ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 248
Скачиваний: 2
Если при этом ток Іс в фазе C-—Z направлен к нейтральной точке, то токи іа и Iв в фазах А —X и В —Y направлены от нее, т. е. в обрат ном относительно тока Іс направлении.
Этому распределению токов соответствует распределение созда ваемых ими намагничивающих сил, например, намагничивающая сила, создаваемая током / к в фазе с—z направлена в стержне С снизу вверх (рис. 14-5,а); тогда по условию равновесия намагничивающая сила, создаваемая током Іс в фазе C—Z, действует в том же стержне сверху вниз, а намагничивающие силы, создаваемые токами ІА и /в, в фазах А —X и B—Y, направлены в стержнях А и В снизу вверх.
а)
Рис. 14-5. Однофазное короткое замыкание в группе Y/'f—0: а — схема, б — однофазный поток
. Чтобы определить отношение между токами / с и/к, можно рас смотреть замкнутый магнитный контур, состоящий из стержней С и В или С и А. В каждом из этих контуров действуют три намагничиваю щие силы, например в контуре, образованном стержнями С я В,
действуют намагничивающие силы У 2/с^й, У 2 Ibwxи У 2 |
На |
магничивающие силы У 2Icw1и У2Іви>х действуют по контуру соглас
но, тогда как намагничивающая силаУ2Гкфхнаправлена встречно им. Если пренебречь магнитным сопротивлением стали, то по условию равновесия намагничивающих сил
У 2 IqWi -j- У 2 I вШі -j- У 2IKWi = 0.
— |
1/Ло~ |
ІсЩ. и по контуру |
Так как y2IßWx по величине равна ч, |
||
действуют согласно, то |
|
|
У 2 1 с W! -f У |
2 І в и>і = У 2 І с w 1 + |
3 - J - ІсЮх — |
= |
I с W1=> — У 2 Ікшъ |
218
откуда
ІС |
І А = І В |
1 |
/ К> |
|
|
3 |
|
причем, согласно сказанному выше, токи Іс |
и іа = Ів направлены |
в разные стороны относительно нейтральной точки первичной об мотки.
Результирующая намагничивающая сила в стержне С составляет
_ |
_ |
Y2 |
| / 2 |
] / 2 IcWi — |
/> 1 и действует в сторону намагничива |
ющей силы |/'2/кШ1, т. е. в данном случае снизу вверх; но в том же на правлении и такой же величины намагничивающие силы действуют и в стержнях А и В. Таким образом, во всех стержнях трансформатора одновременно существуют намагничивающие силы, равные по величи не и направленные относительно стержней в одну и ту же сторону, т. е. совпадающие по фазе. Эти намагничивающие силы создают доба вочные потоки, которые, так же как намагничивающие силы, долж ны быть все равны по величине и одинаково направлены.
Чтобы |
представить себе картину |
таких намагничивающих сил |
и потоков, |
можно соединить обмотки |
а—х, Ъ—у и с—z последова |
тельно так, как это показано на рис. 14—5,6. К зажимам a—z этой цепи следует подвести от источника однофазного тока нормальной
частоты такое напряжение, чтобы по цепи шел ток / оп = -д-/к- Ток
Іоа называется током нулевой последовательности, а создаваемый им в каждом стержне трансформатора поток Фоп — однофазным потоком. Поток Ф0п налагается на основной трехфазный поток транс форматора, соответствующий подводимому к первичной обмотке трех фазному напряжению, но по своему действию и по величине зависит от того, групповой это трансформатор или трехстержневой.
В групповом трансформаторе (рис. 12-1) поток Фоп достигает зна чительной величины, так как он может свободно замкнуться по сер дечнику каждого из однофазных трансформаторов. Если пренебречь сопротивлением гк по сравнению с хк, то ток / к, а стало быть, и поток
Фоп будут отставать |
от э. д. с. Ес, создаваемой основным потоком |
в фазе С—Z, на и /2 |
(рис. 14-6,а). |
Действие потока Фоп состоит, в создании в каждой фазной обмотке э. д. с. £ оп, отстающей от Фоп на л72.
В фазе C—Z э. д. с. Еопс направлена встречно относительно основной э. д. с. Ес и в пределе может быть равна ей.
