Передача и распределение электроэнергии Трехобмоточные трансформаторы. Схема замещения
Трехобмоточные трансформаторы. Схема замещения

Трехобмоточный трансформатор имеет три обмотки и связывает сети трех напряжений.

Обмотки между собой имеют электромагнитную связь.

Условное обозначение:

Условное обозначение трехобмоточного трансформатора

Схема замещения трехобмоточного трансформатора:

Схема замещения трехобмоточного трансформатора:

Схему замещения можно отобразить в упрощенном виде, где идеальные трансформаторы отсутствуют и сопротивления представлены в виде комплексных значений:

Схему замещения можно отобразить в упрощенном виде, где идеальные трансформаторы отсутствуют и сопротивления представлены в виде комплексных значений

где r1, r2, r3 – активные сопротивления трех обмоток трансформатора, приведенные к напряжению первичной обмотки;

х1, х2, х3 – условные индуктивности рассеяния обмоток, также приведенные к напряжению первичной обмотки.

Параметры цепи намагничивания 3-х обмоточных трансформаторов определяется аналогично двухобмоточным.

Если в опытах к.з. при замыкании одной обмотки и отсутствии нагрузки у другой, замерить напряжение к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) и потери мощности, то по формулам, полученным выше, можно определить суммарные сопротивления двух последовательно включенных лучей схемы замещения 3-х обмоточного трансформатора. При замыкании накоротко обмотки 2 и включения трансформатора под напряжение через обмотку 1 можно найти:

r12=r1+r2=ΔPКЗ(1-2)∙U2НОМ/S2НОМ :(13)

x12=x1+x2=UК(1-2)%U2НОМ/(100∙SНОМ) :(14)

Другие опыты к.з. позволяют аналогично определить суммарные сопротивления:

x13=x1+x3 (15)

x23=x2+x3 (15)

 

Из систем уравнений (14) и (15) следует, что:

x1=(x12+x13-x23)/2 :(16)

x2=(x12+x23-x13)/2 :(16)

x3=(x13+x23-x12)/2 :(16)

Значения напряжений к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) нормированы и приводятся в каталожных данных.

Значение потерь к.з. дается в таблицах. В первом случае активные сопротивления обмоток могут быть найдены в предположении, что эти сопротивления приведены к одной ступени трансформации, обратно пропорциональны номинальным мощностям соответствующих обмоток, и отвечающие наибольшим потерям мощности. Приводятся три значения потерь: ΔPКЗ(1-2), ΔPКЗ(1-3), ΔPКЗ(2-3).

При определении активных и индуктивных сопротивлений обмоток, следует принять во внимание их исполнение.

Трехобмоточные трансформаторы имеют несколько исполнений. В одном из них каждая из обмоток трансформатора рассчитана на номинальную мощность. Есть возможность по любым двум обмоткам при отключенной третьей передавать полную номинальную мощность.

Соотношение мощностей обмоток у такого трансформатора 100/100/100%

Есть исполнение у новых трансформаторов, где соотношение мощностей:

100/50/50%

100/67/33%

100/33/67%

50% или 67% или 33% соответствуют загрузке соответствующих обмоток на 50 или 67 или 33% от номинальной мощности трансформатора.

Выбор исполнения трехобмоточного трансформатора зависит от соотношения между мощностями нагрузок, питающихся от различных обмоток трансформатора.

При исполнении трансформаторов с соотношением мощностей обмоток 100/100/100% все его активные сопротивления (приведенные) равны:

r1=r2=r3=ΔPКЗ(1-2)∙U2НОМ/(2S2НОМ) :(17),

что следует из (13) при r1=r2.

Для трансформаторов с соотношением мощностей обмоток 100/100/66,7 сопротивление первых двух обмоток определяется соотношением (17) сопротивление же третьей находиться из соотношения:

НН/ВН=r66,7%/r100%=100/66,7,

откуда

r66,7%=1,5r100%.

При известных трех значениях потерь к.з. можно найти:

ΔPКЗ1=(ΔPКЗ(1-2)+ΔPКЗ(1-3)-ΔPКЗ(2-3))/2 ;

ΔPКЗ2=(ΔPКЗ(1-2)+ΔPКЗ(2-3)-ΔPКЗ(1-3))/2 ;

ΔPКЗ3=(ΔPКЗ(1-3)+ΔPКЗ(2-3)-ΔPКЗ(1-2))/2 ;

а затем с помощью формулы:

rТ=ΔPКЗ∙U2НОМ/S2НОМ;

определить сопротивления r1, r2, r3 по найденным значениям ΔPКЗ1, ΔPКЗ2, ΔPКЗ3.

Потери реактивной и активной мощностей в 3-х обмоточных трансформаторах можно вычислить суммированием потерь мощности в трех его обмотках; которые определяются по величине мощности, протекающей через соответствующую обмотку.

При неизвестных напряжениях в точках схемы замещения расчет ведется по номинальному напряжению, к которому приведены сопротивления обмоток.

Когда известны потери к.з. ΔPКЗ1, ΔPКЗ2, ΔPКЗ3, потери активной мощности м.б. найдены приблизительно как:

ΔPТ=ΔPКЗ1∙S21/S2НОМ1+ΔPКЗ2∙S22/S2НОМ2+ΔPКЗ3∙S23/S2НОМ3+ΔPХХ :(18)

Здесь S1, S2, S3 – нагрузки обмоток трансформатора.

Для потерь реактивной мощности при приблизительном расчете справедливо выражение:

ΔQТ=UК1%/100∙S21/S2НОМ1+UК2%/100∙S22/S2НОМ2+UК3%/100∙S23/S2НОМ3+ΔQХХ :(19)

(при выводе формул (18) и (19) принято, что потери мощности и напряжения к.з. приведены к номинальной мощности соответствующих обмоток).