Тема 2.2 Сопротивления и проводимости трансформаторов
И автотрансформаторов
Г-образная схема замещения трансформатора состоит из продольного сопротивления Zт=Rт+jXт и поперечной проводимости Yт=gт–jbт.
2.2.1. Сопротивления и проводимости
двухобмоточных трансформаторов.
Активное сопротивление Rт моделирует процесс потерь электроэнергии на нагрев обмоток трансформатора (потери в меди); индуктивное сопротивление Xт – потери вызванные потоками рассеяния; активная проводимость gт – потери на перемагничивание и вихревые токи (потери в стали); реактивная (индуктивная) проводимость bт – потери обусловленные намагничивающей мощностью. Необходимо отметить, что индуктивное сопротивление трансформаторов во много раз больше активного, особенно это касается мощных трансформаторов [5].
Параметры Г-образной схемы замещения трансформатора определяются по следующим формулам:
, (2.8)
, (2.9)
, (2.10)
. (2.11)
В этих формулах Sном – номинальная мощность трансформатора; U – напряжение, к которому приводятся параметры трансформатора (обычно номинальное напряжение обмотки высшего напряжения); ΔPк – потери короткого замыкания; uк – напряжение короткого замыкания, %; ΔPх - потери холостого хода; Iх – ток холостого хода, %. Последние четыре параметра являются каталожными данными трансформатора.
|
|
|
2.2.2. Сопротивления и проводимости
трёхобмоточных трансформаторов.
Эквивалентная схема трехобмоточного трансформатора показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 Г-образная схема замещения одной фазы трехобмоточного трансформатора
Для трехобмоточных трансформаторов заводами даются потери короткого замыкания для худшего случая, т.е. для случая максимальных потерь ΔРк. макс.
Активное сопротивление каждого луча трехобмоточного трансформатора определяется по следующей формуле
. (2.12)
Для трехобмоточных трансформаторов напряжения короткого замыкания даются заводами для каждой пары обмоток в процентах от номинального. Поэтому индуктивное сопротивление каждого луча, %, приходится определять отдельно по выражениям:
; 
; 
. (2.13)
Для определения значений напряжения короткого замыкания между обмотками одна из обмоток закорачивается, к другой подключается вольтметр, а третья остается разомкнутой. Тогда вольтметр показывает напряжение короткого замыкания между двумя первыми обмотками uк (В–С), если по ним протекает номинальный ток Iном. Таким образом, можно записать
|
|
|
uк (В–Н) = uк. В + uк. Н;
uк (В–С) = uк. В + uк. С; (2.14)
uк (С–Н) = uк. С + uк. Н.
Решив совместно уравнения (2.14), можно найти напряжение короткого замыкания, %, для каждого луча:
uк. В = 0,5(uк (В–С) + uк (В–Н) – uк (С–Н));
uк. С = 0,5(uк (В–С) + uк (С–Н) – uк (В–Н)); (2.15)
uк. Н = 0,5(uк (В–Н) + uк (С–Н) – uк (В–С)).
Подставив эти значения в выражение (2.13), определим индуктивное сопротивление каждого луча трансформатора.
Проводимости не зависят от числа обмоток в трансформаторе и определяются так же, как и для двухобмоточного по (2.10) и (2.11).
2.2.3. Сопротивления и проводимости автотрансформаторов.
Пересчёт параметров трансформаторов к номинальной мощности
Автотрансформатором (рисунок 2.2) принято называть такой трансформатор, у которого обмотка среднего (С) напряжения является частью обмотки высшего (В) напряжения [5].
Рисунок 2.2. Схема соединения обмоток автотрансформатора
Таким образом, обмотка высшего напряжения состоит из двух частей: последовательной обмотки (пос) между В и С, по которой протекает только ток высшего напряжения IB, и общей обмотки (об) между С и 0, по которой в противоположных направлениях протекают токи высшего и среднего напряжений, т. е. их разность:
|
|
|
Iоб = IС – IВ. (2.16)
Обмотка низшего (Н) напряжения имеет магнитную связь с остальными обмотками. Мощность обмотки НН составляет только 20–50%, если принять мощность каждой из обмоток В и С равной 100%. Обмотка Н всегда соединена в треугольник для компенсации токов третьих гармоник. Иногда к этой обмотке ничего не присоединено.
Автотрансформаторы имеют следующие преимущества: меньшие стоимость, габариты, массу и потери мощности. Недостаток – электрическая связь между стороной высшего и среднего напряжений, например, если трансформатор заземлен для стороны высшего напряжения, то он будет заземлен и для стороны среднего напряжения.
Автотрансформатор можно получить из трансформатора с отдельно работающими обмотками, последовательной и общей, соединением этих обмоток электрически. При этом все процессы в обмотках стали автотрансформатора и трансформатора (рисунок 2.1, а, б) одинаковы. Поэтому одинаковы их габариты, потери в обмотках и стали и т. д. Однако мощность, передаваемая через автотрансформатор, больше, чем через трансформатор.
Активные сопротивления Rт. Для автотрансформаторов потери активной мощности даются заводами не максимальные ΔРк м для всего трансформатора, как это было при трехобмоточных трансформаторах, а для каждой пары обмоток, т. е. ΔР (В–С), ΔР (В–Н), ΔР (С–Н). Чтобы определить активные сопротивления лучей звезды Rт В и Rт С в схеме замещения трехобмоточного автотрансформатора можно для инженерных расчетов с достаточной точностью (пренебрегая мощностью цепи намагничивания) пользоваться выражениями, аналогичными (2.15):
|
|
|
ΔРк В = 0,5(ΔРк (В–С) + ΔРк (В–Н) – ΔРк (С–Н));
ΔРк С = 0,5(ΔРк (В–С) + ΔРк (С–Н) – ΔРк (В–Н)). (2.17)
Соответственно
Rт В = ΔРк ВU2/S2ном;
Rт С = ΔРк СU2/S2ном. (2.18)
Сопротивление Rт находится в зависимости от мощности этой обмотки так же, как активные сопротивления в трехобмоточных трансформаторах.
Индуктивные сопротивления Хт. Эти сопротивления определяются так же, как для трехобмоточных трансформаторов по (2.13) и (2.15).
Проводимости не зависят от характера соединения обмоток или их числа и определяются так же, как и для двухобмоточных трансформаторов по (2.10) и (2.11).
РАЗДЕЛ 3. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СЕТЕЙ
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2934; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!