Схеми заміщення трансформаторів при розрахунках електричних мереж

До вподоби вирішуваних завдань розрахунки електронних мереж діляться на дві частини:

1. Розрахунки режимів мереж. Це розрахунки напружень в вузлових точках, струмів і потужностей в лініях і трансформаторах в певні проміжки часу.

2. Розрахунки вибору характеристик. Це розрахунки вибору напруг, характеристик ліній, трансформаторів, компенсуючих та інших пристроїв.

Для виробництва вище зазначених розрахунків, перш за все, слід знати схеми заміщення, опору і провідності ліній електропередачі і трансформаторів.

У розрахунках електронних мереж з урахуванням трансформаторів замість Т-подібної схеми заміщення, відомої з курсу електротехніки, зазвичай використовують більш просту Г-подібну схему заміщення, яка істотно спрощує розрахунки і не викликає істотних помилок. Така схема заміщення представлена ​​на рис. 1.

Мал. 1. Г-подібна схема заміщення трансформатора

Основними параметрами схеми заміщення однієї фази трансформатора є активний опір RТ, реактивний опір ХТ, активна провідність GТ і реактивна провідність ОТ. Реактивна провідність ВТ має індуктивний характер. Ці характеристики в довідковій літературі відсутні. Їх визначають експериментально за паспортними даними: втрат холостого ходу ΔРХ, втрат короткого замикання DРК, напрузі короткого замикання UК% і току холостого ходу i0%.

Для триобмоткових трансформаторів або автотрансформаторів, схема заміщення представляється в дещо іншому вигляді (рис.2).

Мал. 2. Схема заміщення триобмоткового трансформатора

У паспортних даних триобмоткових трансформаторів напругу короткого замикання вказується для 3-х ймовірних сполучень: UК1-2% - при короткому замиканні обмотки середньої напруги (СН) та харчуванні з боку обмотки вищої напруги (ВН) - UК1-3% - при короткому замиканні обмотки нижчої напруги (НН) і харчування з боку обмотки ВН- UК2-3% - при короткому замиканні обмотки НН і харчуванні з боку СН.

Крім того, можливі варіанти виконань трансформаторів, коли всі три обмотки розраховані на номінальну потужність трансформатора або коли одна або обидві вторинні обмотки розраховані (по нагріванню) лише на 67% потужності первинної обмотки.

Активна і реактивна провідності схеми заміщення визначаються за формулами:

Загальна активний опір обмоток RТобщ обчислюють за формулою:

Якщо всі три обмотки розраховані на повну потужність, то активний опір будь-який з їх приймається рівним:

R1Т = R2Т = R3Т = 0,5 RТобщ

Якщо ж одна з вторинних обмоток розрахована на 67% потужності, то опору обмоток, які можуть бути завантажені на 100%, приймаються рівними 0,5 RТобщ. Обмотка, що дозволяє передавати 67% потужності і перетин якої становить 67% від звичайного, має опір в 1,5 рази більше, тобто 0,75 RТобщ.

Для визначення реактивного опору кожного з променів схеми заміщення напруги короткого замикання представляють у вигляді суми відносних падінь напруги на окремих променях:

UК1-2% = Uк1% + Uк2%,

UК1-3% = Uк1% + Uк3%,

UК2-3% = Uк2% + Uк3%.

Вирішуючи цю систему рівнянь щодо Uк1% і Uк3%, отримуємо:

Uк1% = 0,5 (UК1-2% + UК1-3% - UК2-3%),

Uк2% = UК1-2% + Uк1%,

Uк3% = UК1-3% + Uк1%.

При практичних розрахунках для 1-го з променів падіння напруги зазвичай виходить рівним нулю або маленький негативною величиною. Для цього променя схеми заміщення індуктивний опір приймають рівним нулю, а для інших променів індуктивні опору знаходять залежно від відносних падінь напруги по формулі:

Школа для електрика