Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 253

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

OB и ОС линейных и фазных первичных о. д. с. (рис. 12-6, б), и угол сдвига вторичной линейной э. д. с. относительно первичной равен

нулю.

На практике принято выражать этот угол не в градусах, а в более крупных единицах, равных 30° каждая. Совпадающим по фазе век-

Рис. 12-6. Диаграммы линейных п фазных э. д. с. в группе соединений обмоток Y./Y-0: а — схе­ ма, б векторная диаграмма

торам соответствует угол равный нулю и в условных угловых еди­ ницах. Полученная группа соединения обмоток обозначается сле­ дующим образом: Y/Y-0.

При обмотках, намотанных в противоположных направлениях (рис. 12-7, а), векторы вторичных фазных и линейных э. д. с. должны

 

 

 

быть

повернуты

на

180°

 

 

 

относительно

положения

 

а) в

 

их на рис.

12-6,

б,

и тогда

 

 

 

угол

между вторичными и

 

 

 

первичными

линейными

 

 

 

э. д. с. равен шести услов­

 

 

 

ным

угловым

 

единицам

 

 

 

(рис. 12-7, б). Полученная

 

 

 

группа

соединения обмо­

 

 

 

ток

обозначается

y /Y - 6 .

 

 

 

Если

изменить

марки­

 

 

 

ровку зажимов

вторичной

Рис. 12-7.

Диаграммы линейных и фазных

обмотки, то можно полу­

чить

ряд

других

групп:

э. д. с. в

группе соединений

обмоток Y/Y-6:

о схема, б векторная

диаграмма

Y/Y-2:

y /Y-4 и

т . д., но

 

 

 

так как

эти

группы

не

имеют практического применения, то здесь они не рассматриваются. На рис. 12-8, а представлены обмотки трансформатора, из кото­ рых первичная соединена звездой, а вторичная—треугольником по схеме ах cz by. Обмотки намотаны в одну и ту же сторону. В этом случае фазные э. д. с. полностью совпадают с рис. 12-6, б.

Э. д. с, между зажимами А и В равна линейной э. д. с. Еав =

194


 

 

 

Т а б л и ц а

 

12-1, Схема и группа соединения обмоток трехфазных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двухобмоточных трансформаторов

Схемы соединения обмоток

Диаграммы векторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э.

д. с.

Условные обозначения

 

ВН

 

 

 

НН

 

ВН

НН

 

 

 

групп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„А

J

J

О а

Ь

с

 

 

 

 

 

звезда/

 

 

 

9

9

9

 

9

 

 

V

- .

звезда

с вы-

 

 

 

 

 

Â

,

 

U

веденной

 

 

 

 

 

 

 

А

С

 

 

нулевой

X

Y

I

 

 

 

 

 

 

 

 

точкой

 

X

у

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

д

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' у у

 

 

— звезда/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'/

- 1

1

треугольник

 

 

 

X

у

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

0 о о

А

J

0 С Ч

о»

 

о с

U

 

 

 

 

звезда

с вы­

 

 

 

 

 

 

 

Ж

 

У

 

 

веденной

 

 

 

 

 

 

 

>

- 1

1

нулевой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точкой/тре-

X

у

г

X

у

 

Z

А

С

 

 

 

угольник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А о

Во С,

Оо ой оЪ

о

С

 

 

 

 

 

звезда/зигзаг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ ft

с выведенной

ХУ

I

 

 

 

 

 

 

 

X

 

нулевойточкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А В С

О

а

b

 

с

 

 

%

 

 

треуголь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ник/звезда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 1 1

с выводен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ной нулевой

X

У

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точкой

У z

ВН — высшее напряжение, ГШ —низшее напряжение.

7 *

195


= Ев Èa , которая отстает от фазной э. д. с. Ёв на 30°; э. д. с.

между зажимами ab равна фазной э. д. с. Ев (рис. 12-8, б). Из сопо­ ставления треугольников АВС и аЪс видно, что угол между векто­ рами соответствующих вторичных и первичных линейных э. д. с. равен 330°, т. е. И условных угловых единиц, следовательно, данная группа соединения обмоток должна иметь обозначение:

У/Д-11.

