Материал: Лекции полнотью

8

все потери мощности в опыте КЗ РК идут на нагрев обмоток трансформатора, то есть

В (2.17), (2.19) сопротивления получаются в омах при подстановке напряжений в киловольтах, а мощностей – в мегавольт-амперах и в мегаваттах.

Потери активной мощности в rT зависят от тока и мощности нагрузки I2 и S2 . Эти потери равны

P 3I2 r S2 r

T 2 T 2 T . (2.20) U2

2

Если подставить в последнее выражение rT из (2.17) и учесть, что U22 U2НОМ , то получим

Для трансформатора, через который проходят ток нагрузки I2 и мощность S2 , потери мощности с учетом (2.14), (2.21), (2.22) равны

Если на подстанции с суммарной нагрузкой S2 работают параллельно k одинаковых трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в k

Если учесть это в выражениях (2.23), (2.24), то получим следующие

трансформатор и равной S2 / k , то получим потери мощности в одном транс-

форматоре. Умножим их на k и получим выражения (2.25), (2.26) для потерь мощности в k параллельно работающих трансформаторах.

Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы. Во многих случаях на подстанции нужны три номинальных напряжения - высшее U B , среднее UC и низшее U H . Для этого можно было бы использовать

два двухобмоточных трансформатора (рис.2.6,а). Более экономично, чем два двухобмоточных, применять один трехобмоточный трансформатор (рис.2.6,б), все три обмотки которого имеют магнитную связь (рис.2.7,а). Еще более экономично применение трехобмоточных автотрансформаторов, условное обозначение которых в схемах электрических сетей приведено на рис.2.6,в. Схема соединения обмоток автотрансформатора показана на рис.2.7,б [2]. Обмотка низшего напряжения магнитно связана с двумя другими. Обмотки же последовательная и общая (П и О на рис.2.7,б) непосредственно электрически соединены друг с другом и, кроме того, имеют магнитную связь. По последовательной обмотке течет ток IB , а по общей - ( IB - IC ).

Номинальной мощностью автотрансформатора называют мощность, которую

10

автотрансформатор может принять из сети высшего напряжения или передать в эту сеть при номинальных условиях работы:

Рис.2.6. Схема подстанции с тремя номинальными напряжениями:

а – два двухобмоточных трансформатора; б – трехобмоточный трансформатор; в - автотрансформатор

Эта мощность также называется проходной. Она равна предельной мощности, которую автотрансформатор может передать из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения и наоборот при отсутствии нагрузки на обмотке низшего напряжения.

Последовательная обмотка П рассчитывается на типовую мощность

(рис.2.7,б)

последовательная обмотки рассчитаны на типовую мощность SТИП

обмотки низшего напряжения – на Н.Н.SНОМ SНОМ . Таким образом, через

понижающий автотрансформатор можно передать мощность, большую той, на которую выполняются его обмотки. Чем меньше коэффициент выгодностиSТИП / SНОМ , тем более экономичен автотрансформатор по сравнению с

трехобмоточным трансформатором. Чем ближе номинальные напряжения на средней и высшей сторонах автотрансформатора, тем меньше и тем выгоднее использовать автотрансформатор. При UC UB 0 .

Схема замещения трехобмоточного трансформатора и автотрансформатора с UНОМ 220 кВ приведена на рис.2.7,в, а с UНОМ 220 кВ - на рис.2.7,г. Как и для двухобмоточного трансформатора, в такой схеме замещения отсутствуют трансформации, то есть идеальные трансформаторы, но сопротивления обмоток низшего и среднего напряжений приводят к высшему напряжению. Такое приведение соответствует умножению на квадрат коэффициента трансформации. Потери холостого хода PX и QX определя-

ются так же, как и для двухобмоточного трансформатора. Потери PX - известная каталожная величина, а QX определяются из выражения (2.14) по каталожному значению IX , %. Для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов задаются три значения потерь короткого замыкания по парам обмоток РK В.Н. , РK В.С. , РK С.Н. и три напряжения короткого замыкания по парам обмоток u K В.Н. %, u K В.С. %, u K С.Н. %. Каждое из каталожных значений РК и u K % относится к одному из трех возможных опытов короткого замыкания. Значения РK В.Н. и u K В.Н. определяются при замыкании

накоротко обмотки низшего напряжения при разомкнутой обмотке среднего напряжения и подведении к обмотке высшего напряжения такого напряжения u K В.Н. , чтобы ток в обмотке низшего напряжения трансформатора был

равен номинальному. Схема этого опыта КЗ приведена на рис.2.7,д. Ненагруженная обмотка среднего напряжения изображена штрихами, чтобы подчеркнуть, что ток в ней равен нулю. Аналогично опыту КЗ для двухобмоточного трансформатора из данного опыта КЗ можно определить сумму сопротивлений обмоток высшего и низшего напряжений: