25. Какие магнитные потоки условно выделяют в трансформаторах, как (по каким путям) они замыкаются?

При включении первичной обмотки трансформатора в сеть переменного тока по этой обмотке протекает ток, создающий магнитное поле. Большая часть магнитных линий замыкается по стальному магнитопроводу. Эта часть магнитных линий образует основной магнитный поток Ф, который пронизывает витки как первичной, так и вторичной обмоток. Некоторая часть магнитных линий замыкается по немагнитной среде, образуя поток рассеяния первичной обмотки Ф1. При нагрузке трансформатора в его вторичной обмотке протекает ток I2, возбуждающий свое магнитное поле. Основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора сцеплен со всеми витками первичной и вторичной обмоток, поэтому он создается взаимодействием намагничивающих сил или токов этих обмоток. Часть магнитных линий поля, возбуждаемого током вторичной обмотки, замыкается через немагнитную среду, образуя поток рассеяния вторичной обмотки Ф2. Этот магнитный поток не взаимодействует с потоком первичной обмотки и сцеплен только с витками вторичной обмотки.

26. Почему потоки рассеяния пропорциональны соответствующим МДС, а основной поток связан с суммарной МДС нелинейно?

По уравнению МДС: i₁w₁+i₂w₂=i₀w₁

Из-за нелинейности кривой намагничивания.

27. Как ЭДС самоиндукции первичной обмотки и ЭДС взаимоиндукции вторичной обмотки трансформатора связаны с основным магнитным потоком?

Самоиндукции взаимоиндукции .

28. Как связаны в трансформаторе ЭДС рассеяния обмоток с соответствующими токами в них (не в комплексной форме)?

В первичной обмотке:

во вторичной обмотке:

29. Как будут связаны в трансформаторе ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции с соответствующими токами, если пренебречь потерями в стали и насыщением магнитопровода?

Взаимоиндукции: ; самоиндукции:

30. Как выглядят уравнения ЭДС и МДС однофазного трансформатора (не в комплексной форме)?

Уравнения ЭДС Уравнения МДС

31. Что такое коэффициент трансформации трансформатора и как его определить по известным а) ЭДС б) числам витков в) номинальным напряжениям г) номинальным токам?

Отношение напряжений в идеальном трансформаторе называется коэффициентом трансформации

К₁₂=

32. Если не домотать число витков в обмотке ВН и включить трансформатор на номинальное напряжение, как изменится напряжение НН?

Напряжение НН увеличится.

33. Если намотать больше, чем нужно число витков в обмотке ВН и включить трансформатор на номинальное напряжение, как изменится напряжение НН?

Напряжение НН уменьшится.

34. Для чего применяют комплексную запись уравнений трансформатора?

Комплексные уравнения трансформатора позволяют упростить анализ процессов в

трансформаторе

35. Для чего вторичную обмотку трансформатора приводят к первичной?

Для упрощения анализа и расчета. Смысл приведения состоит в том, чтобы сделать ЭДС первичной и вторичной обмоток одинаковыми. Это позволяет получить схему замещения, упростить векторную диаграмму.

36. Какова разница по фазе между ЭДС рассеяния обмотки и создающим ее током, как выразить эту ЭДС через ток в комплексной форме?

ЭДС рассеяния e_σ1 отстаёт по фазе от создающего её тока i ₁ на 90⁰, и её действующее значение, выраженное в комплексной форме, будет равно:

E_σ1=- jI₁ x₁ .

Соответственно для вторичной обмотки будем иметь:

E_σ2=- jI₂ x₂ .

Здесь x_{1 и} x_2, – индуктивные сопротивления рассеяния первичной и вторичной обмоток.

37. Как выразить ЭДС, индуцированные в обмотках трансформатора основным потоком через соответствующие токи в комплексной форме, если пренебречь потерями в стали и насыщением магнитопровода?

, индуцируемые потоком в первичной и вторичной обмотках.

38. Как выглядят уравнения ЭДС и МДС однофазного приведенного трансформатора в комплексной форме?

39. Как выглядит Т-образная схема замещения трансформатора?

40. Что такое намагничивающий контур и чем определяется действительная часть полного сопротивления этого контура?

