10. Векторная диаграмма трансформатора.

1) Уравнения электрического состояния:

2) Уравнение магнитного состояния:

[Активно-индуктивная ВД. Активно-ёмкостная ВД.]

11. Схема замещения трансформатора.

Приведение трансформатора:

1. Число витков:

2. МДС:



3. Мощность, принимаемая от магнитного поля: 

4. Мощность, передаваемая нагрузке:



5. Мощность, выделяющаяся на активном сопротивлении:



6. Мощность, выделяющаяся на реактивном сопротивлении:



7. Сдвиг фаз:

[Переход от схемы трансформатора к Т-образной схеме замещения.]

12. Трансформация трёхфазных токов (конструкции магнитопроводов, схемы соединения обмоток).

Конструкции трансформаторов:

1) Групповой (состоит из трёх однофазных трансформаторов; малые габариты и вес)

2) Трёхмерная конструкция (редко применяется)

3) Стержневой (магнитная несимметрия)

4) Бронестержневой (магнитная симметрия)

5) Броневой трёхфазный (зарубежное производство)

Схемы соединения обмоток:

1) Звезда с нейтральным проводом (Y_n)

2) Треугольник ()

3) Зигзагообразная (Z) – для питания выпрямительных устройств.

[Схемы. Соотношение фазных и линейных величин. Векторные диаграммы.]

13. Схемы и группы соединения трансформаторов.

Угол между линейными первичным и вторичным напряжениями, который зависит от:

1. Направление намотки обмоток

2. Способы обозначения зажимов обмоток (A, X, a, x)

3. Схема соединения обмоток

Часовой способ изображения угла:

Номер группы соединения – время, на которое указывает часовая стрелка, совмещенная с ЭДС низшего напряжения, когда минутная стрелка совмещена с ЭДС высшего напряжения и указывает 0 минут.

[3 случая относительного расположения векторов ЭДС E₁ и E₂ у однофазных трансформаторов.]

Вывод: В однофазных трансформаторах ЭДС первичной и вторичной обмоток сдвинуты на угол 0 или 180.  Группы соединения 0 и 6.

В трёхфазных трансформаторах напряжение высшего и низшего напряжения могут быть сдвинуты на угол кратный 30.  Возможные группы соединения 0, 1, 2, 3, ...

[Все варианты групп схем соединения Y/Y и Y/..]

Выводы: Для Y/Y получаются все чётные группы соединения, а для Y/ - нечётные.

ГОСТовские схемы: Y/Y_n – 0, Y_n/ – 11 (дополнительно /Y_n – 11, Y/Z – 11).

14. Нелинейность характеристики намагничивания и её влияние на э/м процессы в трансформаторе (групповой трансформатор: схемы соединения - /Y, Y/; трёхфазный стержневой трансформатор: схемы соединения – Y/Y, Y/Y_n, Y/, Y_n/).

[Разложение кривой i₁₀(t) на гармоники.]

В симметричной системе несинусоидальных величин во всех фазах величины изменяются одинаково, но сдвинуты во времени на треть фазы, то есть гармоники образуют систему прямой, обратной или нулевой последовательности:

1. k = 6n+1 (1, 7, 13, 19, ...): прямая последовательность

2. k = 6n–1 (5, 11, 17, ...): обратная последовательность

3. k = 6n+3 (3, 9, 15, ...): нулевая последовательность

Нелинейность характеристики намагничивания Ф(i₁₀) зависит от:

1) Схемы соединения обмоток

1. Y: (фазные токи нулевой последовательности отсутствуют)

2. Y_n: (фазные токи нулевой последовательности присутствуют)

3. : (линейные токи нулевой последовательности отсутствуют)

2) Конструкции магнитопровода

1. Групповой (все гармоники потока замыкаются по одному и тому же пути, что и сам

поток Ф, так как каждая фаза имеет собственную магнитную систему)

2. Бронестержневой (боковые стержни играют роль нейтральных проводов, то есть по ним замыкаются потоки Ф⁽⁰⁾ нулевой последовательности)

3. Стержневой (потоки нулевой последовательности Ф⁽⁰⁾ выходят за пределы магнитопровода – увеличиваются магнитные потери)