Основными элементами симметрирующего устройства, соотношение между токами которых необходимо определить в зависимости от характера и режима нагрузки на выходе устройства, являются обмотки силовых трансформаторов. Величины токов в обмотках трансформаторов обусловливают в соответствии с законом Джоуля-Ленца [3] выделение тепла, которое во избежание перегрева и выхода из строя трансформатора не должно превышать определенных пределов, допустимых для его конструкции. Полученные значения токов для первичной и вторичных обмоток из соображений надежности должны определять наиболее напряженный тепловой режим для того или иного характера и режима трехфазной нагрузки. Указанные значения будут одними из исходных данных для обоснования и расчета конструктивных и электрических параметров трансформаторов симметрирующего устройства.
По цепям из вторичных обмоток силовых трансформаторов в общем случае согласно принципиальной электрической схеме симметрирующего устройства должен протекать номинальный ток его нагрузки, что однозначно определяет данный ток в качестве расчетного для указанных обмоток (рис. 1).
Максимально возможный ток первичных обмоток трансформаторов, как было установлено ранее [2], практически (если пренебречь намагничивающим током) равен току нулевой последовательности, создаваемому трехфазной нагрузкой симметрирующего устройства. Поэтому при обосновании его величины необходимо рассмотреть четыре возможных случая: симметричная нагрузка, несимметричная нагрузка с одинаковым коэффициентом мощности по фазам, несимметричная нагрузка с различными коэффициентами мощности по фазам и несимметричная нагрузка с различными коэффициентами мощности и характером по фазам (активно-индуктивный и активно-емкостной характер). Это, в числе прочего, позволит определить наиболее тяжелый характер и режим трехфазной нагрузки.
При симметричной нагрузке, в качестве которой могут выступать, например, трехфазные электродвигатели различных агрегатов, ее ток нулевой последовательности равен нулю, а значит, первичные обмотки трансформаторов будут загружены довольно малым по величине током, численно равным току холостого хода трансформатора. Ток холостого хода типовых тороидальных трансформаторов мощностью до 5 кВА при номинальном напряжении питания не превышает 3 % от номинального тока первичной обмотки [5]. Поэтому расчетный ток первичных обмоток в этом случае можно с учетом запаса принимать равным 5 % от величины приведенного к первичной стороне номинального фазного тока нагрузки. Для заданного соотношения между числами витков обмоток у трансформаторов симметрирующего устройства указанный приведенный ток будет равен одной трети от величины фазного тока нагрузки. Более точный расчет тока первичной обмотки в данной ситуации осложняется отсутствием сведений о массе и геометрических размерах магнитопровода, которые на текущей стадии вычислений еще неизвестны, а, наоборот, рассчитываются на основе информации данного этапа, и не дадут существенного выигрыша в плане экономии материалов и снижения массы готового изделия.