Так как в приведенном трансформаторе w₁= w₂, то обе обмотки трансформатора можно совместить в одну, по которой течет намагничивающий ток I₀= I₁ + I₂ , эта обмотка и играет роль намагничивающего контура, который создает основной магнитный поток, замыкающийся по сердечнику трансформатора.

r_m=Р_с/I₀², где Р_с - мощность, расходуемая в этой обмотке (контуре), определяется потерями в стали сердечника.

41. Что такое простейший трансформатор?

Простейший трансформатор – это трансформатор без потерь и без рассеивания.

ХХ и КЗ однофазного трансформатора.

42. Что такое режим холостого хода трансформатора?

Режимом холостого хода трансформатора называют режим работы при питании одной из обмоток трансформатора от источника с переменным напряжением и при разомкнутых цепях других обмоток.

43. Какие три важные величины трансформатора можно определить при опыте ХХ?

При опыте ХХ можно определить: коэффициент трансформации, ток и потери холостого хода.

44. Какие параметры Т-образной схемы замещения трансформатора можно рассчитать в результате опыта ХХ?

В опыте холостого хода трансформатора можно определить индуктивное сопротивление x_m, активное сопротивление r_m, которое обусловлено магнитными потерями и протекающим через них ток холостого хода I₀.

45. Как выглядит уранение равновесия напряжений обмоток простейшего трансформатора на холостом ходу, чему равны углы сдвига фаз между напряжениями и ЭДС?

Так как в простейшем трансформаторе то уравнения равновесия первичной обмотки приобретает вид: .

и сдвинуты друг относительно друга на 180°.

46. Как связаны ЭДС обмоток простейшего трансформатора с амплитудой потока, какой угол сдвига между потоком и ЭДС?

; .

E₂ и E₁ отстают от потока на угол .

47. Как выглядит кривая зависимости основного потока простейшего трансформатора от намагничивающего тока при насыщенной и ненасыщенной стали, когда намагничивающий ток при этом синусоидален, а когда нет?

Синусоидален при ненасыщенной стали, несинусоидален при насыщении.

48. Как обходится ограничение, касающееся несинусоидальности тока ХХ, при построении векторных диаграмм (где все кривые должны быть синусоидальны)?

Порядок построения диаграммы: – проводится произвольно вектор магнитного потока Ф; – с ним по фазе совпадает реактивная составляющая тока , создающая этот поток; – под углом 90° из вершины тока  проводится вектор , в результате получаем .

От магнитного потока Ф эдс  отстают на 90° , а вектор  повернут на 180° относительно вектора .

Чтобы выполнялось условие уравнения напряжений для первичной обмотки , надо к вектору  прибавить вектор падения напряжения , проведя его параллельно току , и вектор  под углом 90° к вектору тока .

49. Как выглядит векторная диаграмма работы простейшего трансформатора на холостом ходу?

50. Как выглядит уравнение равновесия напряжений обмоток реального однофазного трансформатора на холостом ходу?

Уравнение электрического равновесия трансформатора для режима холостого хода может быть записано в виде

или

Таким образом, подводимое к первичной обмотке напряжение уравновешивается ЭДС самоиндукции Е₁₀ и падением напряжения на сопротивлениях r₁ и х₁ обмотки. Поскольку падение напряжения  достаточно мало, последнее уравнение для режима холостого хода часто записывают в виде .

51. Как выглядит схема замещения трансформатора на холостом ходу?

R₀ – учитывает потери в магнитопроводе (на вихревые токи и на гистерезис);

X₀ – учитывает намагниченность материала сердечника и зависит от марки материала.

R₁ – учитывают потери на нагрев обмоток первичной и вторичной цепей;

X_S1 – индуктивности рассеяния основного потока в обмотках первичной и вторичной цепей;

52. Как выглядит векторная диаграмма работы реального однофазного трансформатора на холостом ходу?

53. Из чего состоят потери ХХ, и какая составляющая наибольшая?

Потери холостого хода Р трансформатора состоят главным образом из потерь в активной стали магнитопровода. Электрические потери в первичной обмотке, вызванные током холостого хода, относительно весьма малы и ими обычно пренебрегают

54. Почему мал ток ХХ трансформатора?

Ток ХХ трансформатора весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки.

55. Почему намагничивающий ток трансформатора содержит активную и реактивную составляющие?

Кроме реактивной составляющей i_0р, ток ХХ i₀ содержит также относительно малую активную составляющую i_0а, которая синусоидальна и вызвана магнитными потерями в сердечнике. Полный намагничивающий ток

i₀= i_0р+ i_0а имеет несимметричную форму.

56. Как влияет форма кривой подводимого напряжения на величину потерь в стали трансформатора?

При несинусоидальном напряжении U₁ формы кривых ЭДС и потока изменяются: . При заостренной форме кривой напряжения кривая потока имеет уплощенный характер и наоборот. В первом случае потери в стали снижаются, во втором растут.

57. В чем опасность КЗ вторичной обмотки трансформатора при номинальном первичном напряжении?

Для трансформатора короткое замыкание очень опасно, так как при этом возникают очень большие токи. При коротком замыкании зажимов вторичной обмотки сопротивление нагрузки Zн практически равно нулю и, следовательно, напряжение на зажимах вторичной обмотки U2 также равно нулю. Таким образом, номинальное первичное напряжение U1, приложенное к первичной обмотке, будет уравновешено падением напряжения в полных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток zK=Z1+Z2.

58. Что такое режим короткого замыкания трансформатора?

Режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка замкнута накоротко. На первичную обмотку трансформатора подается напряжение такой величины, при которой ток в первичной цепи равен номинальному. При этом измеряется мощность, потребляемая трансформатором из сети, напряжение, ток.

59. Что такое напряжение короткого замыкания трансформатора?

Напряжением короткого замыкания uz называют напряжение номинальной частоты, которое необходимо приложить к первичной обмотке трансформатора, чтобы в закороченной вторичной обмотке протекал ток Iном.

60. Как выглядят уравнения напряжений и МДС обмоток трансформатора при КЗ (если сопротивление закоротки равно нулю и основной поток при подаче напряжения КЗ пренебрежимо мал)?

61. Что такое параметры КЗ?

Сопротивления

Называются параметрами короткого замыкания.

62. Как выглядит векторная диаграмма КЗ?

63. Как выглядит векторная диаграмма КЗ, если пренебречь током холостого хода?

64. Как выглядит схема замещения трансформатора при КЗ?

65. Что такое треугольник КЗ, как он выглядит, чем являются его катеты и гипотенуза?

Треугольник АВО, построенный на катетах, равных суммам активных и реактивных падений напряжения обеих обмоток, называется треугольником короткого замыкания:

66. Какая составляющая напряжения КЗ больше в трансформаторе и почему?

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания больше, потому что падение напряжений на реактивных элементах больше, чем на активных.

67. Из чего состоят потери КЗ и какая составляющая наибольшая?

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и конструкциях трансформатора (стенки бака, ярмовые балки и др.). Потери в обмотках составляют наибольшую часть.

68. Что такое угол короткого замыкания, как он изменяется в зависимости от мощности и составляющих напряжения КЗ трансформатора?

Угол φк между векторами напряжения и тока. Зависит от соотношения между активной и индуктивной составляющими сопротивления трансформатора.

Соотношение увеличивается с ростом мощности, так как составляющие и зависят от мощности.

69. Почему (в режиме КЗ) полное сопротивление намагничивающего контура Т-образной схемы замещения трансформатора больше сопротивления короткого замыкания?

Потому что отсутствует ток холостогоонечно. хода, сопротивление намагничивающего контура бесконечно.

70. Какие параметры Т-образной схемы замещения трансформатора можно рассчитать в результате опыта КЗ?

Активные и индуктивные сопротивления обмоток, напряжение короткого замыкания.

71. Какую важную величину трансформатора можно определить из сочетания опытов ХХ и КЗ?

Потери в стали и в обмотках, коэффициент трансформации, напряжение короткого замыкания.

Работа трансформаторов под нагрузкой.

72. Почему в режиме нагрузки трансформатора при увеличении тока во вторичной обмотке увеличивается ток в первичной обмотке?

При нагрузке трансформатора ток первичной обмотки представляет собой геометрическую сумму намагничивающего и приведённого тока вторичной обмотки: I₁=I₀+(-I₂). Если нагрузочный ток увеличивается, соответственно увеличивается ток первичной обмотки.

