За номинальную мощность автотрансформатора принимается но­минальная мощность каждой из сторон, имеющих между собой автотранс­форматорную связь («проходная мощность»)

Трансформаторы устанавливают не только на открытом воздухе, но и в закрытых неотапливаемых помещениях с естественной вентиляцией. В этом случае трансформаторы также могут быть непрерывно нагружены на номинальную мощность, но при этом срок службы трансформатора не­сколько снижается из-за худших условий охлаждения.

Номинальные напряжения обмоток — это напряжения первичной и вто­ричной обмоток при холостом ходе трансформатора.

Для трехфазного трансформатора — это его линейное (междуфазное) напряжение.

Для однофазного трансформатора, предназначенного для включения в трех­фазную группу, соединенную в звезду,— это U/√3. При работе трансфор­матора под нагрузкой и подведении к зажимам его первичной обмотки номинального напряжения напряжение на вторичной обмотке меньше но­минального на величину потери напряжения в трансформаторе. Коэффи­циент трансформации трансформатора п определяется отношением номи­нальных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений:

В трехобмоточных трансформаторах определяется коэффициент транс­формации каждой пары обмоток: ВН и НН; ВН и СН; СН и НН. Номинальными токами трансформатора называются указанные в за­водском паспорте значения токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа трансформатора.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяют по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания и_к — это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Напряжение КЗ определяют по падению напряжения в трансформато­ре, оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора.

В трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах напряже­ние КЗ определяется для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке.

Таким образом, в каталогах приводятся три значения напряжения U_{к В-Н}, U_{к В-С}, U _{к С-Н.}

Поскольку индуктивное сопротивление обмоток значительно выше ак­тивного (у небольших трансформаторов в 2 — 3 раза, а у крупных в 15 — 20 раз), то и_к в основном зависит от реактивного сопротивления, т. е. взаимного расположения обмоток, ширины канала между ними, высоты обмоток. Величина и_к регламентируется ГОСТ в зависимости от напряже­ния и мощности трансформаторов. Чем больше высшее напряжение и мощность трансформатора, тем больше напряжение КЗ. Так, трансфор­матор 630 кВ • А с высшим напряжением 10 кВ имеет и_к = 5,5 %, с высшим напряжением 35 кВ м_к = 6,5%; трансформатор мощностью 80000 кВ-А с высшим напряжением 35 кВ имеет и_к = 9 %, а с высшим напряжением 110 кВ и, = 10,5%.

Увеличивая значение и_к, можно уменьшить токи КЗ на вторичной сто­роне трансформатора, но при этом значительно увеличивается потребляе­мая реактивная мощность и увеличивается стоимость трансформаторов. Если трансформатор11О кВ, 25 MB-А выполнить с и_к = 20% вместо 10%, то расчетные затраты на него возрастут на 15,7%, а потребляемая реак­тивная мощность возрастет вдвое (с 2,5 до 5,0 Мвар).

Трехобмоточные трансформаторы могут иметь два исполнения по зна­чению и_к в зависимости от взаимного расположения обмоток. Если обмот­ка НН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка СН — между ними, то наибольшее значение имеет U_{к В-Н} мень­шее значение U_{к В-С.} В этом случае потери напряжения по отношению к вы­водам СH уменьшатся, а ток КЗ в сети НН будет ограничен благодаря по­вышенному значению U_{к В-Н}

Если обмотка СН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка НН — между ними, то наибольшее значение имеет U_{к В-С} ,а меньшее U_{к В-Н..} Значение U_{к С-Н} останется одинаковым в обоих исполнениях.

Ток холостого хода 1_Х характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах номинального тока трансформатора. В совре­менных трансформаторах с холоднокатаной сталью токи холостого хода имеют небольшие значения.

Потери холостого хода Р_х и короткого замыкания Р_к определяют эко­номичность работы трансформатора. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для уменьшения их применяется электротехническая сталь с малым содержанием углерода и специальными присадками, холоднокатаная сталь толщиной 0,3 мм марок 3405, 3406 и др. с жаростойким изоляционным покрытием. В спра­вочниках и каталогах приводятся значения Р_х для уровней А и Б. Уро­вень А относится к трансформаторам, изготовленным из электротехниче­ской стали с удельными потерями не более 0,9 Вт/кг, уровень Б — с удельными потерями не более 1,1 Вт/кг (при В = 1,5 Тл, / = 50 Гц).

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструк­циях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и кон­струкциях трансформатора (стенки бака, ярмовые балки и др.). Для их сни­жения обмотки выполняются многожильным транспонированным прово­дом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.

В современных конструкциях трансформаторов потери значительно снижены. Например, в трансформаторе 250000 кВ- А, (7 = 110 кВ (Р_х = = 200 кВт, Р_к = 790 кВт), работающем круглый год (Т_тах = 6300 ч), потери электроэнергии составят 0,43 % электроэнергии, пропущенной через трансформатор. Чем меньше мощность трансформатора, тем больше относительные потери в нем.

В сетях энергосистем установлено большое количество трансформаторов малой и средней мощности, поэтому общие потери электроэнергии во всех трансформаторах страны значительны и очень важно для экономии электроэнергии совершенствовать конструкции трансформаторов с целью дальнейшего уменьшения значений Р_х и Р„.

Дата добавления: 2014-01-07