И потери мощности в трасформаторах

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ, ПАРАМЕТРЫ

На подстанциях электрической сети приме­няются двух- и трехобмоточные трансформаторы. Двухобмо-точные трансформаторы имеют условное обозначение, показан­ное на рис. 3-35, рис. 3-36.

Рис. 3-36 Рис. 3-37

Как двух-, так и трехобмоточные трансформаторы выпол­няются либо трехфазными, либо однофазными. В последнем случае три однофазных трансформатора на подстанциях элек­трической системы составляют одну трехфазную трансформа­торную группу.

Влияние трансформаторов на режим работы системы и от­дельных ее элементов наиболее просто может быть учтено с помощью схем замещения. Такая схема для одной фазы двухбмоточного трансформатора показана на рис. 3-37,

где r_T = r₁₊ r'₂ — сумма активного сопротивления первичной обмотки и приведенного к ней активного сопротивления вто­ричной обмотки;

х_т=х_1l + х_2l — сумма индуктивного сопротив­ления рассеяния первичной обмотки и приведенного к ней ин­дуктивного сопротивления вторичной обмотки.

Эти два сопро­тивления обычно называют активным и индуктивным сопротивлениями трансформатора.

Проводимости g_т и b_т определяют активную и реактивную слагающие намагничивающего тока трансформатора I_μ - Активная слагающая этого тока обуслов­ила потерями мощности в стали трансформатора, реактивная определяет магнитный поток взаимоиндукции обмоток транс­форматора.

В схему (рис. 3-37, а) включен идеальный трансформатор, не имеющий сопротивлений и магнитных потоков рассеяния. Благодаря этому, соотношение напряжений на его зажимах постоянно и определяется коэффициентом трансформации реального трансформатора в режиме холостого хода:

Обычно идеальный трансформатор в схемах замещения реаль­ных трансформаторов опускается и соответствующие расчеты выполняются применительно к приведенным величинам вто­ричного напряжения U₂ и тока /2 (рис. 3-37, б).

Параметры трансформаторов и их мощность устанавливаются ГОСТом. К числу таких параметров относятся: потери короткого замы­кания Р_к.з. потери холостого хода Р_Х. _х, напряжение корот­кого замыкания и_к и ток холостого хода I_х.х = I_μ Эти данные позволяют определить все сопротивления и проводимости схе­мы замещения трансформатора, а также вычислить потери активной и реактивной мощности в нем.

Активное и идуктивное сопротивления одной фазы транс­форматора могут быть экспериментально определены из опыта короткого замыкания, так вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной обмотке подводится такое напряжение, при ко­тором токи в обеих обмотках трансформатора имеют номи­нальные значения. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания.

Активная мощность потребляемая трансформатором в опы­те короткого замыкания, практически целиком расходуется на нагрев его обмоток. Потери в стали при этом ничтожны из-за малости приложенного напряжения. Поэтому можно считать, что в опыте короткого замыкания

Откуда (3-12)

При определении сопротивления фазы трехфазного транс­форматора в (3-12) подставляются значения линейного номи­нального напряжения и номинальной мощности всех трех фаз.

Напряжение короткого замыкания и_к складывается из двух составляющих: падения напряжения в активном и индуктив­ном сопротивлениях от тока, протекающего в режиме коротко­го замыкания. Причем в современных крупных трансформато­рах первая слагающая составляет лишь небольшую долю от второй, поскольку в таких трансформаторах r_т<х_т. Пренебре­гая падением напряжения в активном сопротивлении транс­форматора, можно считать

откуда

Проводимости g_т и b_т схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта холостого хода, в котором при разомкнутой вторичной обмотке к первичной обмотке трансформатора подводится номинальное напряжение. Как следует из схемы замещения трансформатора, ток и соответст­вующая мощность, потребляемая трансформатором в этом режиме, определяются параметрами цепи намагничивания. Следовательно,

(3-15)

Намагничивающая мощность ∆Q_x.x обычно принимается раи­ной полной мощности холостого хода трансформатора S_x.% ввиду малости потерь активной мощности ∆Р_х.х в сравнении с ∆Qx.x.

Мощность S_x.x в относительных единицах равна току хо­лостого хода в процентах, который указывается в таблицах характеристик трансформаторов:

Передача мощности. через_трансформатор всегда сопровождается потерями мощности в активном и реактивном., сопротивлениях его обмоток, а также потерями, связанными с на­магничиванием стали. Потери, возникающие в обмотках, зави­сят от протекающего по ним тока; потери, идущие на намагни­чивание, определяются приложенным напряжением и в первом приближении могут быть приняты неизменными и равными потерям холостого хода. Суммарные потери мощности в транс­форматоре могут быть вычислены как

В тех случаях, когда напряжение U₂ неизвестно, принимают его равным номинальному напряжению трансформатора, к ко­торому приведены его сопротивления г_т и х_т.

Дата добавления: 2014-01-07