ТОП 10:

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ



 

Двухобмоточный трансформатор (рис. 2.10,а) можно представить в виде Г-образной схемы замещения (рис. 2.10,б)

 

 

 
 

 

 

 
 


Рис. 2.10. Двухобмоточный трансформатор:

а – условное обозначение; б – Г-образная схема замещения;

в – упрощенная схема замещения.

 

Продольная часть схемы замещения содержит rт и xт – активные и реактивные сопротивления трансформатора. Эти сопротивления равны сумме соответственно активных и реактивных сопротивлений фаз первичной и приведенной к ней вторичной обмоток. Следует отметить, что в приведенной схеме замещения отсутствует трансформация, то есть отсутствует идеальный трансформатор, но сопротивление вторичной обмотки приводится к первичной. Из курса «Электрические машины» известно, что приведенное сопротивление получают умножением реального сопротивления на квадрат коэффициента трансформации. В дальнейшем, если сети, связанные трансформатором, рассматриваются совместно, а параметры сетей не приводятся к одному базисному напряжению, то в схеме замещения трансформатора учитывается идеальный трансформатор.

Поперечная ветвь схемы определяется расходом мощности на намагничивание трансформатора.

Ветвь намагничивания состоит из активной и реактивной проводимостей gт и bт. Активная проводимость gт соответствует потерям активной мощности в сердечнике трансформатора от тока намагничивания Im (рис. 2.10,б). Реактивная проводимость bт определяется магнитным потоком взаимоиндукции в обмотках трансформатора.

В расчетах электрических сетей двухобмоточные трансформаторы при UВ,ном £ 220 кВ представляют упрощенной схемой замещения (рис. 2.10,в). При этом вместо ветви намагничивания учитывается мощность, потребляемая на намагничивание трансформатора х + jDQx.

Для трансформатора известны следующие паспортные (каталожные) данные:

Sном – номинальная мощность, МВ×А;

UВ,ном; UН,ном – номинальные линейные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений, кВ;

х – активные потери холостого хода, кВт;

Iх,% - ток холостого хода, % Iном;

к – потери короткого замыкания, кВт;

uк,% - напряжение короткого замыкания, % Uном;

Группа соединений обмоток.

По этим данным можно определить все параметры схемы замещения трансформатора (сопротивления и проводимости), а также потери мощности в нем.

Проводимости ветви намагничивания определяются результатами опыта х.х. В этом режиме трансформатор потребляет лишь мощность, определяемую потерями х.х.,

.

Проводимости [в сименсах - См] определяются выражениями

, ,

где принято выражать Uном [кВ]; х [МВт]; DQx [МВ×Ар].

Как известно, потери активной мощности в сердечнике трансформатора не зависят от его нагрузки и для данного трансформатора являются постоянными при условии неизменности напряжения, приложенного к первичной обмотке. При номинальном (каталожном) первичном напряжении DРх постоянна и равна каталожному значению.

Фазовый сдвиг между напряжением, приложенным к первичной обмотке, и током холостого хода стремится к 900, что обуславливает очень малое значение активной составляющей.

Следовательно, можно считать, что

,

где - реактивная составляющая Ix.

Поэтому

.

В виду уже отмеченного соотношения между активной и реактивной составляющими тока холостого хода х << DQx и потому полная мощность трансформатора S в режиме холостого хода приближенно равна намагничивающей мощности DQx.

Проводимость bт определяется так:

.

Сопротивления rт и xт находят из опыта короткого замыкания. С учетом Uk << Uном потерями мощности в сердечнике можно пренебречь. Тогда

;

.

В современных мощных трансформаторах rт << xт и uк » , где - реактивная составляющая. Из опыта короткого замыкания

.

Умножая последнее выражение на Uном, после преобразований получаем

.

Для получения rт и xт в Омах необходимо подстановку мощности выполнять в МВт или МВ×Ар, а подстановку напряжения в кВ.

Потери активной мощности в rт зависят от тока и мощности нагрузки I2 и S2 и равны

.

Подставив в последнее выражение значение rт и допустив, что , получаем

.

Это соображение полностью соответствует известному из курса «Электрические машины» выражению . Аналогично потери реактивной мощности в хт имеют вид

.

Для трансформатора, через который проходят ток нагрузки I2 и мощность S2, потери мощности равны

; (2.20)

. (2.21)

Если на подстанции с суммарной нагрузкой S2 работают параллельно k одинаковых трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в k раз меньше и равны rт/k и хт/k, а проводимости в k раз больше и равны k×gт и k×bт.

Тогда для k параллельно включенных одинаковых трансформаторов получаем

; (2.22)

. (2.23)

Возможно также получение приведенных выражений и другим способом. А именно, если подставить в (2.20) и (2.21) вместо S2 поток мощности, текущей через каждый трансформатор и равной S2/k , то получаем потери мощности в одном трансформаторе. Умножим их на k и получим (2.22) и (2.23) для потерь мощности в k параллельно работающих трансформаторах.

 
 

Пример 2.1.Определим параметры схемы замещения двухобмоточного трансформатора типа ТМ – 630/10, приведенные к номинальным напряжениям первичной и вторичной обмоток (рис. 2.11)

 

Рис. 2.11. Двухобмоточный трансформатор:

а - упрощенная схема замещения;

б – Г-образная схема замещения.

 

В справочной литературе находим каталожные данные трансформатора: Sном = 630 кВ×А; UВ,ном = 10 кВ; UН,ном = 0,4 кВ; DРк = 8,5 кВт; DРх = 1,65 кВт; Uк,% = 5,5 %; Iх,% = 3 %.

При подстановке в расчетные соотношения напряжений в киловольтах, а мощностей – в мегавольт-амперах (мегаваттах), значения сопротивлений получим в Омах, а проводимостей - в сименсах. Рассчитаем активные сопротивления трансформатора rт и , приведенные к номинальным напряжениям первичной обмотки (10 кВ) и вторичной обмотки (0,4 кВ).

Расчетные соотношения будут отличаться друг от друга лишь величиной номинального напряжения

Ом;

Ом.

Рассчитаем индуктивные сопротивления трансформатора

Ом;

Ом.

Активные проводимости намагничивающего контура так же, как и ранее определенные сопротивления, будут рассчитываться различно для приведения их к сторонам высшего и низшего напряжений

См;

См.

Реактивные проводимости намагничивания

См;

См.

Для трансформаторов с UВ,ном £ 220 кВ допустимо использование схемы замещения, где ветвь намагничивания замещена мощностью потерь холостого хода

.

Потери активной мощности х известны из каталожных данных. Потери реактивной мощности DQх рассчитываются

МВАр,

тогда МВ×А.

Заметим, что величины rт и xт, приведенные к стороне ВН, и DQx могут быть непосредственно взяты их справочных данных.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 100.24.125.162 (0.011 с.)