3.4. Потери мощности в двухобмоточных трансформаторах
Для трансформатора, через который проходят ток нагрузки I и мощность S, нагрузочные потери активной мощности:
Нагрузочные потери реактивной мощности:
олучим суммарные потери активной и реактивной мощности
Если на подстанции с суммарной нагрузкой S работают параллельно k одинаковых трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в k раз меньше, а проводимости в k раз больше. Если учесть это в выражениях (3.20) и (3.21), то получим следующие выражения для суммарных потерь мощности:
3.5. Схемы замещения трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов
Схема соединения обмоток автотрансформатора показана на рис.3.6,б. Обмотка низшего напряжения магнитно связана с двумя другими. Обмотки последовательная и общая (П и О на рис.3.6,б) непосредственно электрически соединены друг с другом и, кроме того, имеют магнитную связь. По последовательной обмотке течет ток Iв, а по общей - (Iв - Iс). Номинальной мощностью автотрансформатора называют мощность, которую автотрансформатор может принять из сети высшего напряжения или передать в эту сеть при номинальных условиях работы:
Эта мощность также называется проходной. Она равна предельной мощности, которую автотрансформатор может передать из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения и наоборот при отсутствии нагрузки на обмотке низшего напряжения.
Последовательная обмотка (П) рассчитывается на типовую мощность (рис.3.6,б):
де a=1-(Uс.ном/Uв.ном) – коэффициент выгодности, показываюий, во сколько раз Sтип меньше Sном.
В трехобмоточном трансформаторе все три обмотки имеют мощность Sном. В автотрансформаторе общая и последовательная обмотки рассчитаны на типовую мощность Sтип<Sном, а обмотки низшего напряжения - на aннSном<Sном. Таким образом, через понижающий автотрансформатор можно передать мощность, большую той, на которую выполняются его обмотки. Чем меньше коэффициент выгодности a= Sтип/Sном, тем более экономичен автотрансформатор по сравнению с трехобмоточным трансформатором. Чем ближе номинальные напряжения на средней и высшей сторонах автотрансформатора, тем меньше a и тем выгоднее использовать автотрансформатор. При UC = UB a = 0 .
Схема замещения трехобмоточного трансформатора и автотрансформатора с приведена на рис. 3.6, в, г. Как и для двухобмоточного трансформатора, в такой схеме замещения отсутствуют трансформации, т.е. идеальные трансформаторы, но сопротивления обмоток низшего и среднего напряжений приводят к высшему напряжению. Такое приведение соответствует умножению на квадрат коэффициента трансформации.
Потери холостого хода DPХ и DQХ определяются так же, как и для двухобмоточного трансформатора.
Для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов задаются три значения потерь короткого замыкания по парам обмоток DРкВН , DРкBC , DРкCH и три напряжения короткого замыкания по парам обмоток UкВН , UкBC , UкCH. Каждое из каталожных значений DPк и uк% относится к одному из трех возможных опытов короткого замыкания. Так, значения DРкВН и UкВН определяются при замыкании накоротко обмотки низшего напряжения при разомкнутой обмотке среднего напряжения и подведении к обмотке высшего напряжения такого напряжения UкВН, чтобы ток в обмотке низшего напряжения трансформатора был равен номинальному.
Из опыта короткого замыкания определяются сопротивления обмоток:
В (3.26) - (3.28) величины DPК.В, DPК.С, DPК.Н, соответствующие лучам схемы замещения, определяются по каталожным значениям потерь КЗ для пар обмоток:
DРкВ = 0,5(DРкВН + DРкBC – DРкCH); (3.29)
DРкC = 0,5(DРкВC + DРкCH – DРкBH); (3.30)
DРкH = 0,5(DРкВH + DРкCH – DРкBC). (3.31)
Аналогично этому по каталожным значениям напряжений КЗ для пар обмоток UкВН%, UкBC%, UкCH% определяются напряжения КЗ для лучей схемы замещения:
UкВ% = 0,5(UкВН + UкBC – UкCH); 3.32)
UкC% = 0,5(UкВC + UкCH – UкBH); (3.33)
UкH% = 0,5(UкВH + UкCH – UкBC). (3.34)
По найденным значениям UкВ% ,UкC% ,UкH% определяются реактивные сопротивления обмоток XТВ, XТС, XТН по выражениям, аналогичным (3.17) для двухобмоточного трансформатора. Реактивное сопротивление одного из лучей схемы замещения трехобмоточного трансформатора (обычно среднего напряжения) близко к нулю.