Двообмотковий трансформатор з розщепленою обмоткою низької напруги

Двообмоткові трансформатори потужністю 25 і більше МВ А виконуються з розщепленою обмоткою нижчої напруги. Умовна позначка на схемах покотле на рис. 5.7.

В ідповідно до прийнятої системи позначень абревіатура трансформатора ТДРН-25000/110/10 розшифровується: трансформатор трифазний, двообмотковий з розщепленою обмоткою нижчої напруги із примусової цирку-ляцией повітря й природною циркуляцією масла й системою регулювання напруги під навантаженням. Номінальна потужність – 25000 кВ∙ А, клас напруги обмотки вищої напруги – 110 кВ, нижчої напруги – 10 кВ.

Т рансформатори мають трипроменеву схему заміщення (рис. 5.8).

З достатньої для практики точністю такий трансформатор може розглядатися як два незалежних двообмоткові трансформатори, які живляться від загальної мережі.

Трансформатори з розщепленою обмоткою виконуються зі співвідношенням потужностей обмоток 100 % / 50 % / 50 %. Звідки треба, що

R_нн1 = R_нн2 = 2 R_в. (132)

Досвід короткого замикання виконується при паралельному з'єднанні обмоток нижчої напруги. За отриманим даними визначаються загальні активний й індуктивний опори трансформатора:

і

Відповідно до умов виконання досвіду короткого замикання

; (133)

(134)

Підставивши вираження (5.3) в (5.5), одержимо:

R_нн1 = R_нн2 = R_общ й R_в = 0,5 R_общ.

Для визначення індуктивних опорів обмоток, потрібно враховувати розташування обмоток на магнитопроводе, тобто вплив магнітних полів.

Так, для групи однофазних трансформаторів:

Х_в = 0 і Х_нн1 = Х_нн2 = 2 Х_общ.

Для трифазних трансформаторів при розташуванні обмоток одна над іншою:

Х_в = 0,125 Х_общ і Х_нн1 = Х_нн2 = 1,75 Х_общ.

Провідності трансформатора з розщепленою обмоткою визначаються так само, як і для двообмоткового трансформатора.

Застосування трансформаторів з розщепленими обмотками для роздільного живлення секцій нижчої напруги дозволяє знизити струм короткого замикання практично у два рази й обійтися в багатьох випадках без токоограничивающих реакторів.

Автотрансформатор

На електричних схемах автотрансформатор зображується в такий спосіб (рис. 5.9).

В ідповідно до прийнятого систе-мой позначень абревіатура автотрансформатора АТДЦТН-125000/ 220/110/10 розшифровується: автотрансформатор трифазний, трьообмотковий із примусової циркуля-цией повітря й масла й системою регу-лирования напруги під нагруз-кой. Номінальна потужність - 25000 кВ А, клас напруги обмотки выс-шего напруги - 220 кВ, середньої напруги - 110 кВ, нижчої напруги - 10 кВ.

Автотрансформатор відрізняється від трьобмоткового трансформатора тим, що його обмотки вищої й середньої напруг, крім магнітного зв'язку мають ще електричний зв'язок (рис. 5.10). Обмотка середньої напруги є частиною обмотки вищої напруги.

О бмотка вищого напря-жения складається із двох частин – послідовної обмотки й загальної обмотки.

При роботі автотрансфор-матора в режимі зниження напруги в послідовній обмотці протікає струм I_в. Він створює магнітний потік і наводить у загальній обмотці струм I_общ. Струм навантаження в обмотці середньої напруги дорівнює сумі цих струмів:

I_с = I_в + I_общ.

Струм I_в визначається електричним зв'язком обмоток, а струм I_общ – магнітним зв'язком.

Повна потужність, що передається з обмотки вищої напруги в обмотку середньої напруги, називається номінальної потужність автотрансформатора. Вона розраховується як

Це вираження можна записати в такий спосіб:

Типова потужність менше номінальної потужності. З'ясуємо в скільки разів. Для цього візьмемо відношення типової потужності до номінального:

.

Коефіцієнт α називається коефіцієнтом вигідності. Вигідність автотрансформатора визначається стосовно трехобмоточному трансформатора тієї ж потужності.

Обмотка нижчої напруги має з обмотками вищої й середньої напруг тільки магнітний зв'язок. Потужність цієї обмотки не може бути більше типової потужності автотрансформатора. Інакше розміри магнитопровода автотрансформатора будуть визначатися потужністю обмотки нижчої напруги.

З огляду на викладене, можна записати співвідношення номінальних потужностей обмоток автотрансформатора:

100 % / 100 % / ? %.

Переваги автотрансформатора в порівнянні із трьохобмоточним трансформатором:

• менша витрата матеріалів (міді, сталі, ізоляції);

• менші габарити;

• менші втрати активної потужності в режимах холостого ходу й короткого замикання;

• більший коефіцієнт корисної дії;

• більше легкі умови охолодження.

Недоліки:

• складність виконання незалежного регулювання напруги;

• небезпека переходу атмосферних перенапруг з обмотки вищої напруги в обмотку середньої напруги й назад через електричний зв'язок обмоток;

• необхідність обов'язкового глухого заземлення нейтрали. Це приводить до того, що струм однофазного короткого замикання може бути більше струму трифазного короткого замикання. Якщо ж розземлити нейтраль, то ізоляцію обмоток потрібно розраховувати на лінійну напругу.

Автотрансформатор має таку ж схему заміщення, що й трьообмотковий трансформатор. Параметри схеми заміщення розраховуються аналогічно. При цьому варто враховувати, що частина паспортних даних може бути наведена не до номінальної потужності, а до типового. Обмотка нижчої напруги розраховується на типову потужність. Тому при короткому замиканні обмотки нижчої напруги напруга піднімається до значення, що визначає струм у цій обмотці. У цьому випадку параметри ∆Р_{к вн}, ∆Р_{к сн}, U_{к вн} й U_{к сн} виявляються наведеними до типової потужності автотрансформатора.

Якщо в паспортних даних відзначається ця особливість, то зазначені параметри варто привести до номінальної потужності по формулах:

и.

Знак “*” указує, що параметри були наведені до типової потужності автотрансформатора.