Трехобмоточный трансформатор

На электрических схемах трехобмоточный трансформатор представляется следующим образом (рис. 5.5):

ВН

СН

НН

Рисунок 5.5 – Условное изображение трехобмоточного трансформатора.

В соответствии с принятой систе-мой обозначений аббревиатура транс-форматора ТДТН-25000/110/35/10 рас-шифровывается: трансформатор трех-фазный, трехобмоточный с принуди-тельной циркуляцией воздуха и естес-твенной циркуляцией масла и систе-мой регулирования напряжения под нагрузкой. Номинальная мощность – 25000 кВ∙А, класс напряжения обмот-ки высшего напряжения – 110 кВ, сре-днего напряжения – 35 кВ, низшего

напряжения – 10 кВ.

Обмотки трехобмоточного трансформатора могут иметь различные мощно-сти. За номинальную мощность трансформатора принимается мощность, равная наибольшей из мощностей его обмоток. На эту мощность трансформатор рассчи-тывается по условиям нагрева.

Трансформаторы выполняются со следующим исполнением обмоток –

100 % / 100 % /100 %, 100 % / 100 % / 66,7 % и 100 % / 66,7 % / 66,7 %.

В расчетах трехобмоточный трансформатор представляется схемой замеще-ния в виде трехлучевой звезды (рис. 5.6).

Все сопротивления в схеме приведены к напряжению высшей обмотки.

		Rс	Xс	U *
U1	Rв	Xв
		Rн	Xн	U *
Вт	Gт

Рисунок 5.6 –Схема замещения трехобмоточного трансформатора

Для определения параметров схемы замещения трехобмоточного трансфор-матора нужно выполнить один опыт холостого хода и три опыта короткого замы-кания. Из опыта холостого хода определяются данные для расчета активной и ре-активной проводимостей. Они рассчитываются по тем же формулам, что и для двухобмоточного трансформатора.

Опыты короткого замыкания выполняются следующим образом – одна об-мотка закорачивается, вторая находится на холостом ходу, а на третью обмотку подается напряжение короткого замыкания. В результате опытов определяют сле-дующие паспортные данные:

· при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны об-мотки высшего напряжения – U_{к вн}, ∆Р_{к вн};

· при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны об-мотки среднего напряжения – U_{к сн}, ∆Р_{к сн};

· при закороченной обмотке среднего напряжения и питании со стороны

обмотки высшего напряжения – U_{к вс}, ∆Р_{к вс}.

Учитывая условия проведения опытов, можно записать следующие системы уравнений:

ìU

ï

í^U ï_U

î

к вн

к вс

к сн

= U

= U

= U

к в +U к н ;	ìDPк вн= DPк в+ DPк н;
к в +U к с ;	ï	DPк вс= DPк в+ DPк с;
í
к с +U кнс .	ï	DPк сн= DPк с+ DPкнс.
î

Решая первую систему уравнений, определяем значение напряжения корот-кого замыкания каждой обмотки:

U_{к в}=0,5×(U_{к вн}+U_{к вс}-U_{к сн});

U_{к с}=0,5×(U_{к вс}+U_{к сн}-U_{к вн});

U_{к н}=0,5×(U_{к вн}+U_{к сн}-U_{к вс}).

Одно из значений напряжений короткого замыкания значительно меньше двух других по абсолютной величине. Чаще всего это U_{к с} или U_{к сн}. Это объясня-ется конструктивным исполнением трансформатора. Обмотки на магнитопроводе трансформатора располагаются концентрически. Поэтому магнитное поле обмот-ки, которая находится между двумя другими обмотками, практически полностью компенсируется магнитными полями этих обмоток. В практических расчетах ве-личина U_к этой обмотки принимается равной нулю.

Индуктивные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:

X

=

U к в×U в2

ном

;

X

=

U к с×U в2

ном

;

X

=

U к н×U в2

ном

.

в

с

н

× Sном

× Sном

× Sном

Решая первую систему уравнений, определяем значение потери активной мощности в каждой обмотке:

DP_{к в}=0,5×(DP_{к вн}+ DP_{к вс}- DP_{к сн});

DP_{к с}=0,5×(DP_{к вс}+ DP_{к сн}- DP_{к вн});

DP_{к н}=0,5×(DP_{к вн}+ DP_{к сн}- DP_{к вс}).

Активные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:

R =

DP

×U

R =

DP

×U

R =

DP

×U

к в

в ном ;

к с

в ном ;

к н

в ном .

в

Sном2

с

Sном2

н

Sном2

Очень часто в справочной литературе приводится только одно значение ∆Р_к, определенное из опыта короткого замыкания, выполненного для наиболее мощ-ных обмоток. Обычно это ∆Р_{к вс}. Потери мощности в каждой обмотке определя-ются с учетом соотношения номинальных мощностей обмоток при решении сле-дующей системы уравнений:

ìDPк вс= DPк в+ DPк с;
ï	DPк в		Sс ном %
í	=	.
ï	DPк с	Sв ном %
î

Потери активной мощности в обмотке низшего напряжения рассчитываются из любого из соотношений:

DPк в		Sн ном %	или	DPк с		Sн ном %
	=			=		.
DPк н	Sв ном %	DPк н	Sс ном %

При соотношениях мощностей обмоток 100 % / 100 % / 100 %

∆Р_{к в} = ∆Р_{к с} = ∆Р_{к н} = 0,5 ∆Р_{к вс},

а при соотношении 100 % / 100 % / 66,7 % –

∆Р_{к в} = ∆Р_{к с} = 0,5 ∆Р_{к вс}; ∆Р_{к н} = 1,5 ∆Р_{к в}.