3 .Как определяются потери мощности и энергии в трансформаторах?

А) Потери мощности в трансформаторах.

Рисунок 2.1 Рисунок 2.2

Как извест­но, существует четыре вида потерь мощности в трансфор­маторах:

1. Активные потери короткого замыкания на на­грев обмоток. (Эти потери называют также потерями в ме­ди ).

где величины с индексом «тр» относятся к трансформатору.

2. Реактивные потери , вызванные потоками рассея­ния (расходуются на создание магнитного поля рассея­ния),

3. Активные потери холостого хода на перемагничивание и создание вихревых токов в стали (их называ­ют также потерями в стали )

где g_тр—активная проводимость.

4. Реактивные потери, обусловленные намагничиваю­щей мощностью (реактивной мощностью первичной обмот­ки, когда вторичная разомкнута),

где b_тр — реактивная проводимость трансформатора.

Таким образом,

Или окончательно, полные потери

Б) Потери энергии в трансформаторах.

Потери энергии в трансформаторах состоят из двух частей: 1) не зависящей от нагрузки Т; 2) зависящей от нагрузки :

где Т — время работы (если трансформатор включен весь год, то Т=8760 ч).

Потери холостого хода не зависят от мощности, протекающей по трансформатору, а зависят от конструкции данного трансформатора и являются величиной постоянной при определенном напряжении U_нoм.

Потери короткого замыкания , как правило, не равны номинальному значению этих потерь и изменяются в зависимости от мощности, протекающей по трансформато­ру. Так как эти потери пропорциональны квадрату мощно­сти, то

где S_тр. — фактическая мощность, протекающая по тран­сформатору; S_тр,ном—его номинальная мощность.

При этом фактические потери мощности короткого за­мыкания

Значения и Р_тр,ном даются в таблицах для конкретных трансформаторов.

Величина т определяется по графику (см. рис. 2.3.).

Таким образом, определение потерь энергии по (2.8) не представляет трудностей.

При нескольких трансформаторах n потери энергии согласно (2.8) и (2.9):

В свою очередь, мощность подстанции S_пс, состоящей из n трансформаторов,

Подставляя в (2.10) значение S_TP, после преобразова­ний подучим

Чтобы определить полную мощность с учетом потерь в трехобмоточиом трансформаторе (рис. 2.4),

необходимо определить сначала потери в обмотках 2 и 3, а за­тем, сложив их с фактической мощностью, протекающей по двум обмоткам, найти потери в обмотке 1. При трансформаторах с расщепленными обмотками потери мощ­ности учитываются также для каждой обмотки отдельно.

4. Какие типы изоляторов применяются на воздушных линиях?

Изоляторы изготавливаются из фарфора или закаленного стекла и бывают двух видов: штыревые - для линий до 1 кВ и 6 -35 кВ; на линиях 35 кВ они применяются редко - только для малых сечений; подвесные -для линий 35 кВ и выше. Подвесные изоляторы собираются в поддерживающие провод гирлянды на промежуточных опорах, а натяжные гирлянды - на анкерных опорах.

В подвесных гирляндах провод только поддерживается с помощью зажимов, в натяжных - закрепляется наглухо. Натяжные гирлянды находятся в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. Поэтому на линиях до 110 кВ число изоляторов принимается на один больше.

Рисунок 2. 5 - Подвесные изоляторы ПФ (а) и ПС (б)