Трехобмоточные трансформаторы. Общие сведений о потерях. Потери мощности в линиях и трансформаторах. Мероприятия по снижению потерь мощности электроэнергии

Вопрос 11

Трехобмоточные трансформаторы

Понизительные подстанции иногда питают распределительные сети двух напряжений, например 10 или 6 и 35 кВ, Напряжение 10 или б кВ предназначено для электроснабжения близлежащих нагрузок. Сети 35 кВ когут питать нагрузки в радиусе 40 — 50 км. Если нагрузки этих сетей соизмеримы (т, е, отличаются не более чем в 4 — 5 раз), может оказаться целесообразным применять трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками вместо двух двухобмоточных для раздельного питания распределительных сетей. Трехобмоточные трансформаторы имеют обмотки высшего напряжения ВН и среднего напряжения СН, соединенные в звезду. Обмотка низшего напряжения НН соединена в треугольник. Соответствующая группа соединений обмоток У_Н/У_И/Д-0- 1 1 .

На тяговых подстанциях переменного тока напряжением 25 кВ обычно также устанавливают трехобмоточные трансформаторы. Их первичные обмотки в зависимости от напряжения питающей сети имеют номинальное напряжение 110 или 220 кВ. Вторичные обмотки предназначены одна для питания электроподвижного состава (э. п. с), другая — для нетяговых трехфазных нагрузок, расположенных в районе тяговой подстанции. Первичные обмотки этих трансформаторов соединены в звезду с выведенной нулевой точкой. Обмотка, предназначенная для электроснабжения э, п. с., имеет напряжение 27,5 кВ и соединена в треугольник. Одну из вершин треугольника заземляют, а две другие присоединяют к двум смежным участкам тяговой сети.

Следовательно, тяговая сеть включена на обмотку напряжением 27,5 кВ, Обмотка трансформатора, питающая трехфазную нетяговую нагрузку, если она имеет напряжение Н (6,6) кВ, соединена в треугольник, а при напряжении 38,5 кВ — в звезду, Таким образом, трехобмоточные трансформаторы, предназначенные для тяговых подстанций переменного тока напряжением 115(230)/ /27,5/11 (6,6) кВ, имеют группу соединения У„/Д/Д-11-Н, трансформаторы напряжением П5(230)/38,5/27,5 кв — группу соединений Ун/Ун/Д-0-11.

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы имеют три обмотки равной мощности (100%). Р^нее изготовлялись трехобмоточные трансформаторы, у которых обмотки СН и НН могли иметь 67% мощности обмотки ВН,

Рассмотрим расчетную схему замещения одной фазы трехоб-моточного трансформатора (рис. З.1З). Параметры этой схемы приведены к одному напряжению. Так как во всех обмотках протекают разные токи, сопротивления обмоток не могут быть объединены, как это сделано в Г-образной схеме замещения двухобмо-точного трансформатора. Каждая обмотка должна быть представлена своими приведенными сопротивлениями. Ветвь намагничивания предусмотрена на первичных зажимах схемы замещения трансформатора.

В опыте х, х, питание подается на одну из обмоток трансформатора, две другие разомкнуты. Так как третья обмотка трансформатора здесь не участвует, то опыт х,х. с трехобмоточным трансформатором такой же, как и с двухобмоточным. Поэтому параметры ветви намагничивания G_тр и В_тр можно определить, пользуясь формулами {З.1З) и (З.14).

Сопротивления обмоток трехобмоточного трансформатора должны быть найдены по данным опыта к. з. В этом опыте одна из обмоток подключена к источнику питания, вторая замкнута накоротко, а третья разомкнута (рис, 3.14Схемы трех опытов короткого замыкания    трехобмоточного трансформатора). При равной мощности обмоток трехобмоточного трансформатора их приведенные активные сопротивления приблизительно равны.

Действительно, рассмотрим две обмотки 11О и 11 кВ. Номинальный ток обмотки 11кВ примерно в 10 раз больше, чем обмотки 110 кВ. При той же плотности тока площадь сечения обмотки НН должна быть а 10 раз больше. Учитывая, что у этой обмотки число витков в 10 раз меньше, получим ориентировочно (при одной и той же длине витка), что активное сопротивление Rэ обмотки НН в 10² раз меньше активного сопротивления R1 обмотки ВН. Если схема трехобмоточного трансформатора приведена к ВН, то сопротивление обмотки НН следует умножить на квадрат отношения номинальных напряжений:

В результате получаем, что Rз≈R1 т, е, при равной мощности приведенные активные сопротивления обмоток трехобмоточного трансформатора равны. Применяя обозначения, показанные на рис, 3.13. получим R1 = R2=Rэ⁼=R100%

Так как в опыте к. з. трехобмоточного трансформатора (как к в случае двухобмоточного) участвуют две обмотки» в соответствии с формулой (3.15) имеем

Определим индуктивные сопротивления Х1, Х2 и Х3 схемы замещения