Соотношения между параметрами разных линий и их схемы замещения, страница 2

Фактически  напряжение короткого замыкания есть падение напряжения на активном и реактивном  сопротивлениях. Но в трансформаторах достаточно большой мощности  реактивное сопротивление значительно больше активного, поэтому падение напряжения на активном сопротивлении мало, и падение напряжения на реактивном сопротивлении принимается равным напряжению короткого замыкания. Для трансформаторов малой мощности активное и реактивное сопротивления  соизмеримы, и  расчет  по формуле ( 4.16) приводит к значительным погрешностям. В них реактивное сопротивление следует определять по реактивной составляющей напряжения короткого замыкания

                                                    ,                                                 (4.17)

которую можно найти по формуле

                                                   ,                                              (4.18)

где  - активная составляющая напряжения короткого замыкания.

          Активная проводимость  обусловливает потери активной мощности в стали трансформатора на гистерезис и вихревые токи. Как уже отмечалось, ее обычно заменяют потерями активной мощности холостого хода , являющимися каталожными данными трансформатора. При необходимости применения схемы замещения, приведенной на рис.4.6, активную проводимость можно найти по формуле

                                                   .                                                  (4.19)

Реактивная проводимость обусловливает намагничивание стали. Ей эквивалентна намагничивающая мощность , которую определяют через ток холостого хода трансформатора , являющийся каталожной характеристикой

                                                   .                                                    (4.20)

Реактивную проводимость можно найти по формуле

                                                 .                                                   (4.21)

          Двухобмоточные трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения  (НН) применяются для снижения уровней токов короткого замыкания в электрических сетях. Расщепленная обмотка состоит из двух гальванически не связанных частей, суммарная номинальная мощность которых, как правило, равна номинальной мощности трансформатора. Эти части позволяют подключить нагрузку, независимую друг от друга.

          Трансформаторы с расщепленной на две одинаковые ветви обмоткой НН могут работать как с  параллельным, так и с раздельным соединением этих ветвей. При параллельном соединении трансформатор  будет работать как обычный двухобмоточный. Поэтому его схема замещения и определение параметров для такого режима идентичны двухобмоточному трансформатору. Заметим, что приведенные в паспорте трансформатора с расщепленной обмоткой значения   и  даны именно для этого режима опыта короткого замыкания.

          Обычно же ветви расщепленной обмотки работают раздельно,  каждая на свою нагрузку , и схема замещения трансформатора имеет вид, представленный на рис. 4.7,б. Активные и реактивные сопротивления этих ветвей находят по формулам:

 ; ,

где  и  - общие сопротивления трансформатора с параллельно работающими ветвями, определяемые по формулам (4.15) и (4.16).

          Трехобмоточные трансформаторы применяются для связи электрических сетей трех разных напряжений и имеют схему замещения, приведенную на рис.4.7,в. Здесь каждая обмотка представлена своими активным и реактивным сопротивлениями, приведенными к номинальному напряжению одной из обмоток, обычно высшего напряжения. Потери холостого хода  и  являются общими для всего трансформатора.

          Активные сопротивления рассчитываются по приведенным в каталожных данных потерям короткого замыкания. При этом возможны два случая.

          Наиболее часто в каталожных данных приведено одно значение потерь короткого замыкания, отвечающее опыту с обмотками высшего и среднего напряжений . По нему вначале определяют общее активное сопротивление рассматриваемых обмоток:

                                                  .                                                  (4.22)

Если мощности всех обмоток одинаковы, то сопротивление каждой обмотки

                                           .                                         (4.23)

          Для некоторых трансформаторов в каталожных данных приводится три значения потерь короткого замыкания: ; ; . Они отвечают трем возможным опытам короткого замыкания с каждой парой обмоток. Здесь вначале определяют потери короткого замыкания в каждой обмотке:

                                                                    (4.24)

          Дальше рассчитывают сопротивления обмоток:

                                                 (4.25)

          Реактивные сопротивления находят по приведенным в каталожных данных трем значениям напряжения короткого замыкания: . Расчет ведут в такой же последовательности, как и в последнем случае при определении активных сопротивлений.

          Рассчитывают напряжения короткого замыкания каждой обмотки:

                                                                          (4.26)

По формулам, аналогичным (4.16), находят сопротивления каждой обмотки:

                                                    (4.27)

          Трехобмоточный автотрансформатор - трансформатор, две обмотки которого имеют общую часть, а третья обмотка не имеет гальванической связи с двумя первыми обмотками. Он имеет такую же схему замещения, что и трехобмоточный. Особенностью автотрансформатора является различие мощностей его обмоток. Номинальной мощностью является предельная мощность, передаваемая по обмотке высшего напряжения

                                                                                               (4.28)

в сеть среднего напряжения при отсутствии нагрузки на обмотке низшего напряжения. Другие обмотки трансформатора (последовательная, низшего напряжения) рассчитывается на так называемую типовую мощность . Отношение типовой мощности к номинальной называется коэффициентом выгодности , который может быть определен по выражению

                                                                                                        (4.29)

          Таким образом, конструкция автотрансформатора делает возможной передачу по нему мощности, большей той, на которую рассчитываются его обмотки. Благодаря этому автотрансформаторы по сравнению с трехобмоточными характеризуются меньшим расходом активных материалов на их изготовление. Их преимущество проявляется тем больше, чем ближе друг к другу напряжения  и , и значит меньше .

          Для большинства автотрансформаторов в каталожных данных дается только значение потерь короткого замыкания для пары обмоток высшего и среднего напряжений, отнесенное к его номинальной мощности. Поэтому

                                                                              (4.30)

          При мощности меньше номинальной и равной, например, типовой сопротивление обмотки низшего напряжения

                                                                                           (4.31)

          Для некоторых автотрансформаторов в каталожных данных приводят значения потерь короткого замыкания для всех пар обмоток. При этом величина  отнесена к номинальной мощности, а и  - к типовой или номинальной мощности обмотки низшего напряжения. Для определения сопротивлений последние значения  потерь короткого замыкания следует привести к номинальной мощности:

                                                     (4.32)

Дальнейший расчет сопротивлений соответствует формулам (4.24) и (4.25).

          Реактивные сопротивления обмоток автотрансформатора определяют аналогично трехобмоточному, так как все значения для них даются отнесенными к номинальной мощности.