3 Схемы замещения и параметры автотрансформаторов

Автотрансформаторы, как правило, устанавливаются на мощных узловых подстанциях районных сетей и предназначены для связи сетей двух номинальных напряжений. От шин среднего напряжения таких подстанций, обычно, получают электроэнергию целые районы с большим числом потребителей. Изображение автотрансформатора в принципиальной электрической схеме сети при наличии устройства РПН (регулирование напряжения под нагрузкой) представлено на рисунке 3.1.

Автотрансформатор (АТ) имеет последовательную обмотку (П), общую (О) и обмотку низшего напряжения (Н).

Обмотки последовательная и общая электрически соединены друг с другом и пронизываются общим магнитным потоком, тогда как обмотка низшего напряжения связана с ними только магнитной связью, что отражено на рисунке 3.1

а) б)

Рисунок 3.1 - Автотрансформатор

а - изображение автотрансформатора в электрических схемах;

б - схема соединения обмоток автотрансформатора.

Автотрансформаторы характеризуются каталожными данными приведенными в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Каталожные данные автотрансформаторов

Тип АТ	S, кВА
		ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	В-С
АТДЦТН-125	125000	230	121	11	11	45	28	350	65	0,5
АТДЦТН-200	200000	230	121	11	11	32	20	430	125	0,5

где – номинальная мощность, МВА;

– номинальные линейные напряжения соответственно обмоток высшего (ВН), среднего (СН), низшего (НН) напряжения, кВ, т.к. параметры схемы замещения отнесены к напряжению обмотки ВН, то в дальнейших расчётах , напряжения заданы при холостом ходе трансформатора;

– суммарные потери короткого замыкания для двух обмоток, кВт;

– напряжения короткого замыкания, %.

– потери холостого хода, кВт;

– ток холостого хода, %.

Для АТ с используют упрощенные схемы замещения. В схеме электрической сети промышленного района, рассчитываемой в курсовом проекте, автотрансформаторы установлены на узловых подстанциях 1 и 2 и служат для связи сетей двух номинальных напряжений. Так как напряжение , то в расчётную схему сети они вводятся упрощенной схемой замещения (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Упрощенная схема замещения АТ

Используя каталожные данные автотрансформатора, произведем расчёт параметров схемы замещения.

3.1 Расчет схемы замещения автотрансформаторов АТДТН-125

3.1.1 Активное сопротивление схемы замещения

В справочных данных приведено одно значение потерь короткого замыкания . По нему определяют суммарное активное сопротивление двух обмоток:

(3.1)

Мощность обмотки высшего напряжения равна номинальной мощности автотрансформатора, а мощность обмотки низшего напряжения составляет от неё не более 50%. При наличии магнитной связи активные сопротивления в схеме замещения обратно пропорциональны мощностям соответствующих обмоток:

(3.2)

а для обмотки НН:

(3.3)

3.1.2 Индуктивное сопротивление схемы замещения

Для расчёта индуктивных сопротивлений используют напряжения короткого замыкания, приведенные в таблице 3.1 Суммарные реактивные сопротивления пар обмоток рассчитываются по формуле:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

(3.7)

Поскольку индуктивное сопротивление х_с получилось отрицательным, в дальнейшем при расчетах его примем равным нулю.

Намагничивающая мощность находится , следовательно,

(3.8)

Если обмотка НН автотрансформатора не нагружена (п/ст 1), её в схеме замещения не учитывают. Схема замещения упрощается и принимает вид как показано на рисунке 3.4

Рисунок 3.4- Упрощенная эквивалентная схема замещения при отсутствии нагрузки на обмотке НН автотрансформатора.

3.1.3 Эквивалентные параметры упрощенной схемы замещения

Так как на подстанции установлено два АТ, то для упрощенной схемы замещения (рисунок3.3) определяют эквивалентные параметры:

(3.9)

(3.9)

(3.10)

(3.11)

Т.к. обмотка НН АТ не нагружена, то схема замещения имеет вид:

Рисунок 3.5- Упрощенная эквивалентная схема замещения автотрансформаторов АТДТН-125 при отсутствии нагрузки на обмотке НН автотрансформатора.