73. Как выглядит векторная диаграмма простейшего трансформатора?

74. Как выглядит векторная диаграмма трансформатора при преобладании индуктивной нагрузки?

75. Как выглядит векторная диаграмма трансформатора при преобладании емкостной нагрузки?

76. В чем два главных отличия векторных диаграмм трансформатора при индуктивной и емкостной нагрузке?

1) Для индуктивной нагрузки вектор тока отстает по фазе от на угол 90 градусов.

В случае емкостной нагрузки вектор тока опережает по фазе на угол 90 градусов. .

2) При индуктивной нагрузке U₂<; при емкостной нагрузке U₂>.

77. Зависит ли от нагрузки вектор намагничивающего тока у простейшего и реального трансформатора?

В простейшем трансформаторе независимо от нагрузки , поэтому намагничивающий ток не зависит от нагрузки. У реального зависит, т.к. ; .

78. Зависит ли от нагрузки вектор основного потока у простейшего и реального трансформатора?

Вектор основного потока у простейшего трансформатора не зависит от нагрузки, у реального зависит.

79. Как выглядит упрощенная (пренебрегается током XX) схема замещения трансформатора под нагрузкой?

80. Почему изменяется вторичное напряжение при нагрузке?

Так как ток нагрузки создает падение напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях вторичной обмотки.

81. Что такое изменение напряжения трансформатора?

Изменение напряжения - разность между номинальным вторичным напряжением при холостом ходе и напряжением при номинальной нагрузке.

82. Как определить приближенно изменение напряжения трансформатора по известному напряжению КЗ и углу между напряжением и током?

83. Что такое внешняя характеристика трансформатора, как она выглядит при активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузке?

Внешней характеристикой трансформатора называется зависимость U₂=f(I₂)

U₁=const; cosφ= const;

84. Что такое КПД трансформатора, как его найти через отдаваемую трансформатором мощность и потери?

КПД=p₂/p₁*100%;- отношение отдаваемой мощности к подводимой

КПД= p₂/(p₁+ p_с+ p_м)*100%;

p_с – потери в стали; p_м – потери в меди;

85. Квадрату каких величин приблизительно пропорциональны потери в стали трансформатора?

Потери в стали Т практически не зависят от нагрузки, они пропорциональны квадрату индукции.

86. При какой нагрузке потери в стали будут меньше по сравнению с этими потерями при холостом ходе?

При активно-индуктивной нагрузке.

87. При какой нагрузке потери в стали будут больше по сравнению с этими потерями при холостом ходе?

При емкостной нагрузке.

88. При какой нагрузке потери в меди будут больше по сравнению с этими потерями при холостом ходе?

При индуктивной нагрузке.

89. При какой нагрузке потери в меди будут больше по сравнению с этими потерями при холостом ходе?

При емкостной нагрузке.

90. При какой нагрузке КПД трансформатора достигает максимума?

КПД достигает максимального значения, когда потери в меди равны потерям в стали.

91. Как влияет на КПД трансформатора увеличение коэффициента мощности потребителей?

Повышение коэффициента мощности потребителей увеличит КПД трансформатора, т.к. уменьшаются реактивные составляющие токов и потери в обмотках.

Трехфазные трансформаторы.

92. В чем проявляется несимметричность связанной магнитной системы трехстержневого трансформатора?

В том, что имеется незначительная несимметрия фазных напряжений.

93. Для чего используется понятие группы соединения обмоток?

При включении трансформаторов на параллельную работу необходимо соединять начала обмоток одного трансформатора с началами обмоток другого и стандартизировать обозначения. Чтобы не было ошибок при включении на параллельную работу введено понятие угла сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Этот обозначается по часовому методу.

94. В каких случаях применяется соединение Y/ Y₀–0?

Применяется для нагрузки осветительно-силового характера. На ВН до 35 кВ и на НН до 400 В.

95. В каких случаях применяется соединение Y/∆–11?

Применяется, когда необходимо повысить напряжение высшей обмотки 35 кВ, НН от 525 В.

96. В каких случаях применяется соединение Y₀/∆–11?