Р ис. 12-8. Диаграмма линейных н фазных э. д.

с. в

группе соединений обмоток Y/A-11: а — схема,

б

векторная диаграмма

 

Если бы обмотки были намотаны в противоположные стороны, по маркировка зажимов осталась прежняя, то треугольник abc повернулся бы относительно положения, которое он занимает на рис. 12-8, б, на 180°. В этом случае угол между вектором AB и век­ тором ab был бы 150°, соответственно чему группа соединения обозна­ чалась бы: у /Д -5 . Если вторичная обмотка соединена треуголь­ ником по схеме ax—by—cz, то при одинаковом направлении намотки получается группа соединений у/Д -1.

Согласно ГОСТ 11677-65, приняты следующие группы соедине­ ний трехфазных трансформаторов (табл. 12-1).

12-3. Холостой ход трансформатора при соединении обмоток Y/Y

При изучении режима холостого хода однофазного трансформа­ тора было установлено, что при подведенном синусоидальном на­ пряжении первичная э. д. с. и основной поток также синусоидальны, а ток содержит наряду с первой гармонической сильно выражен­ ную третью гармоническую (см. рис. 11-8, а и б).

Если обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, то третьи гармонические в любой момент времени равны между собой и направлены одновременно к нулевой точке или от нее (см. рис. 12-3), для третьих гармонических тока холостого хода не существует путей, по которым они могли бы замыкаться. Отсутствие третьей гармониче­ ской в кривой тока холостого хода искажает форму магнитного по­

196


тока и это по-разному сказывается в трансформаторах с независимой и связанной магнитными системами.

Ниже рассматривается холостой ход трехфазной трансформатор­

ной группы. На рис.

12-9,а изображены ток і0 и поток ф0 при нали­

чии

третьей

гармонической

г03,

а на

 

 

 

рис.

12-9,6 — при отсутствии і03 в токе

 

 

 

і0. Выпадение третьей гармонической г03

 

 

 

можно представить себе как наложение

 

 

 

на ток г0 на рис. 12-10,«

третьей гармо­

 

 

 

нической,

но

обратно

направленной,

 

 

 

т. е.

наложение — г03. Соответственно,

 

 

 

на синусоидальный

поток

ф*

нужно

 

 

 

наложить поток ф3, создаваемый током

 

 

 

г03 (штриховые линии на рис.

12-9,6).

 

 

 

Результирующий поток становится уп­

 

 

 

лощенным или даже седлообразным.

 

 

 

Так как в групповом трансформаторе

 

 

 

магнитные цепи независимы,

то третья

 

 

 

гармоническая

потока,

так

же

как и

 

 

 

первая,

замыкается

по

сердечнику

 

 

 

(рис. 12-1), вследствие чего амплитуда

 

 

 

Ф3

достигает

значительной

величины

 

 

 

15-20% от Фѵ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждая составляющая потока соз­

 

 

 

дает

э. д. с.,

отстающую от соответст­

 

 

 

вующего

потока на

четверть периода

 

 

 

(рис. 12-9,в).

При обычном насыщении

 

 

 

стали третья гармоническая э. д. с. еа

 

 

 

достигает 45—60% от первой

гармони­

 

 

 

ческой э. д. с. е1шПри этом, как видно

 

 

 

из рис. 12-9,в, амплитуды

этих гармо­

 

 

 

нических складываются, что повышает

 

 

 

на те же

45—60%

наибольшее

значе-

 

 

 

ние

фазной э. д. с.

и

на

10—.17°/ ее

 

 

 

действующее значение. Такое повыше­

 

 

 

ние

э. д. с. нежелательно и в ряде слу­

 

 

 

чаев

опасно.

Поэтому

в

групповых

 

 

 

трансформаторах соединение

Y/Y,

как

 

 

 

правило, не применяется.

