Лекция 5. Параметры и схемы замещения двухобмоточных трансформаторов

План

1. Назначение, условные обозначения, схемы соединения обмоток и векторные диаграммы напряжений трансформаторов.

2.Двухобмоточные трансформаторы.

3. Опыт короткого замыкания и параметры, определяемые по его ре­зультатам.

4. Опыт холостого хода и параметры, определяемые по его результа­там.

Передачу электроэнергии на большие расстояния в основном осущест­вляют на повышенном (110-750 кВ) напряжении. Распределение электро­энергии выполняют сетями 6-35(110) кВ. Электропотребителей подключают к сетям более низких напряжений (0,22-10 кВ). Для соответствующих преоб­разований (трансформаций) напряжений, а также связи электрических сетей различных классов напряжений и распределения электроэнергии используют силовые трансформаторы и автотрансформаторы однофазного и трёхфазного исполнения.

На подстанциях электрических сетей и электростанциях преимущест­венно применяют трёхфазные двух- и трёхобмоточные трансформаторы и ав­тотрансформаторы. При большой мощности используют однофазные транс­форматоры, соединённые в трёхфазные группы.

Условные обозначения понижающих и повышающих трансформаторов и автотрансформаторов в схемах электрических систем электроснабжения показаны на рис. 5.1.

Стрелки обозначают электрическую нагрузку S₁ и S₂ на шинах (выво­дах) высшего U₁ и низшего напряжения U₂ двухобмоточных трансформато­ров (рис. 5.1, а-в). В случае трёхобмоточных трансформаторов и автотранс­форматоров стрелки обозначают электрические нагрузки S1, S2 и S3 на шинах высшего U₁, среднего U₂ и низшего U₃ напряжений (рис. 5.1, г, д). Другая стрелка символизирует наличие регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Отсутствие таковой означает, что трансформатор снабжён устройст­вом изменения (улучшения) напряжения ПБВ (переключатель без возбужде­ния). Изменение напряжения осуществляется при отключении трансформа­тора от сети.

Принципиальные схемы двух- и трёхобмоточных трансформаторов представлены на рис. 5.2 и рис. 5.3.

Обмотки высшего напряжения (ВН) 6-35 кВ двухобмоточных транс­форматоров соединены в звезду (с изолированной или выведенной нулевой точкой), а обмотки низшего напряжения (НН) 0,4/0,23 кВ и 0,69/0,4 кВ со­единены в звезду с выведенной нулевой точкой, т. е. группу соединений Y/Y₀-0 (рис. 5.2, а). При более высоком напряжении обмоток (ВН 110, 150, 220 кВ) обмотку НН (6-10 кВ) соединяют в треугольник, что соответствует группе соединений Y_н / а -11 (рис. 5.2, б).

В трёхобмоточных трансформаторах (ВН 110, 150, 220 кВ) обмотки ВН и СН соединены соответственно в звезду с выведенной и изолированной ну­левой точкой. Обмотку НН при напряжении 6, 10, 20 кВ соединяют в тре­угольник, что соответствует группе соединений Y_н /Y/А - 0/0/11 (рис. 5.3).

В автотрансформаторах (ВН 150, 220, 330, 500, 750 кВ) общие обмотки соединены в звезду с обязательным глухим заземлением нейтрали (рис. 5.4).

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы характеризуются следующими каталожными (паспортными) данными: - номинальная мощность трансформатора, кВА; - номинальные междуфазовые (линей­ные) напряжения присоединяемых сетей; Р_к - потери активной мощности короткого замыкания, кВт; Р_х - потери активной мощности холостого хода, кВт; - относительное значение напряжения короткого замыкания, %; -относительное значение тока холостого хода, %.

На основе указанных каталожных данных определяют все расчётные параметры схем замещения трансформирующих устройств: сопротивления, проводимости, коэффициенты трансформации. Указанные параметры влияют на потери мощности и электроэнергии, на отклонения напряжения у электро­потребителей и потому должны учитываться при расчётах и анализе режимов работы электрических сетей.