Обслуживает главным образом линии передачи, где необходимо заземлять высокую сторону ВН 110 кВ и выше.

97. В чем особенность режима ХХ трехфазного группового, броневого и бронестержневого трансформатора с соединением Y/ Y₀–0 (в кривых тока ХХ, основного потока, фазных и линейных ЭДС)?

При таком соединении нет третьих гармонических токов, отсутствие их в кривой тока ХХ искажает кривую потока, в ней появляется поток третьей гармоники, т.к. каждая фаза тр-ра имеет самостоятельную магнитную систему, то поток третьей гармоники замыкается по тому же пути, что и поток первой гармоники. Поток третей гармоники наводит ЭДС в обмотках е₁₃ и е₂₃ . Несмотря на изменения кривых фазных напряжений, линейные напряжения остаются синусоидальны, так как при соединении звездой трети гармоники в линейных напряжениях исчезают.

98. В чем особенность режима ХХ трехфазного стержневого трансформатора с соединением Y/ Y₀–0 (в кривых тока ХХ, основного потока, фазных и линейных ЭДС)?

Потоки Ф₃ во всех трех фазах, так же как и токи I₃ совпадают во времени, т.е. потоки Ф3 не могут замкнуться по магнитопроводу и они замыкаются от ярма к ярму через воздух (гораздо больше сопротивление). В результате фазные напряжения остаются практически синусоидальными но появляются потери в баке, которые могут составлять 10-65% потерь в сердечнике.

99. В чем особенность режима ХХ трехфазного трансформатора с соединением ∆/Y (в кривых тока ХХ, основного потока, фазных и линейных ЭДС)?

3-и гармоники тока холостого хода протекают в одном направлении от начала к концу каждой фазы и замыкаются внутри треугольника. Поток, фазные и линейные напряжения остаются синусоидальными.

100. В чем особенность режима ХХ трехфазного трансформатора с соединением Y/∆ (в кривых тока ХХ, основного потока, фазных и линейных ЭДС)?

Из кривой тока ХХ первичной обмотки выпадает третья гармоника, но она возникает во вторичной обмотке, поэтому поток и все ЭДС синусоидальны.

101. В чем особенность симметричного трехфазного КЗ трансформатора по сравнению с КЗ однофазного трансформатора?

Не имеет особенностей от КЗ однофазного трансформатора.

Параллельная работа трансформаторов.

102. По каким причинам необходима параллельная работа трансформаторов?

Параллельная работа трансформаторов необходима для обеспечения бесперебойного электроснабжения при выключении трансформаторов для ремонта. Далее оно целесообразно в тех случаях, года мощность нагрузки сильно изменяется в течение суток; тогда можно в зависимости от общей нагрузке оставлять в работе столько трансформаторов, чтобы потери в них были наименьшие.

103. Какие три условия необходимо соблюдать при подключении двух трансформаторов на параллельную работу?

1. Одинаковые группы соединения обмоток

2. Равные коэффициенты трансформации (равные первичные и вторичные напряжения)

3. Равные напряжения КЗ

104. Будут ли протекать уравнительные токи, если два трансформатора с одинаковой группой соединения обмоток и равными коэффициентами трансформации подключить на параллельную работу на холостом ходу?

При отсутствии нагрузки не возникнут уравнительные токи

105. Будут ли протекать уравнительные токи, если два трансформатора с одинаковыми вторичными ЭДС и напряжениями КЗ подключить на параллельную работу под нагрузку, если их сопротивления КЗ отличаются углами КЗ?

Не будут.

106. В чем опасность возникновения уравнительных токов?

При не соблюдении 1 и 2 условия в обмотках трансформаторов возникают уравнительные токи, которые в отдельных случаях, особенно при не совпадении групп, могут достигнуть и даже превысить значение тока КЗ.

107. Из-за чего возникает уравнительный ток в параллельных трансформаторах с разной группой соединения обмоток?

Если группы соединения различны, то между соответствующими векторами вторичных напряжений трансформаторов, включаемых параллельно, образуется сдвиг фаз. Он повлечет за собой разность напряжений. А так как в одной и той же точке одновременно не могут существовать разные напряжения, то для их выравнивания между трансформаторами возникнет уравнительный ток.

