Таким образом, при схемах звезда - треугольник или треугольник- звезда может быть получена любая нечетная группа: 1, 3, 5, 7, 9, И- В СССР стандартными группами являются группы

I у -°; у /д-11 и v- /а-п.

В стандартных группах обмотки ВН соединены в звезду для уменьшеиия фазной э. д. с. Фазная э. д. с. при соединении обмоток звездой в j/3 раз меньше, чем при соединении треугольником, так как линейные напряжения для обеих схем одинаковы. Поэтому при соединении обмоток звездой проще изоляция обмотки ВН, которая имеет меньшее число витков, чем при соединении треугольником. Обмотки НН в стандартных схемах преимущественно соединяют в треугольник, так как такая схема соединения менее чувствительна к несимметрии нагрузок.

Достоинство схемы звезда с нулем - возможность получения двух различных напряжений при четырехпроводной сети. Проверяют группу трансформаторов при одном (обычно номинальном) напряжении обмоток, не переключая число витков.

Группу соединения обмоток трехфазного трансформатора можно определить по показаниям двух вольтметров (ГОСТ 3484-65). При этом соединяют электрически одноименные вводы обмоток ВН и НН (например, Л и а) на крышке испытуемого трансформатора. К одной из обмоток (НН или ВН) подводят трехфазное напряжение небольшой величины (100 или 200 В) и точным вольтметром (класса точности не ниже 0,5) измеряют- поочередно напряжения между зажимами обмоток Ъ-В, Ъ-С, с-В и с-С. Измеренные напряжения сравнивают с расчетными, их совпадение означает правильность группы соединения.

Пример. Трансформатор мощностью 180 кВ-А имеет линейные напряжения обмоток ВН 10 кВ, НН 3,15 кВ. Обмотки ВН соединены в звезду, а обмотки НН- в треугольник. Трансформатор принадлежит 11-й группе. Определить напряжение между зажимами Ъ - В, с - С, Ъ - С и с - В, если обмотки НН включены под номинальное линейное напряжение, а зажимы А и а электрически соединены.

Решение. Коэффициент трансформации для линейных э. д. с. k- = 10 000/3150=3,17.

Между зажимами Ъ - В, с - Си с - В напряжение

UbB = Uc-C = Uc-B = U V 1 - Vlk + А8 =

= 3,15 К 1-1/1-3,17 + 3,172=7,35 кВ. Между зажимами b - С напряжение

U с = U= 3,15У7+!д72 = 10,5 кВ.

В трансформаторах небольшой мощности и невысоких напряжений группа соединения обмоток может быть определена прямым методом (по показанию фазометра). Фазометр представляет собой измерительный прибор, определяющий угол сдвига фаз между током и напряжением (или между токами в двух

цепях). Прибор имеет две обмотки, одну из которых включают в сеть обмотки НН, а другую - в цепь обмотки ВН. Обмотки фазометра включают через дополнительные сопротивления большой величины.

§ 13.4. Третьи гармоники в кривых тока холостого хода, магнитного потока и электродвижущих сил

При синусоидальном приложенном напряжении кривая тока х.х. несинусоидальна (см. рис. 11.2) за счет нелинейности магнитной .характеристики материала магнитопровода. Так как потери в ста^

Рис. 13.5. Построения кривой намагничивающего тока :Vi=fit)

ли магнитопровода относительно малы, то и активная составляющая тока х.х. также мала. Поэтому ток х.х. очень мало отличается от реактивного намагничивающего тока. Пренебрегая потерями в стали (гистерезисом и вихревыми токами), магнитную характеристику материала магнитопровода 0=f(i1i) можно представить в виде, показанном на рис. 13.5. Кривую магнитного потока O-f(t) примем синусоидальной (при условии синусоидальности приложенного напряжения). Кривая намагничивающего тока in=f(t) определяется графически. Для выбранного момента времени h определяем магнитный поток 0~f(t) и это значение потока переносим на зависимость 0 = f(in). Абсцисса найденной точки а определит значение iu, соответствующее моменту t\. Это значение намагничивающего тока отложим на временной диаграмме. Поступая таким же образом, далее находим ряд точек бит. д., по которым строим кривую in=f(t). Эта кривая, как видно из графика, помимо основной (первой) гармоники содержит третью, пятую и т. д. (все нечетные гармоники). Кривая симметрична относительно четверти периода и четных гармоник не содержит. На графике показана первая и третья гармоники тока i\lf а гармоники более высокого порядка опущены.

Третьи гармоники (и все кратные трем) в кривой тока могут существовать не при всех схемах соединения обмоток трехфазной системы, так как эти гармоники во всех фазах в любой момент времени имеют одинаковое значение и направление. При схеме соеди-

нения обмоток звезда с нулем (рис. 13.6, а) третьи гармоники тока, совпадающие по фазе, будут направлены во всех трех фазах либо от источника энергии (генератора) к трансформатору, либо обратно. Через нулевой провод будет протекать ток 3i3, равный сумме третьей гармоники тока трех фаз.

При соединении обмоток в треугольник (рис. 13.6, б) третьи гармоники токов в фазах имеют одинаковое направление, так что все три фазы окажутся включенными последовательно, образуя короткозамкнутый контур для третьих и кратных трем гармоник тока. Для схемы звезда (рис. 13.6, в), а также для схем зигзаг без вывода нулевой точки для третьих и кратным трем гармоник тока замкнутой цепи нет и эти гармоники в кривой тока х. х. не содержатся.

Так как всеми гармониками порядка выше третьего мы прене* брегаем, а третьи гармоники отсутствуют, то при схеме звезда ток х. х. окажется синусоидальным (рис. 13.7). Изобразив магнитную характеристику Ф = =f{iu) и синусоиду тока х. х. iu=f(t) графически найдем зависимость Ф-(). Для этого произвольно выбираем момент и по кривой =/ (/) определяем значение тока г'и, соответствующее этому моменту времени (ордината а). Это значение тока отложим на оси абсцисс магнитной характеристики (точка а) и по зависимости 0=f(t\i) найдем значение магнитного потока (ордината а'), которое отложим на временной диаграмме для момента t\. Поступая аналогично, далее находим ряд точек Ь и др, по которым строим зависимость 0=f(t). Как видно из графика, эта зависимость несинусоидальна и помимо основной (первой) Фу содержит и третью Ф3.

Таким образом, при схеме звезда (или зигзаг) без вывода нулевой точки кривую магнитного потока Ф=/(£) можно представить как результат наложения третьей гармоники Ф3 на первую Ф] (рис. 13.8, а). Каждая гармоника магнитного потока индуктирует свою э. д. с, отстающую от кривой соответствующего потока на четверть периода (рис. 13.8, б). Сложив обе гармонические э. д. с. ei и е3, получим кривую результирующей э. д. с. е, имеющую заостренный характер. Это вызывает увеличение амплитуды фазного напряжения.

При групповом трансформаторе, состоящем из трех однофазных, магнитные цепи независимы и третья гармоника магнитного потока, так же как и первая, замыкается по магнитопроводу, встречая на своем пути относительно малое магнитное сопротивление. По-

Рис. 13.6. Третья гармоника тока при схеме звезда с нулем (а), треугольник (б) и звезда (в)