Вопрос 33

Автотрансформаторы. Режимы работы. Выбор.

АТ представляет собой многообмоточный трансформатор, у которого две обмотки связаны электрически. В энергосистеме в установках 110кВ и выше получили распространение 3ехобмоточные АТ – 3ехфазные и группы из однофазных.

1 офазн. АТ имеет электрически связанные обмотки ОВ и ОС. Часть обмотки, заключенная между выводами В и С, наз. последовательной, а между С и О – общей.

При работе АТ в режиме пониж. напр. в послед. обм. проходит ток I_в, который создавая магн. поток, наводит в общей обм. ток I_o. Ток нагрузки вторичной обм. I_с складывается из тока I_в, проходящего благодаря электрической связи обмоток, и тока I_o, созданного магнитной связью этих обмоток: I_с=I_o+I_в→ I_o=I_c-I_в.

Полная мощность, передаваемая АТ из первичной сети во вторичную наз. проходной или номинальной:S=U_вI_в~ U_сI_с Преобразуя, получим: S=U_вI_в=[(U_в-U_с)+U_с] I_в=(U_в-U_с)I_в + U_сI_в=S_т+S_э, где S_т=(U_в-U_с)I_в –трансформаторная м-ть, передаваемая магнитным путем из 1ой обм. во 2ую; S_э= U_сI_в – электрическая м-ть, передаваемая из 1ой обм. во 2ую за счет их гальванической связи без трансформации.

Трансформаторная мощность называется типовой. На нее рассчитываются обмотки и магнитопровод АТ. Последовательную и общую обмотки АТ нельзя загружать больше, чем на типовую мощность. Отношение типовой мощности к номинальной, наз. коэфф. выгодности: -коэфф.трансф.

Чем меньше Квыг (чем ближе Uв к Uc), тем меньшую долю от номинальной составляет типовая мощность. Это означает, что размеры, масса АТ и расход акт. мат-лов уменьшаются по сравнению с тр-ром одинаковой ном.мощности.

АТ должны иметь глухое заземление нейтрали, общей для обмоток ВН и СН.

При подаче питания со стороны ВО – АТ понижающий, со стороны СО – повышающий

Режимы работы: 1.Автотрансформаторный – осущ. передача ном. мощности из обмотки ВН в СН или наоборот: из СН в ВН. Здесь послед. и общая обм. не могут быть загружены больше, чем на типовую мощность;

2. Трансформаторный – осущ. передача мощности из обмотки НН в обмотку ВН или СН. Причем обмотку НН нельзя загружать более, чем на типовую мощность:S_нн S_тип=К_выгS_ном. При трансформации типовой мощности из НН в СН, общая обмотка загружена такой же мощностью и дополнительная передача мощности из ВН в СН невозможна, хотя послед. обмотка не загружена. При передаче типовой мощности из НН в ВН, общая и послед. обмотки загружена не полностью, поэтому возможно дополнительно передать некоторую мощность из СН в ВН.

3. Комбинированный – происходит переток мощности из обмотки ВН в СН (АТ-ым путем) и из НН в СН (тр-ным путем); либо из обмоток СН и НН в обмотку ВН.

Комбинированный режим передачи мощности из ВН и НН в СН ограничивается загрузкой общей обмотки и может быть допущен при условии

Комбинированный режим передачи мощности из СН и НН в ВН ограничивается загрузкой последовательной обмотки: и допустим при условии если .

Возможны также и другие комб. режимы: передача мощности из СН в НН и ВН или работа в понижающем режиме при передаче мощности из ВН в СН и НН. В этих случаях направления токов в обмотках изменяются на обратные, а вышеперечислинные условия режима остаются неизменными.

Достоинства: 1)меньший объем меди, стали, изоляционных материалов, поэтому АТ можно изготавливать на большие номинальные мощности;

2) меньшие потери, больше КПД;

3) более легкие условия охлаждения.

Недостатки: 1)наличие глухого заземления нейтрали приводит к увеличению токов однофазного замыкания на землю;

2) за счет электрической связи обмоток возникает опасность перехода атмосферных перенапряжений из обмотки ВН в СН;

3) сложность регулирования напряжения.

Выбор АТ связи на КЭС (на стороне НН АТ нагрузка отсутствует)– в этом случае, при выборе АТ блоки и нагрузка, подключенные в шинам ВН в расчете не учитываются. Мощность АТ определяется исходя из перетока мощности с шин одного напряжения на шины другого в нормальном режиме и при остановке одного генератора, присоединенного к шинам СН.

При установке одного АТ (допускается когда потребители, подключенные к шинам СН, имеют связь с системой не только на проектируемой станции, но и в других точках системы): . При установке двух АТ (когда связь между частями систем осущ. только на проектируемой станции): , где 1,4 – коэффициент перегрузки, соответствующий 40%.

Выбор АТ связи на ТЭЦ (на стороне НН АТ имеется нагрузка). При выборе АТ должно соблюдаться условие:

где 2 – количество параллельно работающих АТ.

В остальном выбор производится аналогично выбору трехобмоточных трансформаторов, т.е. при выборе необходимо рассмотреть и учесть следующие режимы работы: 1) выдача избыточной мощности в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения (ГРУ): , где – нагрузка шин генераторного напряжения в реж. мин. нагрузок

2) Пропуск от энергосистемы недостающей мощности на шинах генераторного напряжения в момент максимальной нагрузки и при отключении одного из наиболее мощных генераторов: