6. Условие отключения одного из трансформаторов подстанции при параллельном включении;

Параллельной работой двух или нескольких тр-ров называется работа при параллельном соединении их обмоток как на первичной, так и на вторичной сторонах. При параллель­ном соединении одноименные зажимы тр-ров присо­единяют к одному и тому же проводу сети. П.р.т. необходима для обеспечения резервирования энергоснабжении потребителей в случае аварии или необходимости ремонта т.; для уменьшения потерь энергии в периоды малых нагрузок подстанции путем отключения части п. работающих тр-ров.

1.При одинаковом первичном напряжении вторичные напря­жения должны быть равны. Другими словами, тр-ры должны иметь одинаковые коэф-ты тр-ции: К₁= К₂= К₃=.... При несоблюдении этого условия, между параллельно включенными тр-ми возникает уравнительный ток, обусловленный разностью вторич­ных напряжений тр-в. I_ур=U/(Z_K1+Z_K2),где Z_K1и Z_K2 -внутренние сопротивления тр-ров. При нагрузке тр-ров уравнительный ток наклады­вается на нагрузочный. При этом тр-р с более высоким вторичным напряжением х.х. (с меньшим коэф-м тр-ции) оказывается перегруженным, а тр-р равной мощ­ности, но с большим коэф-м тр-ции - недогруженным.

2.Тр-ры должны принадлежать к одной группе соединения обмоток.При несоблюдении этого условия вторичные линей­ные напряжения трансформаторов окажутся сдвинутыми по фазе относительно друг друга и в цепи тр-в появится разностное напряжениеU, под действием которого возникнет значительный уравнительный ток.

3.Тр-ры должны иметь одинаковые напряже­ния к.з.:Uki=Uk2=Uk3=..... Соблюдение этого условия необ­ходимо для того, чтобы общая нагрузка распределялась между тр-рами пропорционально их номинальным мощно­стям.(S₁/S_1н)/(S₂/S_2н)=U_k2/U_k1 Из соотношения следует, что относительные мощности параллельно работающих тр-в обратно пропорциональны их напряжениям к.з. Т.е. при неравенстве напряжений к.з. параллельно работающих тр-в больше нагружается тр-р с меньшим на­пряжением к.з. В итоге это ведет к перегрузке одного тр-ра (с меньшимUk) и недогрузке другого (с большимUk).

4.Помимо соблюдения указан­ных трех условий необходимо перед включением тр-­ров на параллельную работу проверить порядок чередования фаз, который должен быть одинаковым у всех тр-ров.

7. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов;

Трехобмоточным называется трансформатор, у которого имеется 3 обмотки: высшего, среднего и низшего напряжений. Условное обозначение показано на рисунке 15.1, а схема замещения – на рисунке 15.2. Обозначения на рисунках: U_в, U_с, U_н – соответственно высшее, среднее и низшее напряжения; R_в, R_с, R_н – активные сопротивления обмоток соответственно высшего, среднего и низшего напряжений, приведенные к высшему напряжению; Х_в, Х_с, Х_н – индуктивные сопротивления обмоток; k_трвс – коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону среднего напряжения; k_трвн – коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения.

В отличие от двухобмоточных, у трехобмоточных трансформаторов производится не один, а три опыта короткого замыкания.

Опыт №1: обмотка низшего напряжения размыкается, обмотка среднего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и среднего напряжений. Оно выражается в процентах от номинального напряжения трансформатора и обозначается U_квс%. Как и у двухобмоточных трансформаторов, в данном опыте фиксируется потребляемая трансформатором активная мощность. Она называется потерями короткого замыкания в обмотках высшего и среднего напряжений и обозначается ΔР_квс.

Опыт №2: обмотка среднего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и низшего напряжений и обозначается U_квн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются ΔР_квн.

Опыт №3: обмотка высшего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку среднего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток среднего и низшего напряжений и обозначается U_ксн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются ΔР_ксн.

У трехобмоточных трансформаторов все три обмотки выполняются одинаковой мощности. Поэтому потери короткого замыкания и активные сопротивления обмоток одинаковы. Поскольку , то .

Тогда

, (15.1)

где S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА;

U_в,ном – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;

Р_xx(1) – активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;

n_т – число трансформаторов.

Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора (по аналогии с двухобмоточным) равны

, (15.2)

где под i понимаются индексы в, с или н;

U_кi% – напряжение короткого замыкания в i-й обмотке, выраженное в процентах от номинального напряжения.

Выражения для расчета величин U_кв%, U_кс% и U_кн%:

, (15.3)

, (15.4)

. (15.5)

Потери холостого хода трехобмоточных трансформаторов определяются так же, как у двухобмоточных трансформаторов.

, , (15.6)

где Р_xx(1) – активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;

Номинальные коэффициенты трансформации равны

, , (15.7)

где U_в,ном – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;

U_с,ном – номинальное среднее напряжение трансформатора, кВ;

U_н,ном – номинальное низшее напряжение трансформатора, кВ.

Автотрансформатором называется трехобмоточный трансформатор, у которого обмотка среднего напряжения является частью обмотки высшего напряжения. Условное обозначение автотрансформатора показано на рисунке 16.1, а его принципиальная схема – на рисунке 16.2.

Обмотка среднего напряжения называется также общей обмоткой, так как принадлежит одновременно сторонам высшего и среднего напряжения (обозначена на рисунке буквой "О"). Оставшаяся часть обмотки высшего напряжения называется последовательной обмоткой (обозначена на рисунке буквой "П").

Наибольшая мощность, которую можно передать через автотрансформатор без его перегрузки из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения при разомкнутой обмотке низшего напряжения, называется номинальной. Эта мощность равна

. (16.1)

Часть номинальной мощности передается из сети высшего напряжения в сеть среднего напряжения чисто гальванически. Оставшаяся часть мощности передается электромагнитным путем и называется типовой мощностью. Определим ее как мощность, проходящую через последовательную обмотку:

, (16.2)

где U_в,ном – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;

U_с,ном – номинальное среднее напряжение трансформатора, кВ;

U_н,ном – номинальное низшее напряжение трансформатора, кВ.

 – коэффициент выгодности, который всегда меньше единицы.

Общая и последовательная обмотка рассчитываются на типовую мощность, которая меньше номинальной. Поэтому автотрансформатор имеет меньшие габариты и потери мощности, чем аналогичный трехобмоточный трансформатор. Чем меньше типовая мощность (коэффициент выгодности), тем экономичнее автотрансформатор.

К недостаткам автотрансформатора можно отнести следующее:

1) В сетях высшего и среднего напряжений должны быть одинаковые режимы работы нейтрали;

2) В некоторых режимах ток в общей обмотке I₀ может превысить допустимое значение даже при передаче мощности меньше номинальной.

Схема замещения автотрансформатора такая же, как у трехобмоточного трансформатора. Ее параметры рассчитываются так же за исключением активного сопротивления обмотки низшего напряжения, которое равно

, (16.3)

где S_н,ном – номинальная мощность обмотки низшего напряжения (каталожные данные), МВА.