Лабораторная работа №3

НЕСИММЕТРИЧНАЯ НАГРУЗКА ТРЕХФАЗНЫХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ

1 Цель работы

Целью работы является исследование электромагнитных процессов при различных видах несимметричной нагрузки трехфазных трансформаторов с трехстержневым магнитопроводом. Экспериментальное определение сопротивлений нулевой последовательности трансформатора для различной схемы соединения обмоток.

2 Программа работы

2.1 Опытное определение первичных линейных токов, первичных и вторичных фазных и линейных напряжений для различных случаев несимметричной на­грузки:

- двухфазная нагрузка для схемы Y/Y;

- однофазная нагрузка для схемы Y/Y_o;

- двухфазная нагрузка для схемы Δ/Y;

- однофазная нагрузка для схемы Δ/Y_o.

Сопротивление применяемой нагрузки трансформаторов - чисто активное.

2.2 Определение сопротивлений нулевой последовательности для различной схемы соединения обмоток исследуемого трансформатора с трехстержневым магнитопроводом.

2.3 Расчетное определение первичных и вторичных фазных и линейных напряжений для различных случаев несимметричной на­грузки. Сравнение результатов полученных опытным путем с расчетными.

3 Краткие теоретические сведения

Описание электромагнитных процессов в трехфазных трансформаторах при симметричной нагрузке может быть выполнено с использованием теории, применяемой к однофазным трансформаторам [2].

Для соединения обмоток трансформатора по схеме «звезда» применяются соотношения фазных и линейных токов и напряжений соответственно:

(3.1)

Для соединения обмоток трансформатора по схеме «треугольник» применяются следующие соотношения:

(3.2)

Для каждой из фаз можно использовать уравнения схемы замещения и векторные диаграммы однофазного трансформатора.

Однако при эксплуатации трансформаторов нагрузка по фазам часто может быть неодинаковой. Это связано обычно с подключением к трехфазным трансформаторам однофазной нагрузки: тяговых подстанций, электрических печей, сварочных установок, осветительной нагрузки и других однофазных потребителей. Несимметричные режимы имеют место также при одно- и двухфазных коротких замыканиях.

При исследовании несимметричных режимов не учитываются намагничивающие токи, что позволяет применить метод симметричных состав­ляющих. Первичные напряжения при исследовании несимметричных режимов принимаются симметричными, а трансформатор считается подключенным к сети с бесконечно большой мощностью.

Если привести обмотки к одинаковому числу витков, то для токов нулевой последовательности можно составить подобную же Т-образную схему замещения (рисунок 3.1), как и для токов прямой последовательности. Параметры отдельных элементов схемы замещения при этом зависят от устройства магнитной цепи и обмоток трансформатора, но не зависят от схемы соединения обмоток. От нее зависит лишь вид схем замещения относительно выходных зажимов и сопротивление нулевой последовательности в целом.

При определении сопротивления нулевой последовательности Z_0П опытным путем фазы первичной обмотки соединяются параллельно или последовательно, и к ней подводится небольшое однофазное переменное напряжение U. Фазы вторичной обмотки при этом могут быть таким же образом соединены между собой и замкнуты для схем Δ/Y₀, Δ/Δ и Y₀/Y₀, или разомкнуты для схем Δ/Y и Y₀/Y. Однофазный ток I при этом соответствует току нулевой последовательности I_0П.