/ / Harmoniczne w trójfazowych transformatorach

Harmoniczne w trójfazowych transformatorach

Harmoniczna to zniekształcenie kształtu falinapięcie i prąd. Jest całkowitą wielokrotnością niektórych fal odniesienia. Fala harmoniczna zwiększa straty rdzenia i miedzi transformatora, a tym samym zmniejsza ich wydajność. Zwiększa również obciążenie dielektryczne izolacji transformatora.

W transformatorze trójfazowym niesinusoidalnycharakter prądu magnesującego wytwarza sinusoidalny strumień, który powoduje niepożądane zjawisko. Prądy magnesowania faz w transformatorze powinny zawierać trzecią harmoniczną i wyższe harmoniczne niezbędne do wytworzenia strumienia sinusoidalnego.

sinusoidalna fala
Jeśli napięcie fazowe na każdej fazie ma pozostać sinusoidalne, wówczas prądy magnesowania fazowego muszą mieć następującą postać.

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-1
Z równania (1), (2) i (3) wynika, że ​​trzecia harmoniczna w trzech prądach jest fazą współdzieloną, to znaczy ma tę samą fazę. Piąta harmoniczna ma różne fazy.

Połączenie Delta

połączenie delta
Niech jaAO, JABO i jaWSPÓŁ reprezentują prąd magnesowania fazy w połączeniu w trójkąt. Prądy liniowe można znaleźć, odejmując prąd dwóch faz. Dla przykładów,

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-2
Trzecia harmoniczna obecna w faziePrąd magnesowania transformatora trójfazowego nie występuje w prądzie linii. Składowe trzeciej harmonicznej są współfazowe, a zatem znikają w linii. Składowe trzeciej harmonicznej przepływają wokół zamkniętej pętli delty.

Połączenie w trójkąt zezwala tylko na sinusoidęstrumień i napięcie bez prądu trzeciej harmonicznej w linii przesyłowej. Z tego powodu większość transformatora trójfazowego ma uzwojenia połączone w trójkąt, aw miejscach, w których nie jest dogodne połączenie pierwotne lub wtórne w trójkącie, przewidziane jest uzwojenie trzeciorzędowe. Uzwojenia trzeciorzędowe przenoszą prąd trzeciej harmonicznej w obiegu wymagany przez sinusoidalny strumień w każdej kończynie rdzenia.

W połączeniu delta napięcie działające wokół zamkniętej delty wynosi,

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-11
Jest to napięcie trzeciej harmonicznej i będzie ono cyrkulować prąd trzeciej harmonicznej wokół zamkniętej pętli delty

Połączenie w gwiazdę

połączenie gwiazdowe transformatora
Jeśli jaAO, JABO i jaWSPÓŁ, reprezentuje prąd magnesowania fazy w połączeniu gwiazdowym,

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-3
Gdzie jan jest prąd w przewodzie neutralnym.

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-4
Harmoniczne powyżej siódmego są pomijane. Równanie (6) pokazuje, że w stanie zrównoważonym przepływ prądu w przewodzie neutralnym jest prądem trzeciej harmonicznej. Wielkość prądu trzeciej harmonicznej jest trzykrotnością wielkości każdego trzeciego prądu fazowego. Prąd harmonicznych trzeciej wytwarza zakłócenia indukcyjne w obwodzie komunikacyjnym. Jeśli zasilanie do połączenia w gwiazdę to trzy przewody, prąd neutralny musi wynosić zero, a zatem

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-4
Widać więc, że gwiazda z trzema drutamipołączenie tłumi przepływ prądów harmonicznych i magnesujących. Dla czteroprzewodowego układu połączonego w gwiazdę, przepływ prądu trzeciej harmonicznej w fazie w przewodzie neutralnym.

Podobnie, trzecie napięcie fazy równowagi zawierające harmoniczne można zapisać jako

harmonis-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-12

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-5
Równanie (7), (8) i (9) pokazuje, żetrzecia harmoniczna napięcia trójfazowego ma tę samą fazę. Napięcie linii w połączeniu gwiazdowym można uzyskać przez odjęcie dwóch napięć fazowych. Na przykład

harmoniczne-w-trójfazowym transformatorze-równaniu-7
Z równania (10) widać, że trzecia harmoniczna nie występuje w napięciu od linii do linii połączenia gwiazdowego. Dotyczy to wszystkich harmonicznych triplerów.

Przeczytaj także: