Zagryadtskiy_elektr_mashiny_1

Тогда для фазы А, согласно (2.59),

Для фазы В можно записать по (2.60)

Для фазы С по (2.61)

Ток в фазе А численно равен 2/3 тока короткого замыкания, а токи в фазах В и С равны 1/3 тока короткого замыкания. Такое распределение токов в первичной обмотке вызывает смещение нулевой точки и перераспределение фазных напряжений. Напряжение в короткозамкнутой фазе уменьшается, а в двух других увеличивается. Однако ввиду того, что потоки, создаваемые токами нулевой последовательности, относительно невелики, смещение нулевой точки не очень значительное.

Более подробный анализ [7] показывает, что ток в короткозамкнутой фазе равен

где U АФ фазное напряжение.

При рассмотрении несимметричной работы трансформаторов необходимо знать сопротивления всех последовательностей. Сопротивления прямой и обратной последовательностей равны друг другу и определяются из опыта холостого хода и короткого замыкания. Для определения параметров нулевой последовательности трансформатора по схеме рис. 2.26, нужно соединить фазы вторичной обмотки последовательно и согласно, оставив первичную обмотку разомкнутой. Вторичная

80

напряжения. Измерив напряжение, ток и мощность, получим полное, активное и индуктивные сопротивления нулевой последовательности:

где ZОП , rОП , xОП – полное, активное и реактивное сопротивления нулевой последовательности.

К0,0248Ом. Определить токи трехфазного и однофазного ко-

роткого замыкания. Решение:

Ток трехфазного короткого замыкания

короткого замыкания.

Вопросы для самоконтроля

1.В чем состоит опасность несимметричной работы для трансформатора?

2.Протекают ли токи нулевой последовательности в первичной

обмотке трансформатора, соединенного по схеме Y / YН ?

3. Как выглядят схемы замещения трансформатора для токов прямой, обратной и нулевой последовательностей?

81

2.11. Многобмоточные трехфазные трансформаторы

Многообмоточный трехфазный трансформатор имеет более двух обмоток и заменяет, как минимум, два двухобмоточных трансформатора. Это позволяет упростить схему коммутации станции или подстанции и снизить расходы.

Устройство многообмоточного трехфазного трансформатора, в дальнейшем для сокращения называемого просто трехобмоточным трансформатором, отличается от устройства двухобмоточного трансформатора.

Втрехобмоточном трансформаторе различают обмотки высокого (ВН) среднего (СН) и низкого (НН) напряжения. Обмотки выполняют на стержнях в виде концентрических цилиндров или в виде плоских, чередующихся по высоте стержня катушек.

Обозначение групп соединения обмоток выполняется в виде следующей аббревиатуры.

Втрехобмоточном трансформаторе типа ТМТН класса напряже-

ния 35 кВ группы соединения обмоток обозначены как Y Н / ∆/∆-11. Обмотка ВН выполнена на 35 кВ и соединена звездой с выведенным нулевым проводом. Обмотка СН выполнена на одно из напряжений 10,5; 13,8; 15,75 кВ и соединена в треугольник. Обмотка НН выпол-

Параметры схемы замещения определяются из трех опытов короткого замыкания.

Сопротивление Z K12 :

82

Изменения напряжения в трехобмоточном трансформаторе при условии,что питание подводиться к обмотке 1.

Коэффициент полезного действия может быть подсчитан, исходя из опыта холостого хода и трех опытов короткого замыкания.

Из опытов холостого хода определяются потери в стали, а из опытов короткого замыкания – потери в меди и потери от полей рассеивания в металлических конструкциях трансформатора.

2.12. Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов (двух или более) применяется для повышения надежности электроснабжения потребителей электроэнергии и регулирования нагрузки потребителей.

Параллельно могут работать двухобмоточные однофазные и трехфазные трансформаторы, рис. 2.28, а также трехобмоточные трансформаторы.

84

Однофазные трансформаторы в случае соединения в трехфазную группу, рассматриваются как трехфазные и могут включаться для работы с другой трехфазной группой и с трехфазными трансформаторами.

Рис. 2.28. Параллельная работа двух трансформаторов: а) однофазные, б) трехфазные

Для того, чтобы нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределялась пропорционально их номинальным мощностям, необходимо выполнить следующие условия:

-номинальные напряжения первичных и вторичных обмоток должны быть соответственно равны,

-группы соединения обмоток трансформаторов должны быть одинаковыми,

-напряжения короткого замыкания должны быть равны,

-отношение наибольшей номинальной мощности к наименьшей мощности не должно превышать 3:1.

Рассмотрим эти условия.

Пусть два однофазных трансформатора 1 и 2 имеют разные коэффициенты трансформации k1 и k 2 , причем k1 ‹k 2 . При этом их пер-

вичные напряжения U11 и U12 равны напряжению первичной сети U1 , т.е. U11 = U12 = U1 , а их вторичные напряжения равны соответственно

U21 и U 22 , причем U21 U22 .

При включении трансформаторов на параллельную работу, рис 2.28, происходит следующее. Под действием разности напряже-

ний ∆ U 2 U 21 U 22 в контуре a1x1, x2 a2 , образованном вторичны-

85

ГОСТ 401-41 могут отличаться на небольшую величину. Для коэффициентов трансформации этот допуск составляет: 1 % для трансформаторов, у которых эти коэффициенты больше 3 и 0,5 % – для всех прочих трансформаторов.

Пример 14. Определить величину уравнительного тока в обмотках низкого напряжения при включении на параллельную работу двух трехфазных трансформаторов со следующими данными: номинальные мощности S1н 400 кВА, S2н 630 кВА группа соединения

/н , первичные напряжения U1 = 6000 В, вторичные напряжения

87

трансформаторов, вектор разности этих напряжений. Так как активные сопротивления короткого замыкания значительно меньше индуктивных сопротивлений короткого замыкания, то уравнительный ток I у11 в первом трансформаторе отстает от напряжения

почти на угол 90º. Уравнительный ток во втором трансформаторе I у12 направлен навстречу току I у11 . Результирующий ток во вто-

ричной обмотке первого трансформатора будет равен геометрической сумме векторов I21 и I у11 , а во втором трансформаторе – гео-

метрической сумме векторов I 22 и I у12 . Из диаграммы следует, что

первый трансформатор будет перегружен, а второй, более мощный, недогружен. Разгружая первый трансформатор до величины номинального тока, мы тем самым значительное разгружаем более мощный трансформатор. Это неэффективный режим работы трансформаторов. Более благоприятный такой режим при котором будет соблюдаться условие k1 › k 2 .

88

сти напряжений U 21 U 22 значения уравнительного тока могут превосходить номинальные значения токов трансформаторов. Поэтому параллельная работа трансформаторов с различными группами соединений невозможна.

Пример 15. Определить уравнительный ток при включении на параллельную работу двух трансформаторов со следующими данными: Sн1 = 250 кВА,

Решение:

Номинальный фазный вторичный ток первого трансформатора

Рассмотрим условия параллельной работы трех трансформаторов, имеющих одинаковые группы соединений обмоток и коэффициенты трансформации. Это удобно сделать, пользуясь упрощенной схемой

89