Электр тораптары және трансформаторлардың алмастыру схемалары

Двухобмоточный трансформатор (рис.3.4, а) можно представить в виде Г-образной схемы замещения (рис.3.4, б). Продольная часть схемы замещения содержит R_т и X_т - активное и реактивное сопротивления трансформатора. Эти сопротивления равны сумме соответственно активных и реактивных сопротивлений первичной и приведенной к ней вторичной обмоток. В такой схеме замещения отсутствует трансформация, т.е. отсутствует идеальный трансформатор, но сопротивление вторичной обмотки приводится к первичной. При этом приведении сопротивление вторичной обмотки умножается на квадрат коэффициента трансформации. Если сети, связанные трансформатором, рассматриваются совместно, причем параметры сетей неприводятся к одному базисному напряжению, то в схеме замещения трансформатора учитывается идеальный трансформатор.

	Рис. 3.4. Двухобмоточный трансформатор: а - условное обозначение; б - Г-образная схема замещения; в - упрощенная схема замещения

Поперечная ветвь схемы (ветвь намагничивания) состоит из активной и реактивной проводимостей G_т и B_т. Активная проводимость соответствует потерям активной мощности в стали трансформатора от тока намагничивания I_m (рис.3.4, б). Реактивная проводимость определяется магнитным потоком взаимоиндукции в обмотках трансформатора.

В расчетах электрических сетей двухобмоточные трансформаторы при U_ном£220 кВ представляют упрощенной схемой замещения (рис.3.4, в). В этой схеме вместо ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода DP_X+jDQ_X.

Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные): S_ном - номинальная мощность, МВ^.А; U_в.ном, U_н.ном - номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений, кВ; DР_Х - активные потери холостого хода, кВт; I_х% - ток холостого хода, % I_ном; DР_К - потери короткого замыкания, кВт; u_K % - напряжение короткого замыкания, % U_ном. По этим данным можно определить все параметры схемы замещения трансформатора (сопротивления и проводимости), а также потери мощности в нем.

Проводимости ветви намагничивания определяются по результатам опыта холостого хода (XX). В этом опыте размыкается вторичная обмотка, а кпервичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено U_ном.Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям холостого хода, т. е.

SХ=DPХ+jDQХ.

(3.12)

Потери реактивной мощности холостого хода в трансформаторе:

.

(3.13)

Активная проводимость трансформатора:

.

(3.14)

Реактивная проводимость трансформатора:

.

(3.15)

Сопротивления трансформатора R_т и X_т определяются по результатам опыта короткого замыкания (КЗ). В этом опыте замыкается накоротко вторичная обмотка, а к первичной обмотке подводится такое напряжение, при котором в обеих обмотках трансформатора токи равны номинальному. Это напряжение и называется напряжением короткого замыкания u_K % . Потери в стали в опыте короткого замыкания DP_СТ.К очень малы, так как u_K% намного меньше U_НОМ. Поэтому приближенно считают, что все потери мощности DP_К в опыте КЗ идут на нагрев обмоток трансформатора.

Активное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

.

(3.16)

Реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

.

(3.17)

Электр торабы әр қайсысының белгілі қызметі мен конструктивті орындалуы бар, әр түрлі элементтерден тұрады. Rл – активті кедергі, Ом; Xл – реактивті кедергі, Ом; Gл – активті өткізгіш, См; Bл – реактивті өткізгіш, См; Kt – коэффициент трансформации. Бұл параметрлер торап элементтерінің өздеріне тән сипаттарын бейнелеп көрсетеді және тек санмен ажыратылады. Эл.торабының элементтерінің сандық сипатын анықтау үшін алмастыру сызбалары сызылады. Сызбада эл.торабының күйін анықтайтын барлық параметрлері көрсетіледі. Кернеуі 110 кВ және одан жоғары, ұзындығы 300-400 км әуе ЭБЖ көбіне П түріндегі алмастыру сызбасы арқылы көрсетіледі.

Активті кедергі Rл=roL, ro – салыстырмалы кедергі, Ом/км, при температуре провода +20°С; L - длина линии, км. Реактивное сопротивление определяется следующим образом: Xл=xoL , xo - удельное реактивное сопротивление, Ом/км.Удельные индуктивные сопротивления фаз воздушной линии в общем случае различны. При расчетах симметричных режимов используют средние значения xo:

Ом/км, где rпр – радиус провода, см; Dср– среднегеометрическое расстояние между фазами, см, определяемое следующим выражением:

, где Dab, Dbc, Dca – расстояния между проводами соответственно фаз a, b, c.

Болат алюминийлі сымдар үшін xo фазадағы сымның қимасы мен санына байланысты анықтамалық кестелерден алынады. Тораптың активті өткізгіші Gл активті қуат шығынының екі түріне сәйкес келеді: оқшаулама арқылы ток азаюынан және тәжге. Оқшаулама арқылы ток азаюы аз, сол себепті оқшауламадағы қуат шығынын елемесе де болады. Активті қуат шығыны тәжге сәйкестенеді. Тәждегә қуат шығынын азайту үшін сымның диаметрін ұлғайту керек. Әуе желілерінің ең аз рұқсат етілген қимасы тәж пайда болу талабымен нормаланады: 110кВ — 70 мм2; 220кВ —240 мм2; 330кВ –2х240 мм2; 500кВ – 3х300 мм2; 750кВ – 4х400 или 5х240 мм2. Сыйымдылықты немесе реактивті өткізгіш Bл әр түрлі фазалар арасындағы сымдардың сыйымдылығымен және сым-жер сыйымдылығымен шартталған: Bл= boL, где bо- удельная емкостная проводимость, См/км, которая может быть определена по справочным таблицам или по следующей формуле:

110-220 кВ ЭБЖ үшін көптеген есептеулер үшін алмастыру сызбалары қарапайым болып келеді.

Схемы замещения линий электропередачи: а, б - воздушная линия 110-220-330 кВ; в - воздушная линия Uном £35 кВ; г -кабельная линия Uном£10 кВ.