Схемы соединения обмоток и свойства

В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трехфазные двухобмоточные трансформаторы могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

• «звезда-звезда» – Y/Yн;
• «треугольник-звезда» – Δ /Yн;
• «звезда-зигзаг» – Y/Zн.

Принципиальное различие технических характеристик трансформаторов с разными схемами соединения обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также и токи рабочих режимов с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0, 4 кВ?
Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих [2]. Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы векторов трех симметричных составляющих тока и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Рассмотрим режим максимальной однофазной несимметрии – режим однофазного короткого замыкания (ОКЗ) на стороне 0, 4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток Δ /Yн. В неповрежденных фазах на стороне 0, 4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока равна нулю, а в поврежденной фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Величина этого тока определяется известной формулой [2]:

где U_л – линейное напряжение;
R₁, R₀, X₁, Х₀ – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности (поскольку сопротивления прямой и обратной последовательностей трансформатора равны, то R₁ + R₂ = 2R₁; X₁ +X₂ = 2X₁).