10. Выбор мощности силовых трансформаторов при несимметричной нагрузке. Схемы соединения обмоток.

В системе электроснабжения промышленных предприятий часто встречается несимметричная нагрузка трансформаторов. При работе трансформатора в та­ком режиме, если его мощность выбрана по максимально нагруженной фазе, будет иметь место соответствующее недоиспользование его. Совершенно оче­видно, что трансформатор следует выбирать с учетом возможной перегрузки, чтобы более полноценно использовать его нагрузочную способность и сократить потребную трансформаторную мощность. Исследования этого вопроса, показали, что в таком режиме можно выби­рать мощность трансформатора с учетом перегрузки, вследствие чего ток в наи­более загруженной фазе может быть допущен выше номинального. Коэффициент перегрузки, допустимой в несимметричном режиме, Кп.н.р. определяется из вы­ражения:

где IА — ток наиболее нагруженной фазы; /ном — номинальный ток трансформатора; 1В и Iс — ток в двух других фазах, нагруженных меньше фазы А.

Существуют три основных способа соединения фазовых обмоток каждой стороны трёхфазного трансформатора:

• Y-соединение, так называемой соединение звездой, где все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной точке, называемой нейтральной точкой или звездой

• Δ-соединение треугольником, где три фазных обмотки соединены последовательно и образуют кольцо (или треугольник)

• Z-соединение, так называемое соединение зигзагом

Первичная и вторичная стороны трансформатора могут быть соединены любым из трёх способов, показанным выше. Данные способы предлагают несколько различных комбинаций соединений в трансформаторах с различными характеристиками.

Y-соединение обычно является естественным выбором для самых высоких напряжений, когда нейтральная точка предназначена для заземления. Соединённая звездой обмотка также имеет то преимущество, что переключение регулирования коэффициента трансформации может быть предусмотрено на нейтральном конце, где также может быть размещён переключатель числа витков.Соединение звездой используется на одной стороне трансформатора, другая сторона должна быть соединена треугольником, особенно в случаях, если нейтраль соединения звездой планируется для зарядки.

В соединенной треугольником обмотке ток, протекающий по каждой фазовой обмотке равен фазному току, разделённому на , в то время как в соединении звездой, линейный ток каждой фазной обмотки идентичен линейному току сети. Соединение обмотки треугольником выгодно использовать в высоковольтных трансформаторах..

Соединение обмотки треугольником позволяет циркулировать третьей (и кратным ей) гармонике тока внутри треугольника, образованного тремя последовательно соединёнными фазными обмотками.