MAGNESOWANIE SWOBODNE I WYMUSZINE

Prądy 3 harmonicznej nie ma­ją żadnego przesunięcia względem siebie i wobec tego ich wartości w każdej chwili we wszystkich fazach są sobie równe co do modułu i argumentu. Wynika stąd wniosek, że prądy trzeciej harmonicznej mogą płynąć w układzie trójfazowym tylko przy skojarzeniu uzwojeń w gwiazdę, z przewodem zerowym, lub trójkąt (ewentualnie w tak zwany "zygzak"). W układzie gwiazdy trójprzewodowej prądy trzeciej har­monicznej płynąć nie mogą. Aby więc zapewnić transformatorowi swobodne magnesowanie i wytworzenie sinusoidalnego strumienia w rdzeniu, musi on być magnesowany przez układ połączeń pozwalający na swobodny przepływ trzeciej harmonicznej prądu. Jeżeli zastosuje się jednak magnesowanie wymuszone (np. obie strony połączone w gwiazdy bez przewodu zerowego), to strumień transformatora stanie się odkształcony - pojawi się trzecie harmoniczna w strumieniu. Strumienie trzeciej harmonicznej w najczęś­ciej u nas spotykanym rdzeniu trójfazowym, płaskim, trójkolumnowym nie mają możności zamknięcia się przez żelazo. Wobec tego przechodzą one przez powietrze do elementów konstrukcyjnych, a szczególnie do kadzi transformatora, powodując nagrzewanie się tych części, buczenie i inne niekorzystne zjawiska. W związku z tym nie stosuje się magnesowania wy­muszonego .

Przy magnesowaniu swobodnym specjalną rolę odgrywa uzwojenie połączo­ne w trójkąt. Można bowiem łatwo zauważyć., że stanowi ono dla trzeciej harmonicznej układ zwarty. Prądy magnesujące trzeciej harmonicznej bę­dą płynęły jedynie wewnątrz trójkąta, a nie będą się wydostawać na zew­nątrz do sieci zasilającej. W praktyce częściej spotyka się połączenie w trójkąt po stronie wtórnej transformatora. Wtedy przy wymuszonym ma­gnesowaniu od strony pierwotnej pojawią się w trójkącie prądy trzeciej harmonicznej jako w uzwojeniu zwartym. Powstaje więc dla trzeciej har­monicznej sytuacje pracy transformatora przy zwarciu - prądy zwarciowe po stronie wtórnej kompensują całkowicie trzecią harmoniczną strumienia, a więc strumień pozostaje sinusoidalny.

Niekiedy duże transformatory obok dwóch podstawowych uzwojeń posiada­ją dodatkowo trzecie uzwojenie - zwykle o mniejszym przekroju - połączo­ne w trójkąt i nie wyprowadzone na zewnątrz. Nosi ono nazwę uzwojenia wyrównawczego. W takim uzwojeniu mogą swobodnie płynąć prądy trzeciej, harmonicznej, pozostaje więc magnesowanie swobodne choćby oba podstawo­we uzwojenia były połączone w gwiazdy bez przewodów zerowych. Uzwojenie wyrównawcze odgrywa jeszcze drugą rolę pozwalając na swobodny przepływ składowej zerowej w przypadku niesymetrycznego obciążenia transformatora.

Przy magnesowaniu transformatora za pomocą uzwojenia łączonego w gwiazdę z przewodem zerowym należy pamiętać, że w przewodzie zerowym po­jawiają się prądy trzeciej harmonicznej o trzykrotnej wartości w stosun­ku do prądów w poszczególnych fazach, Prądy te mogą powodować, na ewen­tualnie występujących w przewodzie zerowym impedancjach, powstawanie na­pięć o częstotliwości 150 Hz. Napięcia te są niepożądane z różnych wzglę­dów.