1. Цель работы
Провести сравнительный анализ влияния схемы соединения трехфазного двухобмоточного трансформатора на искажение симметрии первичных и вторичных линейных и фазных напряжений. Овладеть методикой определения сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения У/Ун, Д/Ун, У/Zн.
2. Программа работы
2.1. Собрать на лабораторном стенде, поочередно, схемы соединения обмоток трансформатора У/Ун, У/Zн, Д/Ун, нагрузить трансформатор однофазной нагрузкой, измерить распределение токов в обмотках, линейные и фазные напряжения.
2.2. Определить опытным путем для всех вышеуказанных схем величину сопротивления нулевой последовательности трансформатора в целом.
2.3. Рассчитать распределение токов в первичных обмотках и сравнить с результатами эксперимента (п. 2.1).
2.4. Построить в масштабе векторные диаграммы вторичных напряжений, на основании экспериментальных данных (п. 2.1). Определить из диаграмм величину смещения нейтрали (En).
2.5. Рассчитать величину смещения нейтрали для всех вышеуказанных схем. При расчете использовать экспериментальные данные (п.п. 2.1 и 2.2). Сравнить результаты расчета со значением En (п. 2.4).
3. Основы теории
В трансформаторе со схемой соединения обмоток У/Ун, У/Zн, Д/Ун при несимметричной нагрузке в токах вторичной обмотки имеют место составляющие нулевой последовательности. При отсутствии в первичной обмотке контуров для протекания токов нулевой последовательности (схемы У/Ун, У/Zн) они не трансформируются в эту обмотку. Поэтому токи нулевой последовательности вторичной обмотки, не уравновешенные аналогичными токами первичной обмотки, являются намагничивающими, т.е. создают основное магнитное поле нулевой последовательности. Оно наводит в фазах первичной и вторичной обмоток электродвижущие силы нулевой последовательности, которые, накладывaясь на ЭДС, обусловленные основным магнитным потоком прямой последовательности, искажают симметрию фазных напряжений.
В зависимости от устройства магнитопровода (трехстержневой или групповой) и схемы соединения обмоток (У, Д или Z), а также от режима нейтрали обмоток (нейтральная точка изолирована или заземлена) искажение симметрии различно.
На рис.3.1 показаны симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательности трехфазного тока протекающего во вторичной обмотке трансформатора при несимметричной однофазной нагрузке (загружена фаза a - x). На рис.3.2 приведена система трехфазного тока Ia, Ib, Ic вторичной обмотки трансформатора при этой нагрузке. Как известно, метод симметричных составляющих основан на принципе наложения. Далее предполагаем, что магнитная система исследуемого трансформатора ненасыщена (линейна), что обусловливает возможность применения этого принципа.
