Съпротивления, проводимост и еквивалентни вериги на трансформатори и автотрансформатори

Трансформатор с две намотки може да бъде представен от Т-образна еквивалентна схема (фиг. 1, а), където rt и xt са активното и индуктивно съпротивление на намотките, gt е активната проводимост поради загуба на активна мощност в трансформаторната стомана, bt е индуктивната проводимост, дължаща се на магнетизиращия ток …

Токът в проводимостта на трансформатора е много малък (от порядъка на няколко процента от номиналния му ток), поради което при изчисляване на електрически мрежи с регионално значение обикновено се използва еквивалентна верига с L-образен трансформатор, в която проводимостта се добавя към клеми на първичната намотка на трансформатора (фиг. 1, б)-към намотката високо напрежение за понижаващи трансформатори и към намотката за ниско напрежение за повишаващи трансформатори. Използването на L-образна схема опростява изчисленията на електрическите мрежи.

Ориз. 1. Еквивалентни схеми на трансформатор с две намотки: а-Т-образна верига; б — G -образна схема; в — опростена L -образна схема за изчисляване на регионални мрежи; г — опростена схема за изчисляване на локални мрежи и за приблизително изчисление на регионални мрежи.

Изчислението е още по -опростено, ако проводимостта на трансформатора се замени с постоянно натоварване (фиг. 1, в), равна на мощността на празен ход на трансформатора:

Тук ΔРСТ — загуби на мощност в стомана, равни на загубите по време на работа на празен ход на трансформатора, и ΔQST — намагнитваща мощност на трансформатора, равна на:

където Ix.x% е токът на празен ход на трансформатора като процент от номиналния му ток; Snom.tr — номинална мощност на трансформатора.

За локални мрежи n при приблизителни изчисления на регионални мрежи обикновено се вземат предвид само активното и индуктивното съпротивление на трансформаторите (фиг. 1, г).

Активното съпротивление на намотките на трансформатор с две намотки се определя от известните загуби на мощност в мед (в намотките) на трансформатора ΔPm kW при номиналното му натоварване:

където

В практическите изчисления се приема, че загубите на мощност в мед (в намотките) на трансформатор при номиналното му натоварване са равни на загубите от късо съединение при номиналния ток на трансформатора, т.е. ΔPm ≈ ΔPk.

Познавайки напрежението на късо съединение uk% на трансформатора, числено равно на спада на напрежението в намотките му при номинално натоварване, изразено като процент от номиналното му напрежение, т.е.

може да се определи импедансът на намотките на трансформатора

и след това индуктивното съпротивление на намотките на трансформатора

За големи трансформатори с много ниско съпротивление индуктивното съпротивление обикновено се определя от следното приблизително условие:

Когато се използват изчислителните формули, трябва да се има предвид, че съпротивленията на намотките на трансформатора могат да бъдат определени при номиналното напрежение както на неговите първични, така и на вторичните намотки. В практическите изчисления е по -удобно да се определят rt и xt при номиналното напрежение на намотката, за която се прави изчислението.

Ориз. 2… Трансформаторни вериги с три намотки и автотрансформатори: а — диаграма на трансформатор с три намотки; б — верига на автотрансформатор; в — еквивалентна верига на трансформатор с три намотки и автотрансформатор.

Ако намотката на трансформатора има регулируем брой завъртания, тогава Ut.nom се приема за изхода на главната намотка.

Трансформатори с три намотки (фиг. 2, а) и автотрансформатори (фиг. 2, б) се характеризират със стойностите на загубите на мощност ΔРm = ΔРк. и напрежения на късо съединение ir% за всяка двойка намотки:

ΔРk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n

и

ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. s-n, ℅,

намалена до номиналната мощност на трансформатора или автотрансформатора. Номиналната мощност на последния е равна на неговата преминаваща мощност. Еквивалентната верига на трансформатор с три намотки или автотрансформатор е показана на фиг. 2, v.

Загубите на мощност и напрежението на късо съединение, отнасящи се до отделните лъчи на еквивалентна звезда от еквивалентна верига, се определят по формулите:

и

Активното и индуктивно съпротивление на лъчите на еквивалентната звезда на еквивалентната верига се определя от формулите за трансформатори с две намотки, като в тях се заменят стойностите на загубата на мощност и напрежението на късо съединение за съответния лъч на еквивалента звезда на еквивалентната верига.