Обмоток /,/

Так как мы видим, что  представляет контур, по которому все три гармоники тока текут в одном направлении, рис. 38. Но так как в каждой фазе присутствует ток третьей гармоники, то кривая потока будет синусоидальной и наводимые

Фазные ЭДС будут также

синусоидальны.

Рис. 38

Однако соединение первичной обмотки с  невыгодно, т.к. U_Ф = U_Л, то изоляцию фазы необходимо выполнить на линейное напряжение (перерасход изоляционных материалов), кроме того число витков фазы рассчитывается на линейное напряжение, т.е. будет перерасход меди. Поэтому на практике применяют соединение обмоток /.

Соединение обмоток трансформатора /, рис. 39.

Соединение обмоток / не имеет существенного отличия от /. Действительно, при соединении первичной обмотки  из кривой тока холостого хода выпадает третья гармоническая тока, в силу чего поток имеет упрощенный вид. Третья гармоническая потока Ф₃ наводит в каждой фазе вторичной обмотки третью гармоническую ЭДС – Е₂₃, отстающей от Ф₃ на 90. ЭДС Е₂₃ создает ток I₂₃ замыкающий по вторичному контуру треугольника и отстающего от Е₂₃ почти на 90, так как вторичный контур обладает большим индуктивным сопротивлением.

Т.е. Ф₁₃  Е₂₃  I₂₃  Ф₂₃

Рис. 39

Видим, что ток i₂₃ находится почти в противофазе с Ф₁₃, т.е. создает свой поток Ф₂₃, который практически компенсирует поток Ф₁₃. Вследствие этого кривая результирующего потока и соответственно фазная ЭДС приближаются к синусоиде.

2-6-6. Параллельная работа трансформаторов

Трансформаторы в сетях и подстанциях чаще всего работают параллельно. Это обеспечивает надежность в электроснабжении, дает возможность отключить трансформатор на профилактику и в аварийной ситуации. Кроме этого при изменении графика нагрузки в течение суток для повышения кпд установки включать и отключать часть трансформаторов. Для трёхфазных фазных трансформаторов ставятся при условия, выполнение которых обеспечивает нормальную работу трансформаторов.

1. Напряжения первичных и вторичных обмоток трансформаторов должны быть одинаковыми, т.е.

K_I = K_II = K_III = …

2. Напряжения короткого замыкания параллельно работающих трансформаторов должны быть одинаковыми, т.е.

U_KI = U_KII = U_KIII

3. Группы соединения параллельно работающих трансформаторов должны быть одинаковыми. Кроме того, мощность параллельно работающих трансформаторов не должна отличаться более чем в три раза.

2-6-7. Параллельная работа трансформаторов при неравенстве коэффициентов трансформации

Начнем с того, что K_I = K_II, рис. 40.

При равенстве K_I = K_II вторичные ЭДС Е_2I и Е_2II равны и по контуру направлены встречно и их сумма равна 0 т.е. при этом не будет никаких уравнительных токов. Теперь пусть K_I < K_II т.е. E_2I > E_2II (U_2I > U_2II).

Рис.40

В этом случае при холостом ходе сумма напряжений по контуру не равна нулю, а значит будет уравнительный ток.

Появится ,, где

Учтем для простоты только индуктивные сопротивления, т.к. активные сопротивления малы, тогда

,  создает в обмотках потоки, которые создают ЭДС икоторые выравнивают напряжение доU₂ на шинах.

а)

б)

Диаграмма при холостом ходе имеет вид (а), рис. 41.

Рис. 41 Рис. 42

Уравнительный ток будет существовать и при нагрузке, рис. 42. Он будет для каждого трансформатора складываться с нагрузочным током геометрически. Из диаграммы (б) видно, что в том трансформаторе, где к_I меньше (напряжение больше) трансформатор перегружен наоборот. Т.е. получается, что первый трансформатор перегружен, а второй недогружен. Для того чтобы разница в нагрузке была в допустимых пределах, часто предусматривают, чтобы разница в коэффициентах трансформации была не более 0,5% от их среднего значения.

, где  среднее геометрическое.

Если трансформатор меньшей мощности включается в параллельную работу, то он должен иметь больший коэффициент трансформации.

2-6-8. Параллельная работа трансформаторов при неравенстве напряжений короткого замыкания

Напряжения короткого замыкания .

Предположим, что U_кI > U_кII т.е. z_кI > z_кII, поэтому при одном и том же токе нагрузки падение напряжения I_нz_кI будет больше I_нz_кII. Поэтому внешняя характеристика трансформатора I будет расположена ниже, рис. 43.

Если возьмем внешние характеристики совместной работы трансформаторов, то увидим, что трансформаторII будет перегружен, т.е. у трансформатора, где U_к больше, там ток меньше, а трансформатор, у которого U_к меньше, возьмет на себя большую нагрузку.

Так как при параллельной работе напряжение изменится у обоих трансформаторов на одинаковую величину U, то U = I_Iz_кI = I_IIz_кII, откуда, т.е. распределение токов

Рис. 43

обратно пропорционально сопротивлениям короткого замыкания. Т.к. S=UI,

при U = const, то SI, тогда

;

если параллельно работает несколько трансформаторов, то нагрузка каждого из них определяется.

,

где S = S_номI + S_номII + S_номIII +…

S_x – нагрузка иксового трансформатора,

S_номX, U_кх – номинальная мощность и напряжение короткого замыкания этого трансформатора. Для того чтобы разброс в нагрузке трансформаторов, был в допустимых пределах, необходимо чтобы разница напряжений короткого замыкания была не более 10 от их среднего значения.

2-6-9. Параллельная работа трансформаторов