В фазах А —X и B —Y э. д. с. Еопа и Еопв геометрически складыва ются с основными э. д. с. Еа и Ев-
Если бы положение точки О было зафиксировано, то получился бы новый треугольник э. д. с. А'В'О, равный треугольнику АВС и сме щенный относительно последнего на величину Ейіи В действитель ности положение точек А, В, С фиксировано той сетью, к которой они присоединены, поэтому э. д. с. Ет смещает нейтральную точку О относительно точек А , В и С в направлении, обратном направлению £ ош т. е. в положение точки 0' (рис. 14-6,6).
219
Таким образом, фазные э. д. с. трансформатора претерпели резкое изменение: э. д. с. короткозамкнутой фазы стала равной нулю, э. д. с. двух других фаз стали равными линейным напряжениям.
в'
Рис. 14-6. Действие однофазного потока при соединении обмоток Y/'f-0 группового трансформатора: а — при за фиксированном положении точки 0, б — при зафиксирован ных точках А, В ш С.
Так как это может повести к аварии приемников, например ламп, нормально работающих при фазном напряжении, то соединение Y/Y-
вгрупповом трансформаторе никогда не применяется.
Втрехстержневом трансформаторе потоки Фоп не могут замк нуться по сердечнику на том же основании, что и потоки третьей
гармонической холостого хода, и замыкаются по
Ввоздуху (рис. 12-10 и 14-5,я) со всеми вытекаю щими отсюда последствиями. Но так как этот
|
путь |
имеет большое |
магнитное |
сопротивление, |
|||||||
|
то поток Фоп и соответственно вызываемое им |
||||||||||
|
смещение нулевой точки невелики. |
является |
|||||||||
|
Однофазное |
короткое |
замыкание |
||||||||
|
предельным случаем |
несимметрии тока |
в системе |
||||||||
|
Y/'f—O. При несимметричной нагрузке по нейт |
||||||||||
|
ральному проводу течет ток нейтрали, который, |
||||||||||
|
согласно |
ГОСТ 11677—65, не должен превышать |
|||||||||
|
25% номинального тока обмотки |
низкого напря |
|||||||||
|
жения, причем ни один из |
фазных токов не дол |
|||||||||
|
жен превышать номинальный. Наблюдающееся |
||||||||||
|
при этом смещение |
нулевой точки не превышает |
|||||||||
Рис. 14-7. Токи |
5% от нормального фазного напряжения. |
||||||||||
при коротком за |
Б. |
Однофазное короткое |
замыкание |
в систе |
|||||||
мыкании транс |
ме A/Y-. Этот |
случай |
яснее |
всего показывает, в |
|||||||
форматора группы |
чем состоит преимущество |
соединения первичной |
|||||||||
A/Y- |
|||||||||||
обмотки |
треугольником, |
если |
вторичная имеет |
||||||||
|
выведенный нулевой провод. Соответствующая схема приведена на рис. 14-7. Как и в предыдущем случае, фаза с—z замкнута нако ротко и вторичная обмотка приведена к первичной. Ток, идущий из
220
сети, поступает практически только в обмотку ВС, не ответвляясь в обмотки AB и АС, так как последние, при отсутствии тока в фазах а—х и Ъ—у вторичной обмотки, представляют собой реак тивные катушки с весьма большим индуктивным сопротивлением.
Таким образом, / с= / т . е первичные и вторичные намагничиваю щие силы фазы С взаимно уравновешиваются и опасность возникно вения однофазного потока в сердечнике трансформатора отпадает. Поэтому ГОСТ 11677—65 в этом случае допускает ток нейтрального провода до 75% номинального тока обмотки низшего напряжения.
Аналогичный эффект получается и в других случаях короткого замыкания трансформатора, одна из обмоток которого соединена треугольником.
Г лава п я т н адц ат ая ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ
15-1. Условия параллельной работы трансформаторов
Параллельной работой двух (или более) трансформаторов назы вается работа их по схеме включения, при которой первичные об мотки включены в общую первичную сеть, а вторичные — в общую вторичную сеть.
Параллельная работа трансформаторов возможна при выполне нии следующих условий:
1. Первичные и вторичные номинальные напряжения трансфор
маторов должны быть равны, т. е. |
|
U-Li — U1\i = ...~U in, |
(15-1) |
U2i — U2u — -.- = U2n- |
(15-2) |
Практически это сводится к требованию равенства коэффициентов
трансформации, т. е. |
|
кі — кц — ... — кп. |
(15-3) |
При этом предполагается, что первичные номинальные напряжения
втрансформаторах одинаковы.
