5. Схемы замещения двухобмоточных трансформаторов

Двухобмоточный трансформатор (рис.3.4, а) можно представить в виде Г-образной схемы замещения (рис.3.4, б).Продольная часть схемы замещения содержит R_т и X_т - активное и реактивное сопротивления трансформатора. Эти сопротивления равны сумме соответственно активных и реактивных сопротивлений первичной и приведенной к ней вторичной обмоток. В такой схеме замещения отсутствует трансформация, т.е. отсутствует идеальный трансформатор, но сопротивление вторичной обмотки приводится к первичной. При этом приведении сопротивление вторичной обмотки умножается на квадрат коэффициента трансформации. Если сети, связанные трансформатором, рассматриваются совместно, причем параметры сетей не приводятся к одному базисному напряжению, то в схеме замещения трансформатора учитывается идеальный трансформатор.

	Рис. 3.4. Двухобмоточный трансформатор: а - условное обозначение; б - Г-образная схема замещения; в - упрощенная схема замещения

Поперечная ветвь схемы (ветвь намагничивания) состоит из активной и реактивной проводимостей G_т и B_т. Активная проводимость соответствует потерям активной мощности в стали трансформатора от тока намагничивания I_m (рис.3.4, б).Реактивная проводимость определяется магнитным потоком взаимоиндукции в обмотках трансформатора.

В расчетах электрических сетей двухобмоточные трансформаторы при U_ном£220 кВ представляют упрощенной схемой замещения (рис.3.4, в).В этой схеме вместо ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода DP_X-jDQ_X.

Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные): S_ном - номинальная мощность, МВ^.А;U_в.ном, U_н.ном - номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений, кВ; DР_Х - активные потери холостого хода, кВт; I_х% - ток холостого хода, % I_ном; DР_К - потери короткого замыкания, кВт; u_k% - напряжение короткого замыкания, % U_ном. По этим данным можно определить все параметры схемы замещения трансформатора (сопротивления и проводимости), а также потери мощности в нем.

Проводимости ветви намагничивания определяются по результатам опыта холостого хода (XX). В этом опыте размыкается вторичная обмотка, а к первичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено U_ном.Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям холостого хода, т. е.

SХ=DPХ-jDQХ.

(3.12)

Потери реактивной мощности холостого хода в трансформаторе:

.

(3.13)

Активная проводимость трансформатора:

.

(3.14)

Реактивная проводимость трансформатора:

.

(3.15)

Сопротивления трансформатора R_т и X_топределяются по результатам опыта короткого замыкания (КЗ). В этом опыте замыкается накоротко вторичная обмотка, а к первичной обмотке подводится такое напряжение, при котором в обеих обмотках трансформатора токи равны номинальному. Это напряжение и называется напряжением короткого замыкания u_k % . Потери в стали в опыте короткого замыкания DP_СТ.К очень малы, так как u_k% намного меньше U_НОМ. Поэтому приближенно считают, что все потери мощности DP_К в опыте КЗ идут на нагрев обмоток трансформатора.

Активное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

.

(3.16)

Реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

.

(3.17)