векторная диаграмма фазных первичных и вторичных напряжений
трансформатора Y/Yo при несимметричной нагрузке
Приведённые вторичные линейные напряжения находят как геометрические разности фазных:
Ů`ав = Ů`b - Ů`а;
Ů`вс = Ů`с - Ůb`; (27)
Ů`cа = Ů`a - Ů`c .
При вычитании фазных напряжений исчезнут одинаковые падения напряжения от токов нулевой последовательности İ`aoZ`оп (см. уравнение (26)). Поэтому несимметрия вторичных линейных напряжений получается небольшой, т.к. она вызвана только падениями напряжения от токов обратной последовательности İ`a2Zk , İ`a2Zk , İ`c2Zk (см. уравнение (26)).
6.3. Трансформатор Y0/Y0. Токи всех последовательностей могут возникать во вторичной обмотке и трансформироваться в первичную. Составляющие токов одноимённых последовательностей первичной и вторичной обмоток уравновешены в магнитном отношении, поэтому фазные токи обеих обмоток нецелесообразно раскладывать на симметричные составляющие. Поток нулевой последовательности отсутствует.
Следовательно, фазные первичные токи:
İA
= İA1
+ İA2+
İA0=
-İ`a1
- İ`a2
– İ`а0=
- İ`а ,
İB = - İ`b,; İC = - İ` с . (28)
Фазные первичные напряжения:
ŮА
= Ů(А) +
İAZ1
,
ŮB = Ů(B)+ İВZ1, (29)
ŮC = Ů(C) + İСZ1 .
Несимметрия фазных первичных напряжений незначительна. Она вызвана небольшими падениями напряжения в сопротивлении Z1 от токов обратной и нулевой последовательностей.
Фазные вторичные приведённые напряжения определяются обычными уравнениями:
- Ů`а
= Ů(A)+
İ`aZk
,
- Ů`b = Ů(B)+ İ`bZk , (30)
-Ů`c = Ů(С) + İ`cZk .
Несимметрия вторичных фазных напряжений получается небольшой, т.к. малы падения напряжения в сопротивлениях Zk .
Приведённые вторичные линейные напряжения находят как геометрические разности фазных по уравнениям (27):
Ů`ав = Ů`b - Ů`а;
Ů`вс = Ů`с - Ůb`;
Ů`cа = Ů`a - Ů`c .
При вычитании фазных напряжений исчезнут одинаковые падения напряжения от токов нулевой последовательности İ`aoZ`оп (см. уравнение (26)). Поэтому несимметрия вторичных линейных напряжений получается ещё меньше, чем фазных, т.к. она вызвана только падениями напряжения от токов обратной последовательности İ`a2Zk , İ`a2Zk , İ`c2Zk (см. уравнение (26)).
6.4. Трансформатор Δ/Y0. Токи всех последовательностей могут возникать во вторичной обмотке и трансформироваться в первичную. При этом токи нулевой последовательности, имея одинаковые модули и временные фазы, свободно циркулируют по контуру треугольника первичной обмотки, но не выходят в линейные провода, т.к. линейные токи равны геометрической разности фазных токов. Составляющие токов одноимённых последовательностей первичной и вторичной обмоток уравновешены в магнитном отношении, поэтому фазные токи обеих обмоток нецелесообразно раскладывать на симметричные составляющие. Поток нулевой последовательности отсутствует.
Следовательно, фазные первичные токи:
İA = İA1 + İA2+ İA0= -İ`a1 - İ`a2 – İ`а0= - İ`а ,
аналогично (31)
İB = - İ`b,; İC = - İ` с .
Фазные первичные напряжения равны линейным (обмотка соединена по схеме Δ), поэтому они симметричны.
Фазные вторичные приведённые напряжения определяются обычными уравнениями:
- Ů`а = ŮA+ İ`aZk ,
- Ů`b = ŮB+ İ`bZk , (32)
- Ů`c = ŮC+ İ`cZk .
Несимметрия вторичных фазных напряжений получается небольшой, т.к. малы падения напряжения в сопротивлениях Zk .
Приведённые вторичные линейные напряжения находят как геометрические разности фазных по уравнениям (25):
Ů`ав = Ů`b - Ů`а;
Ů`вс = Ů`с - Ůb`;
Ů`cа = Ů`a - Ů`c .
При вычитании фазных напряжений исчезнут одинаковые падения напряжения от токов нулевой последовательности İ`aoZ`оп (см. уравнение (26)). Поэтому несимметрия вторичных линейных напряжений получается ещё меньше, чем фазных, т.к. она вызвана только падениями напряжения от токов обратной последовательности İ`a2Zk , İ`a2Zk , İ`c2Zk (см. уравнение (26)).
6.5. Трансформаторы Y/Δ, Y0/Δ. Токи нулевой последовательности во вторичной обмотке возникнуть не могут.
Токи вторичной обмотки раскладывать на составляющие нецелесообразно. Геометрическая сумма их приведённых составляющих прямой и обратной последовательностей равна фазным токам первичной обмотки:
İA
= İA1
+ İA2
=
-İ`a1
- İ`a2
=
- İ`а,
İB = - İ`b,; İC = - İ` с . (33)
Фазные первичные напряжения остаются симметричными:
ŮА = Ů(А) , ŮB = Ů(B) , ŮC = Ů(C) , (34)
где Ů(А) , Ů(B) , Ů(C) равнялись бы фазным напряжениям первичной обмотки, если бы трансформатор работал на холостом ходу (рис. 6). Они представляют собой обычную симметричную трёхлучевую звезду с точкой О в центре тяжести треугольника первичных линейных напряжений.
Вторичные приведённые фазные (и линейные) напряжения находим по уравнениям:
- Ů`а
= ŮA+
İ`aZk
,
- Ů`b = ŮB+ İ`bZk , (35)
- Ů`c = ŮC+ İ`cZk .
Треугольник линейных вторичных напряжений можно построить по полученным фазным с учётом схемы соединения начал и концов вторичных фазных обмоток согласно заданной группе трансформатора.
Несимметрия вторичных напряжений получается небольшой из-за малости падений напряжения в сопротивлениях Zk.
6.6. Трансформатор Δ/Y. Для этого случая справедливо сказанное в п. 6.5 за исключением уравнений (34). Фазные первичные напряжения симметричны, т.к. они равны заданным линейным.