 

 

 

 

 

 

 

Несмотря на резкое искажение фор­

 

 

 

мы фазных э. д. с., линейные э. д. с.

 

Первая и третья

остаются

синусоидальными,

так

как

Р ис. 12-9.

при соединении обмоток звездой третьи

гармонические:

a — тока хо­

гармонические не появляются в линей­

лостого хода,

б магнитного

потока,

в — э. д. с.

ной э. д. с.

Иначе обстоит дело в грехстержневых трансформаторах, в кото­ рых магнитные цепи фаз связаны между собой. Третьи гармонические потока во всех трех фазах, так же как и токи, совпадают во времени; это значит, что третьи гармонические потока в каждый момент вре-

197


мени равны друг другу по величине и в стержнях трансформатора направлены все в одну сторону, например вверх, как это показано на рис. 12-10. Следовательно, эти потоки не могут замыкаться через

 

 

 

 

 

 

 

V/

стержни,

а должны частично

проходить от

 

ІА

T t f —

 

ярма к ярму за пределами стержней.

 

 

Л \

 

<*

Путь этот проходит по маслу,

воздуху,

 

"ill

 

 

i!

м{

ii

стенкам

бака,

стяжным

болтам

и т. д.

 

 

I

 

ill

111

, t!

Этот путь обладает малой

магнитной про­

а !

і и

 

1

 

in

III

 

водимостью, вследствие чего

третья гармо­

I

4

f!l

 

III

 

/ /

 

1 1

IV'

 

ническая

потока выражена

слабо и прак­

 

/

^

v ;

 

 

 

 

 

 

тически

не искажает

формы э. д.

с. Но во

 

 

 

 

 

\

 

 

всех металлических частях, по которым

Р ис. 12-10. Третьи гармони­

идет поток третьей

гармонической, воз­

ческие потока трехстержне­

никают вихревые токи, что может повести

вого

трансформатора

при

соединении

 

обмоток Y/Y

к чрезмерному нагреванию этих частей и

показывает,

 

 

 

понижает к. п. д. трансформатора. Опыт

что при нормальных значениях индукции

в сердечнике

(1,4—1,45)

 

тл

эти

добавочные потери

составляют

около

10% от

основных потерь холостого хода, но при увеличении индукции очень быстро растут.

Из сказанного следует, что соединение Y/Y имеет ограничен­ ную область применения. Согласно ГОСТ 11920—66, это соединение применяется в трансформаторах мощностью до 2500 кв ■а включи­ тельно.

12-4. Холостой ход трансформатора при соединении обмоток

 

 

 

 

А/У или У/А

 

 

 

 

 

Выше было установлено, что при соединении обмоток

треуголь­

ником все три тока третьей гармонической текут в одном

направле­

нии (рис.

12-4,а). Но если в токе холостого хода имеется третья

гар­

моническая, то форма магнитного потока и

 

 

 

 

соответственно первичная и вторичная э. д. с.

 

 

 

«5

приближаются к синусоиде,

т. е. отпадают

Ігз

^90°

все те неблагоприятные

явления,

о которых

 

 

 

 

было сказано в предыдущем

параграфе. Это

 

 

 

 

составляет весьма ценное преимущество сое­

 

 

 

 

динения обмоток А/У перед соединением У/У.

 

 

 

 

 

При соединении обмоток У/А,

в противо­

 

L 23

 

 

положность

соединению

A/Y, треугольник

 

 

 

 

 

 

 

выполнен на вторичной

стороне,

однако это

Р ис. 12-11. Третья

гар­

не

меняет

существенно форму

магнитного

моническая

магнитного

потока.

 

 

 

 

 

потока i i тока при соеди­

 

Действительно, при соединении первичной

нении обмоток A/Y

обмотки звездой из тока холостого хода выпа­

 

уплощенную

фор­

дает третья

гармоническая,

и поток приобретает

му

(рис.

12-9,6), соответственно

чему возникает

наряду

с первой

третья гармоническая потока ф3. Эта гармоническая наводит в каждой из фаз вторичной обмотки третью гармоническую э, д. с. е23,

198