Основные типы Т, элементы, конструкции, системы охлаждения

Трансформаторы изготовляют трехфазными и однофазными, двух-и трехобмоточными.

Потери мощности в трансформа­торе слагаются из потерь на на­магничивание магнитопровода и нагрузочных потерь. Для уменьше­ния потерь мощности в магнитопроводах применяют холодноката­ную сталь с малым содержанием углерода. Магнитопровод собирают из листов толщиной 0,35 мм и меньше. На­грузочные потери состоят из джоулевых потерь в обмотках и доба­вочных потерь в обмотках и элементах конструкции трансфор­матора, определяемых напряжен­ностью магнитного поля рассеяния. Снижения нагрузочных потерь в основном достигают уменьшением добавочных потерь различными методами конструктивного поряд­ка, в частности применением много­проволочных проводов с изолиро­ванными жилами.

Напряжение короткого замыка­ния. При передаче мощности через трансформатор имеет место падение напряжения, определяемое сопро­тивлением трансформатора — напряжением короткого замыкания U_k. Чем выше номинальное напряже­ние и больше мощность трансфор­матора, тем выше напряжение к.з.: трансформаторы мощностью до 6300 кВ-А с напряжениями 10— 35 кВ имеют напряжение короткого замыкания в пределах 5,5—7,5%, а крупные трансформаторы с напря­жением 110—500 кВ —в пределах 10-15%.

Изоляция обмоток трансформа­тора определяется значениями ис­пытательных напряжений, на которые рассчитан трансформатор. Обмотки трансформаторов, предназначенные для присоединения к эффективно-заземленным се­тям напряжением 110 кВ и выше, выполняют с изоляцией на полное испытательное напряжение только у линейного вывода. Такие обмотки выполняют в виде двух концентров (рис. ).

/ — наружный концентр обмотки высшего напря­жения, состоящий из двух частей; 2 — внутрен­ний концентр обмотки высшего напряжения: 3 — обмотка низшего напряжения; 4 — магнито-провод.

В трехобмоточ-ных трансформаторах обмотка СН распол. между обм. ВН и НН.При та­ком расположении обмоток напря­жение к. з. между обмотками выс­шего и среднего напряжения имеет минимальное значение, что позволя­ет передать большую часть мощно­сти в сеть среднего напряжения с минимальными потерями напряже­ния. Напряжение к. з. между обмот­ками высшего и низшего напряже­ния относительно велико, что спо­собствует ограничению тока к. з. в сети низшего напряжения.

Разновидностью, трехобмоточ-ного трансформатора является трансформатор с расщеп-ленной обмоткой низшего напряжения. В таком трансформаторе (рис. 21-2, а) об­мотка низшего напряжения каждой фазы выполнена из двух частей (ветвей), расположенных симмет­рично по отношению к обмотке выс­шего напряжения. Номинальные на­пряжения ветвей обмотки одинако­вы. Мощность каждой обмотки низ­шего напряжения составляет часть номинальной мощности трансфор­матора(при двух ветвях — полови- ну, при трех ветвях — '/з номиналь­ной мощности).

а— размещение обмоток; б—схема замещения.

Достоинством трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения является большое соп­ротивление короткого замыкания между ветвями, что дает возмож­ность ограничить ток к. з. на сторо­не низшего напряжения, например на подстанциях. Повышающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения при­меняют в случаях, когда несколько генераторов должны быть присое­динены к общему трансформатору, например на гидростанциях.

Одной из характеристик транс­форматора с расщепленной обмот­кой является коэффициент расщепления k_p, который для случая двух ветвей равен отноше­нию сопротивления короткого замы­кания между ветвями расщеплен­ной обмотки Z_2-3 к сопротивлению короткого замыкания между обмот­кой высшего напряжения и парал­лельно соединенными ветвями рас­щепленной обмотки:

Для однофазных трансформато­ров коэффициент расщепления k_p ≈4, а для трехфазных трансформа­торов k_p ≈3,5. Системы охлаждениз__масляных трансформаторов (автотрансформа­торов). Для тр-ров неболь­шой и средней мощности применяют естественное масляное охлаждение М. Для мощных трансформаторов естественное масляное охлаждение оказывается недостаточным. Прихо­дится прибегать к искусственному охлаждению радиаторов воздухом спомощью вентиляторов, пристроенных к баку (Д).У самых мощных трансформаторов боковая поверхность бака оказыва­ется недостаточной для размещения необходимого числа радиаторов.Поэтому применяют отделенные от бака батареи радиаторов или пере­ходят к системе охлаждения с при­нудительной циркуляцией масла (ДЦ).

20.АТ. Основные характеристики.

Используется в сетях U≥110 кВ. Особ-ть АТ : наличие эл. связи между обм-кой ВН и СН.

Обм-ка НН выполняется самостоятельно и расположена на магнитопроводе. Часть обмотки ВН с w1-w2 называется последовательной. Обм-ка СН является общей I₀=I_c-Iв. Общую обмотку можно выполнить меньшего сечения. Отдельно обмотка СН не выполняется, т.е.достигается экономия металла. Часть мощности передается эл. путем за счет эл. связи. Часть мощности передается магнитным путем за счет магнитной связи обмоток послед-ной и общей. Мощность, передаваемая магнитным путем, наз. трансформаторной. При номинальных условиях наз. типовой. Мощность,передаваемая из обмотки ВН, наз. полной или проходной. При номинальных условиях –номинальная.

Sтр=(Uв-Uc)Iв – часть полной мощности.

Квыг=Sтр/Sв=(Uв-Uc)/ Uв

Квыг – одна из основных харак-к АТ. Для современ. АТ Квыг=0,47.

Чем выше Uв и Uc, тем меньше Sтр, тем эффективнее АТ. Мощность тр-ра влияет на размеры АТ.

К-т выгодности показывает во сколько раз можно передать большую мощность по сравнению с тр-ром при тех же габаритах.

Ixx в 2 раза меньше, потери в о.е. в 2 раза меньше Uk<1/Kвыг.

Уменьшение Uk не позволяет эффективно ограничить ток к.з. со стороны НН.

У АТ Х_L меньше.

Достоинства: 1) требуется меньше меди, стали, изоляц. материалов, стоимость меньше; 2) мощность больше; 3) потери мощности меньше;4) кпд выше; 5) условия охлаждения легче.

Недостатки: 1) низкое напряж.к.з.; 2) менее динамически и термически стойкие; 3) работа с заземленной нейтралью.

При разземленной нейтрали перенапряжение в сети НН переходит в перенапряжение в сети СН. Режим заземленной нейтрали ведет к увеличению тока однофаз. к.з.

Режимы работы 3-обм. АТ.