108. Как определить уравнительный ток в относительных единицах при разных группах двух параллельно соединенных трансформаторов, если известны их напряжения КЗ в относительных единицах?

109. Как будут нагружены (недогрузка, перегрузка) при индуктивной нагрузке два параллельно включенных трансформатора при разных коэффициентах трансформации?

При этом первый трансформатор перегружен, а второй недогружен.

Если К₁ и К₂ поменять местами, то перегруженный и недогруженный тоже поменяются местами.

110. Как будут нагружены (недогрузка, перегрузка) при емкостной нагрузке два параллельно включенных трансформатора при разных коэффициентах трансформации?

Оба трансформатора перегружены .

111. При какой нагрузке при неравенстве коэффициентов трансформации двух параллельных трансформаторов следует предпочесть, чтобы трансформатор меньшей мощности имел больший коэффициент трансформации?

При индуктивной нагрузке

112. При какой нагрузке при неравенстве коэффициентов трансформации двух параллельных трансформаторов следует предпочесть, чтобы трансформатор большей мощности имел больший коэффициент трансформации?

При емкостной нагрузке

113. Как соотносятся коэффициенты нагрузки параллельно работающих трансформаторов с их напряжениями короткого замыкания?

К_нг1: К_нг2: К_нг3 = : :

114. Как соотносятся кажущиеся мощности параллельно работающих трансформаторов с их напряжениями короткого замыкания?

: : = : :

115. Как распределяются токи параллельно работающих трансформаторов с разными напряжениями КЗ?

Пропорциональны номинальным мощностям.

116. Могут ли два параллельно работающих трансформатора иметь равные напряжения КЗ, но отличные активные и реактивные составляющие напряжения КЗ, и если могут, то как это отражается на уравнительных токах?

Могут. Уравнительных токов не будет.

117. Параллельно работающий трансформатор с какой (меньшей, большей) величиной напряжения КЗ перегружается больше всего?

С меньшей величиной напряжения КЗ U_k

118. Какие из трансформаторов Y/Y-6, Y/Y-0, Y/Δ-11, Δ/Δ-0, Δ/Y-5, Δ/Y-11 можно включать параллельно при одинаковых остальных параметрах и характеристиках?

Y/Y-6, Y/Y-0 , Δ/Y-5, Δ/Y-11

119. Как направлены вектора уравнительных токов двух параллельно включенных трансформаторов?

Встречно друг другу

120. Какое максимальное различие в коэффициентах трансформации допускается для включения трансформаторов на параллельную работу?

Раз­личие в коэффициентах трансформации допускается не бо­лее чем на 0,5 % от их среднего значения.

121. Какое максимальное различие в напряжениях КЗ допускается для включения трансформаторов на параллельную работу?

10%

Несимметричные режимы работы трехфазных трансформаторов.

122. Что такое несимметричный режим работы трансформатора?

Несимметричные режимы работы трехфазных трансформаторов возникают при подключении к ним мощной однофазной нагрузки. В несимметричных режимах вследствие неравномерного распределения токов по фазам трансформатора происходит искажение его напряжений, что приводит к ухудшению работы смежных потребителей. 

123. В чем суть метода симметричных составляющих?

Суть метода заключается в разложении заданных или искомых векторов напряжения или тока на сумму векторов прямой, обратной и нулевой последовательности.

124. Чему равна сумма токов трех фаз при отсутствии токов нулевой последовательности?

Нулю

125. Чему равна сумма токов трех фаз при присутствии токов нулевой последовательности?

сумма токов всех фаз равна тройному току нулевой последовательности

126. Чему равна сумма напряжений трех фаз при отсутствии токов нулевой последовательности?

Нулю

127. Чему равна сумма напряжений трех фаз при присутствии токов нулевой последовательности?

сумма напряжений всех фаз равна тройному напряжению нулевой последовательности

128. Можно ли применять метод симметричных составляющих, если для всех участков магнитной цепи трансформатора ?

Применение метода симметричных составляющих, как известно, основано на принципе наложения. Тем самым предполагается, что для всех участков магнитной цепи трансформатора , чем и обусловлена возможность его применения.

129. Когда могут возникнуть токи нулевой последовательности в обмотке, соединенной звездой?

