Переходный процесс

Из рис. 4.16 следует очевидное несоответствие между началь­ным и установившимся режимами в обмотке трансформатора. Это при­водит к возникновению переходного процесса, где осью колебаний яв­ляются прямые установившегося режима. Схема замещения представ­лена на рис. 4.13, б, где каждая ячейка L, C, K представляет колебатель­ный контур с собственной частотой колебаний от ₁ до . При этом в обмотке могут быть достигнуты максимальные потенциалы больше U_пад

где Uk(_X) - свободная составляющая колебаний, определяемая как сумма ординат (амплитуд) всех гармоник в данной точке обмотки.

Максимальные потенциалы вдоль обмотки описываются оги­бающей максимальных потенциалов. Величина U_max зависит от режима нейтрали. При заземленной нейтрали U_max < (1,2-1,3)U_nafl и приходится на начальные витки обмотки (рис. 4.16, а). При изолированной нейтрали в переходном режиме U_max < 2U_пад и приходится на конец обмотки (рис. 4.16, б).

Перенапряжения в переходном режиме опасны для главной изоляции. Поэтому главная изоляция трансформатора должна быть уси­лена:

— для заземленной нейтрали в начальной части обмотки (1/3 от начала обмотки);

— для изолированной нейтрали усиление необходимо произ­водить по всей длине, но особенно в конце обмотки.

4.6.4. Распределение напряжения вдоль обмоток 3-х фазного транс­форматора

Импульсные перенапряжения воздействуют на трансформатор, как правило, со стороны высокого напряжения, При этом волна перена­пряжения может приходить как с ВЛ, так и по кабельной вставке. Рас­пределение напряжения по обмотке 3-х фазного трансформатора зави­сит от:

— схемы соединения обмоток;

— режима нейтрали.

Обмотки трансформатора с высокой стороны для импульсного воздействия нагружены на воздушную ЛЭП или на кабель. Волновое сопротивление воздушной линии в зависимости от конструкции и клас­са напряжения составляет Zл = 250 - 500 Ом. Волновое сопротивление кабеля Z_k = 50 - 100 - 150 Ом. Волновое сопротивление обмоток транс­форматора Z_TР = 10 000 Ом, т. е. трансформатор нагружен на малое со­противление по сравнению с собственным. Для упрощения можно пред­ставить, что обмотки, по которым не приходят волны перенапряжения, закорочены. Рассмотрим различные схемы соединения, приведенные на рис. 4.17.

Рис. 4.17. Эквивалентные схемы замещения для анализа перена­пряжений в обмотках трансформаторов: а — "звезда" с заземленной нейтра­лью; б — "звезда" с изолированной нейтралью; в, г — схема замещения для "звезды" с изолированной нейтралью