2.Активные и индуктивные падения напряжения трансформато ров должны быть равны, а это в свою очередь ведет к требованию равенства напряжений короткого замыкания, т. е.
^ к і = «K lI = • • • = Икп- |
(15-4) |
3. При параллельной работе трехфазных трансформаторов они должны принадлежать к одной группе.
Если эти условия соблюдены, то при включении первичных обмоток двух или нескольких трансформаторов в общую первичную
221
сеть всегда можно найтп такие зажимы каждой вторичной обмотки, напряжения между которыми будут соответственно равны по ампли туде и по фазе, и, соединив их между собой, осуществить параллель ное включение трансформаторов. Если теперь к общей вторичной сети включить нагрузку, то она распределится равномерно между транс форматорами. Безусловно должно выполняться третье условие парал лельного включения. Равенства (15-3) и (15-4) могут соблюдаться не точно, возможные отклонения устанавливаются допуском на коэф-
Р ис. 15-1. Параллельная работа двух транс форматоров
фициент трансформации и напряжение короткого замыкания, со гласно ГОСТ 11677-65.
На рис. 15-1 изображена схема параллельного включения двух однофазных трансформаторов. Стрелками показаны направления напряжений, э. д. с. и токов в обмотках трансформатора в рассматри ваемый момент времени. Как первичные, так и вторичные э. д. с. одного трансформатора действуют встречно относительно соответст вующих э. д. с. второго трансформатора, но по отношению к внеш ней цепи обе вторичные э. д. с. действуют согласно.
15-2. Условие равенства коэффициента трансформации
Ниже рассматривается параллельная работа двух трансформато ров, для которых соблюдены условия 2 и 3 (§ 15-1). Для простоты предполагается, что трансформаторы одинаковой мощности, и на грузка равна нулю. Пусть первичные номинальные напряжения трансформаторов одинаковы и к \ < 5 к ц . Так как первичные обмотки трансформаторов включены в общую сеть, то = U1ц, тогда Е%\ > > Е2ц. Если вторичные обмотки присоединить к общей сети, то под влиянием разности э. д. с. АЕ — Е%\ — Е2ц возникает уравнитель ный ток /у.
Так как первичная и вторичная обмотки трансформаторов связа ны магнитным потоком, то появление уравнительного тока в кон туре, образованном вторичными обмотками трансформатора, вызовет появление соответствующего уравнительного тока / У1 в контуре, образованном первичными обмотками трансформатора (рис, 15-2).
222
Тіо уравнительный ток протекает последовательно по цени, образо ванной только обмотками обоих трансформаторов; следовательно, все происходит так, как если бы по отношению к э. д. с. АЕ оба трансформатора находились в ус ловиях короткого замыкания. Если пренебречь активными сопротивле ниями короткого замыкания, то
|
I У= |
А£ |
(15-5) |
|
|
|
|
хкІ+ хКІІ |
|
|
|
||
где хк\ и і ки — индуктивные сопро |
|
|
||||
тивления короткого |
замыкания. |
|
|
|||
При обходе |
по |
замкнутому кон |
|
|
||
туру, |
образованному |
вторичными |
|
|
||
обмотками трансформаторов и участ |
Рис. |
15-2. Уравнительные токи |
||||
ками |
вторичной цепи между ними, |
при |
параллельном включении |
|||
э. д. с. ЕгI и Е2п направлены |
|
трансформаторов |
||||
встречно (рис. 15-2), как это показано |
|
|
векторами È2\ и È2u на рис. 15-3,а. Вектор уравнительного тока / у
отстает от вектора э. д. с. АЕ на л /2 и, таким образом, этот ток явля ется отстающим для трансформатора / и опережающим для трансфор-
а)
^2П |
j l у%Kl ~ ЗІуЯкД |
и2] |
|
Um" |
- |
------ |
Егі |
|
|
НЕ |
|
. Рис. 15-3. Токи при параллельном включении транс форматоров: а — в режиме холостого хода, б — при нагрузке
матора II. Уравнительный ток обусловливает напряжение на индук тивных сопротивлениях обмоток )1ухк\ и j l 7хк\], причем напряжение }ІуХкі направлено в обмотке трансформатора I согласно с э. д. с.
223