Токи нулевой последовательности будут протекать только в обмотках, соединенных в звезду с выведенной нулевой точкой и включаются между фазой и нулем однофазного потребителя, а также при 1Ф КЗ.

130. Когда и где могут возникнуть токи нулевой последовательности в обмотке, соединенной треугольником?

Токи нулевой последовательности в обмотке, соединенной треугольником, могут возникать только в результате индуцирования их другой обмоткой трансформатора.

131. В чем аналогия и различие в действии в трехфазном трансформаторе потока нулевой последовательности и в действии в нем из-за насыщения магнитной цепи третьей гармоники основного потока?

Ф₀ проявляется и действует аналогично третьим гармоникам намагничивающего потока. Разница в том, что поток изменяется с основной, а гармоники- с трехкратной частотой.

132. Что может искажать систему фазных и линейных ЭДС сильнее, несинусоидальный намагничивающий ток или ток нулевой последовательности?

Ток нулевой последовательности.

133. Почему при отсутствии токов нулевой последовательности необходимость разложения токов и напряжений на симметричные составляющие отпадает?

Так как токи прямой и обратной последовательности во всех случаях одинаковым образом трансформируются из одной обмотки в другую и сопротивления трансформатора для этих токов одинаковы, то их действие можно учитывать совместно.

134. Вызывает ли несимметричная нагрузка значительное искажение симметрии фазных и линейных напряжений при отсутствии тока нулевой последовательности и почему?

Искажается слабо. При несимметричной нагрузке падения напряжения U в отдельных фазах трансформатора различны. Но если токи отдельных фаз не превышают номинальных значений, то при  = 0 величины U относительно малы, так как сопротивление Z_K трансформатора относительно мало.

135. При каком соединении и какой обмотки обычно возникают токи нулевой последовательности?

Токи нулевой последовательности возникают обычно тогда, когда вторичная обмотка соединена в звезду с нулевым проводом и между нулевым и линейным проводами включаются однофазные потребители, а также при однофазном коротком замыкании на вторичной стороне такого трансформатора.

136. При каком соединении или система фазных ЭДС и напряжений сильнее искажается и почему?

В трансформаторе с соединением обмоток Y/Yo токи нулевой последовательности I_а0 не уравновешены токами I_Ао в первичной обмотке ЭДС, нулевой последовательности поэтому могут достичь больших значений. В результате система фазных ЭДС и напряжений сильно искажается.

137. При каких трех условиях (упрощениях) производится анализ несимметричных режимов трансформатора?

Упрощения: трансформатор имеет симметричное устройство; Питающая сеть бесконечной мощности; пренебрежение токами намагничивания трансформатора.

138. Как влияет наличие тока нулевой последовательности на сдвиг нулевой точки трехфазной системы?

Ток нулевой последовательности вызывает свой поток, который в свою очередь вызывает ЭДС нулевой последовательности. Он может вызвать сильный сдвиг нулевой точки.

139. При какой конструкции магнитной системы трехфазных трансформаторов возможны значительные различия величин фазных напряжений, чем обусловлено это явление?

Независимая магнитная система. Потоки нулевой последовательности проходят по магнитопроводам каждой фазы, возможно значительное различие величин фазных напряжений.

140. Какие из следующих схем Y/Y, Δ/Y-0, Y/Y-0, Y/Δ, Δ/Y, Δ/Δ нежелательно использовать для соединения обмоток трехфазных групповых, броневых, бронестержневых трансформаторов и почему?

Y/Y-0 потому что будут возникать токи нулевой последовательности.

141. Как выглядит схема «открытого треугольника», в чем практическая ценность и особенности работы данной схемы?

На рисунке 2, а в открытый треугольник соединены два однофазных силовых трансформатора.Особенности такого соединения состоят в следующем: в фазах ab и ac проходят линейные токи, сдвинутые по фазе при активной нагрузке относительно соответствующих фазных напряжений на 30°. Значит, каждый трансформатор при активной нагрузке работает с cos φ = 0,866 (а не cos φ = 1). Поэтому отдаваемая мощность двух трансформаторов, соединенных в открытый треугольник, составляет не 2/3, а только 58% (2/3 от 86,6%) мощности, которая была бы при закрытом треугольнике.

