Náhradní obvody pro transformátory při výpočtu elektrických sítí

Podle povahy úkolů, které mají být řešeny, jsou výpočty elektrických sítí rozděleny do dvou částí:

1. Výpočty síťových režimů. Jedná se o výpočty napětí v uzlových bodech, proudů a výkonů ve vedeních a transformátorech v určitých intervalech.

2. Výpočty výběru parametrů. Jedná se o výpočty výběru napětí, parametrů vedení, transformátorů, kompenzačních a dalších zařízení.

Chcete-li provést výše uvedené výpočty, musíte nejprve znát ekvivalentní obvody, odpor a vodivost elektrických vedení a transformátorů.

Při výpočtech elektrických sítí s přihlédnutím k transformátorům se místo ekvivalentního obvodu ve tvaru T známého z kurzu elektrotechniky obvykle používá nejjednodušší náhradní obvod ve tvaru L, který výrazně zjednodušuje výpočty a nezpůsobuje výrazné chyby. . Takový ekvivalentní obvod je znázorněn na Obr. 1.

Rýže. 1. Náhradní obvod transformátoru ve tvaru L

Hlavní parametry náhradního obvodu jedné fáze transformátoru jsou aktivní odpor RT, reaktivita HT, aktivní vodivost GT a reaktivní vodivost BT. Reaktivní vodivost VT je indukční povahy. Tyto parametry v referenční literatuře chybí. Stanovují se experimentálně podle pasportních údajů: ztráty naprázdno ∆PX, ztráty nakrátko DRK, napětí nakrátko UK% a proud naprázdno i0%.

U transformátorů se třemi vinutími nebo autotransformátorů je ekvivalentní zapojení prezentováno v mírně odlišné podobě (obr. 2).

Rýže. 2. Ekvivalentní obvod transformátoru se třemi vinutími

V pasových údajích transformátorů se třemi vinutími je zkratové napětí uvedeno pro tři možné kombinace: UK1-2%-zkrat na vinutí vysokého napětí (VN) a napájecí strana vinutí vysokého napětí (VN). ; UK1-3% — při zkratu vinutí nízkého napětí (NN) a napájení z vinutí vn; UK2-3% — při zkratu NN cívky a napájení na VN straně.

Kromě toho jsou možné verze transformátoru, kdy jsou všechna tři vinutí dimenzována na jmenovitý výkon transformátoru nebo kdy jedno nebo obě sekundární vinutí jsou dimenzována (z hlediska ohřevu) pouze na 67 % výkonu primárního vinutí.

Aktivní a reaktivní vodivost ekvivalentního obvodu jsou určeny vzorcem:

kde ∆PX — v kW, UN — v kW.

Celkový aktivní odpor vinutí RTotot se vypočítá podle vzorce:

Pokud jsou všechna tři vinutí navržena pro plný výkon, pak se aktivní odpor každého z nich považuje za stejný:

R1T = R2T = R3T = 0,5 RT celkem

Je-li jedno ze sekundárních vinutí dimenzováno na 67 % výkonu, pak se odpory vinutí, které lze zatížit na 100 %, považují za rovné 0,5 RTotal. Cívka, která umožňuje přenos 67% výkonu a jejíž průřez je 67% normálu, má odpor 1,5x větší, tzn. 0,75 RTotot.

Pro určení odporu každého z paprsků jsou ekvivalentní obvody zkratového napětí prezentovány jako součet relativních úbytků napětí na jednotlivých paprskech:

UK1-2% = UK1% + UK2%,

UK1-3% = UK1% + UK3%,

UK2-3% = UK2% + UK3%.

Řešením tohoto systému rovnic pro UK1% a UK3% dostaneme:

UK1 % = 0,5 (UK1-2 % + UK1-3 %-UK2-3 %),

UK2% = UK1-2% + UK1%,

UK3% = UK1-3% + UK1%.

V praktických výpočtech pro jeden z paprsků je úbytek napětí obvykle nula nebo malá záporná hodnota. U tohoto paprsku ekvivalentního obvodu se předpokládá, že indukční odpor je nulový a pro zbývající paprsky se indukční reaktance zjistí v závislosti na relativních poklesech napětí podle vzorce: