Rezistențele, conductanțele și circuitele echivalente ale transformatoarelor și autotransformatoarelor
Un transformator cu două înfășurări poate fi reprezentat printr-un circuit echivalent în formă de T (Fig. 1, a), unde rt și xt sunt rezistența activă și inductivă a înfășurărilor, gt este conductivitatea activă datorată pierderii de putere activă în transformator. oțel, bt este conducția inductivă datorată curentului de magnetizare...
Curentul în conducerea transformatorului este foarte mic (de ordinul a câteva procente din curentul nominal), prin urmare, la calcularea rețelelor electrice de importanță regională, se utilizează de obicei un circuit echivalent cu un transformator în formă de L, în care conducția se adaugă la bornele înfășurării transformatorului primar (Fig. 1, b) - la înfășurarea de înaltă tensiune pentru transformatoarele descendente și la înfășurarea de joasă tensiune pentru transformatoarele de creștere. Utilizarea unei scheme în formă de L simplifică calculele rețelelor electrice.
Orez. 1.Circuite echivalente ale unui transformator cu două înfășurări: circuit în formă de a-T; b — schema în formă de G; c — schema simplificată în formă de L pentru calcularea rețelelor regionale; d — o schemă simplificată pentru calculul rețelelor locale și pentru calculul aproximativ al rețelelor regionale.
Calculul este și mai simplu dacă conductivitatea transformatorului este înlocuită cu o sarcină constantă (Fig. 1, c) egală cu puterea fără sarcină a transformatorului:
Aici ΔPCT — pierderile de putere în oțel egale cu pierderile în timpul funcționării fără sarcină a transformatorului și ΔQST — puterea de magnetizare a transformatorului egală cu:
unde Ix.x% este curentul fără sarcină al transformatorului ca procent din curentul său nominal; Snom.tr — puterea nominală a transformatorului.
Pentru rețelele locale n, în calculele aproximative ale rețelelor regionale, se ia în considerare de obicei doar rezistența activă și inductivă a transformatoarelor (Fig. 1, d).
Rezistența activă a înfășurărilor unui transformator cu două înfășurări este determinată de pierderile de putere cunoscute în cupru (în înfășurări) ale transformatorului ΔPm kW la sarcina sa nominală:
Unde
În calculele practice, se presupune că pierderile de putere în cupru (în înfășurări) ale unui transformator la sarcina sa nominală sunt egale cu pierderile de scurtcircuit la curentul nominal al transformatorului, adică. ΔPm ≈ ΔPk.
Cunoscând tensiunea de scurtcircuit uk% a transformatorului, numeric egală cu căderea de tensiune din înfășurările acestuia la sarcina nominală, exprimată ca procent din tensiunea nominală a acestuia, adică.
se poate determina impedanţa înfăşurărilor transformatorului
iar apoi rezistenţa inductivă a înfăşurărilor transformatorului
Pentru transformatoarele mari cu rezistență foarte scăzută, rezistența inductivă este de obicei dată de următoarea condiție aproximativă:
Atunci când se utilizează formulele de calcul, trebuie avut în vedere faptul că rezistențele înfășurărilor transformatorului pot fi determinate la tensiunea nominală atât a înfășurărilor sale primare, cât și a celei secundare. În calculele practice, este mai convenabil să se determine rt și xt la tensiunea nominală a înfășurării pentru care se face calculul.
Orez. 2... Circuite transformatoare cu trei înfăşurări şi autotransformatoare: a — schema unui transformator cu trei înfăşurări; b — circuit autotransformator; c — circuit echivalent al unui transformator cu trei înfășurări și un autotransformator.
Dacă înfășurarea transformatorului are un număr reglabil de spire, atunci Ut.nom este luată ca ieșire a înfășurării principale.
Transformatoarele cu trei înfășurări (Fig. 2, a) și autotransformatoare (Fig. 2, b) sunt caracterizate de valorile pierderilor de putere ΔРm = ΔРк. și tensiuni de scurtcircuit ir% pentru fiecare pereche de înfășurări:
ΔPk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n
și
ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. s-n, ℅,
redusă la puterea nominală a transformatorului sau autotransformatorului. Puterea nominală a acestuia din urmă este egală cu puterea sa de trecere. Circuitul echivalent al unui transformator sau autotransformator cu trei înfășurări este prezentat în Fig. 2, v.
Pierderile de putere și tensiunea de scurtcircuit referitoare la razele individuale ale unei stele echivalente dintr-un circuit echivalent sunt determinate de formulele:
și
Rezistența activă și inductivă a razelor stelei echivalente a circuitului echivalent este determinată din formulele pentru transformatoarele cu două înfășurări, înlocuind în ele valorile pierderii de putere și tensiunea de scurtcircuit pentru raza corespunzătoare a stelei echivalente. a circuitului echivalent.