Рисунок 2. Примеры соединений в открытый треугольник.

Переходные режимы трансформаторов.

142. Когда возникают переходные режимы трансформатора?

При всяком изменении одной или нескольких величин, определяющих работу трансформатора: напряжения, частоты, нагрузки и т. д.,

143. Какие две главные группы явлений различают при исследовании переходных режимов трансформатора?

Явления сверхтоков и явления перенапряжений.

144. В каких двух основных случаях возникают сверхтоки?

1)При включение трансформатора в сеть на напряжение, близкое к номинальному;

2) При внезапном коротком замыкании трансформатора.

145. Что такое свободный поток, как он изменяется во время переходного процесса у простейшего и реального трансформатора?

Свободный поток - это поток, создаваемый в трансформаторе для того, чтобы свести установившийся поток к нулю. У простейшего трансформатора не затухает, у реального затухает по экспоненте.

146. Какие условия включения трансформатора наиболее благоприятны?

Наиболее благоприятные условия включения имеют место при Ψ₀= и Ф_ост=0 В этом случае в трансформаторе сразу устанавливается поток, соответствующий установившемуся режиму.

147. Какие условия включения трансформатора наименее благоприятны?

Наименее благоприятны условия включения при ψ₀ = 0 , т. е. когда напряжение в момент включения равно нулю u1 =0 и поток Ф_св противоположен по знаку потоку Ф_уст. В этом случае Ф_t=Ф_m+Ф_m*+(0,2÷0,3)Ф_m.

148. Почему намагничивающий ток в момент включения трансформатора может превышать номинальный в несколько раз?

Намагничивающий ток i₀ , необходимый для создания двойной величины потока, определяется по кривой намагничивания. На рисунке точки A и B на кривой соответствуют нормальному и двойному значению магнитной индукции силовых трансформаторов, т. е. нормальному и двойному значению потока Фуст.

Мы видим, что амплитуда тока включения i_0m может превысить амплитуду установившегося тока холостого хода I_0m во много раз.

149. У какого трансформатора (более насыщенного или менее насыщенного) броски тока ХХ во время переходного процесса будут в общем случае больше и почему?

У насыщенного, так как в этом случае оба потока направлены по контуру сердечника одинаково, в связи с чем возрастает ток холостого хода.

150. Чем неприятен большой ток включения трансформатора, опасен ли он для самого трансформатора?

Ток включения не представляет опасности непосредственно для трансформатора, но он может привести к выключению его из сети.

151. У какого трансформатора, однофазного или трехфазного более вероятно получить большой ток включения и почему?

У трёхфазного так как у него три фазы и вероятность следовательно возрастает в три раза.

152. Почему при реальном коротком замыкании можно считать индуктивность трансформатора постоянной?

Из-за того, поток в магнитопроводе мал.

153. Каковы наиболее благоприятные условия для внезапного КЗ трансформатора?

Наиболее благоприятоготные условия имеют место при и Ф_ост=0 т. е. в трансформаторе сразу устанавливается ток, соответствующий установившемуся к.з.

154. Каковы наименее благоприятные условия для внезапного КЗ трансформатора?

Наименее благоприятны условия при , т.е. когда напряжение проходит через ноль U₁=0.

155. Как по известному напряжению КЗ определить установившийся ток короткого замыкания?

156. Как соотносятся между собой амплитуды тока КЗ в конце переходного процесса у простейшего и реального трансформатора и почему?

Ток внезапного короткого замыкания может достигать двойного значения установившегося тока короткого замыкания и в раз превышать номинальное значение тока.

В предельном случае, при r_k/L_k=0, ток св i не затухает и, следовательно, через полупериод от момента внезапного короткого замыкания амплитуда i_mk тока внезапного короткого замыкания достигает двойного значения амплитуды установившегося тока короткого замыкания, т.е.i_mk/( i_k·)=k_k=2

В реальных трансформаторах ток св. i_k затухает тем быстрее, чем больше отношениеr_k/L_k.

Переходный процесс при внезапном коротком замыкании у трансформаторов малой мощности длится не более одного периодаk_k=1.2-1.3, а у трансформаторов большой мощности - периодов,k_k=1.7-1.85.