Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Трехобмоточные трансформаторы

Трехобмоточным называется трансформатор, у которого имеется 3 обмотки: высшего, среднего и низшего напряжений. Условное обозначение показано на рис. 3.4, а схема замещения – на рис. 3.5. Обозначения на рисунках: U_в, U_с, U_н –соответственно высшее, среднее и низшее напряжения; R_в, R_с, R_н –активные сопротивления обмоток соответственно высшего, среднего и низшего напряжений, приведенные к высшему напряжению; Х_в, Х_с, Х_н –индуктивные сопротивления обмоток; k_трвс – коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону среднего напряжения; k_трвн –коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения.

В отличие от двухобмоточных, у трехобмоточных трансформаторов производится не один, а три опыта короткого замыкания.

Опыт №1: обмотка низшего напряжения размыкается, обмотка среднего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и среднего напряжений. Оно выражается в процентах от номинального напряжения трансформатора и обозначается U_квс%. Как и у двухобмоточных трансформаторов, в данном опыте фиксируется потребляемая трансформатором активная мощность. Она называется потерями короткого замыкания в обмотках высшего и среднего напряжений и обозначается Δ Р_квс.

Опыт №2: обмотка среднего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и низшего напряжений и обозначается U_квн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются Δ Р_квн.

Опыт №3: обмотка высшего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку среднего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток среднего и низшего напряжений и обозначается U_ксн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются Δ Р_ксн.

Рис. 3.4. Условное обозначение трехобмоточного трансформатора

Рис. 3.5. Схема замещения трехобмоточного трансформатора

По аналогии с двухобмоточными трансформаторами можно записать следующее выражение:

, (3.15)

где Δ Р_кв – потери короткого замыкания в обмотке высшего напряжения, то есть потери активной мощности, возникающие в этой обмотке при номинальном токе.

У трехобмоточных трансформаторов все три обмотки выполняются одинаковой мощности. Поэтому потери короткого замыкания и активные сопротивления обмоток одинаковы. Поскольку , то . Подставив это выражение в (3.15), окончательно получим

. (3.16)

Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора (по аналогии с двухобмоточным) равны

, (3.17)

где под i понимаются индексы в, с или н; U_к_i_% – напряжение короткого замыкания в i -й обмотке, выраженное в процентах от номинального напряжения.

Напряжения короткого замыкания связаны друг с другом соотношениями

, (3.18)

, (3.19)

, (3.20)

Совместно решая уравнения (3.18)–(3.20), получим следующие выражения для расчета величин U_кв%, U_кс% и U_кн%:

, (3.21)

, (3.22)

. (3.23)

Потери холостого хода трехобмоточных трансформаторов определяются так же, как у двухобмоточных трансформаторов. Номинальные коэффициенты трансформации равны

, , (3.24)

где U_с,ном –номинальное среднее напряжение трансформатора.

Автотрансформаторы

Автотрансформатором называется трехобмоточный трансформатор, у которого обмотка среднего напряжения является частью обмотки высшего напряжения. Условное обозначение автотрансформатора показано на рис. 3.6, а его принципиальная схема – на рис. 3.7.

U_в

U_c

U_н

Рис. 3.6. Условное обозначение автотрансформатора

Рис. 3.7. Принципиальная схема автотрансформатора

Обмотка среднего напряжения называется также общей обмоткой, так как принадлежит одновременно сторонам высшего и среднего напряжения (обозначена на рисунке буквой "О"). Оставшаяся часть обмотки высшего напряжения называется последовательной обмоткой (обозначена на рисунке буквой "П").

Наибольшая мощность, которую можно передать через автотрансформатор без его перегрузки из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения при разомкнутой обмотке низшего напряжения, называется номинальной. Эта мощность равна

. (3.25)

Часть номинальной мощности передается из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения чисто гальванически. Оставшаяся часть мощности передается электромагнитным путем и называется типовой мощностью. Определим ее как мощность, проходящую через последовательную обмотку:

где a – коэффициент выгодности, который всегда меньше единицы.

Общая и последовательная обмотка рассчитываются на типовую мощность, которая меньше номинальной. Поэтому автотрансформатор имеет меньшие габариты и потери мощности, чем аналогичный трехобмоточный трансформатор. Чем меньше типовая мощность (коэффициент выгодности), тем экономичнее автотрансформатор.

К недостаткам автотрансформатора можно отнести следующее: 1). В сетях высшего и среднего напряжений должны быть одинаковые режимы работы нейтрали; 2). В некоторых режимах ток в общей обмотке I₀ может превысить допустимое значение даже при передаче мощности меньше номинальной.

Схема замещения автотрансформатора такая же, как у трехобмоточного трансформатора. Ее параметры рассчитываются так же за исключением активного сопротивления обмотки низшего напряжения, которое равно

, (3.26)

где S_н,ном –номинальная мощность обмотки низшего напряжения.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