/ / Harmonik i trefasstransformatorer

Harmonik i trefasstransformatorer

Den harmoniska är förvrängningen i vågformen avspänningen och strömmen. Det är den integrerade multipeln av några referensvågor. Den harmoniska vågen ökar transformatorns kärna och kopparförlust och minskar därmed deras effektivitet. Det ökar också den dielektriska spänningen på transformatorns isolering.

I en trefasstransformator är den icke-sinusformadenaturen av magnetiserande ström alstrar sinusformigt flöde vilket ger upphov till det oönskade fenomenet. Fasmagnetiseringsströmmarna i transformatorn bör innehålla tredje övertoner och högre övertoner som är nödvändiga för att producera ett sinusformigt flöde.

sinusvågen
Om fasspänningen över varje fas ska förbli sinusformad, måste fasmagnetiserande strömmar vara av följande form.

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-1
Det framgår av ekvation (1), (2) och (3) att de tredje övertonerna i de tre strömmarna är samfas, det vill säga att de har samma fas. De femte övertonerna har olika faser.

Delta Connection

delta-anslutning
Låt jagAO, JagBO och jagCO representerar fasmagnetiserande ström i en delta-anslutning. Linjeströmmarna kan hittas genom att subtrahera två fasströmmar. Till exempel,

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-2
Den tredje harmoniska närvarande i fasenmagnetiserande ström av trefasstransformatorn är inte närvarande i linjeströmmen. De tredje harmoniska komponenterna är samfas och elimineras därför i linjen. De tredje harmoniska komponenterna strömmar runt den slutna slingan av deltaet.

Deltaanslutningen tillåter endast en sinusformigflux och spänning utan någon tredje harmonisk ström i transmissionsledningen. Av denna anledning har flertalet av 3-fasstransformatorn delta-anslutna lindningar och på platser där det inte är lämpligt att ha antingen primär eller sekundär ansluten i delta, tillhandahålls en tertiär lindning. De tertiära lindningarna bär den cirkulerande tredje harmoniska strömmen som krävs av det sinusformade flödet i varje led av kärnan.

I en deltaanslutning är spänningen som verkar runt det stängda deltaet,

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-11
Detta är en tredje harmonisk spänning och den kommer att cirkulera en tredje harmonisk ström runt den slutna slingan av deltaet

Star-anslutning

star-anslutning-of-transformator
Om jagAO, JagBO och jagCO, representerar fasmagnetiseringsströmmen i en stjärnanslutning,

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-3
Där jagn är strömmen i den neutrala ledningen.

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-4
Övertonerna över sjunde försummas. Ekvationen (6) visar att under det balanserade tillståndet är strömflödet i den neutrala tråden den tredje harmoniska strömmen. Storleken på den tredje harmoniska strömmen är tre gånger storleken på varje tredje fasström. Den tredje harmoniska strömmen gav induktiv interferens med kommunikationskretsen. Om tillförseln till stjärnanslutningen är tre trådar måste neutralström vara noll och därför

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-4
Således ses den tre trådstjärnananslutningen undertrycker flödet av harmoniska och magnetiserande strömmar. För ett fyrhjuls-stjärnanslutet system strömmar den tredje fasens harmoniska strömström i den neutrala ledningen.

På samma sätt kan den tredje balansfasens spänning som innehåller övertoner skrivas som

harmonis-i-tre-fas-transformator-ekvationen-12

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-5
Ekvationen (7), (8) och (9) visar atttredje övertoner i trefasspänningen har samma fas. Linjespänningen i en stjärnanslutning kan erhållas genom att subtrahera tvåfasspänningar. Till exempel

övertoner-in-trefas-transformator-ekvationen-7
Från ekvation (10) framgår att de tredje övertonerna inte är närvarande i linjen till linjespänning av en stjärnanslutning. Detta gäller för alla tripplar övertoner.

Läs också: