Автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы: Глава 3. Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы § 3.1. Трехобмоточные трансформаторы

alexxlab | 20.03.1997 | 0 | Разное

Содержание

Глава 3. Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы § 3.1. Трехобмоточные трансформаторы

В трехобмоточном трансформаторе на каждую трансформируемую фазу приходится три обмотки. За номинальную мощность такого трансформатора принимают номинальную мощность наиболее нагружаемой его обмотки. Токи, напряжения и сопротивления других обмоток приводят к числу витков этой, наиболее мощной обмотки. Принцип работы трехобмоточного трансформатора по существу не отличается от принципа работы обычного двухобмоточного трансформатора.

Существуют трехобмоточные трансформаторы с одной первичной и двумя вторичными обмотками и трансформаторы с двумя первичными и одной вторичной обмотками.

Рассмотрим основные уравнения, особенности работы и область применения трехобмоточного трансформатора с одной первичной обмоткой, имеющего наибольшее распространение (рис.

3.1, а). Первичная (наиболее мощная) обмотка этого трансформатора является намагничивающей и создает в магнитопроводе магнитный поток, который сцепляется с двумя вторичными обмотками и наводит в них ЭДС и . Аналогично двухобмоточному трансформатору запишем для трехобмоточного трансформатора уравнение МДС:

Разделив (3.1) на w1, получим уравнения токов:

Здесь k12=w1/w2 — коэффициент трансформации между обмотками w1 и w2; k13 = w1/w3 — коэффициент трансформации между обмотками w1 и w3.

Пренебрегая током х.х. I0, получим упрощенное уравнение токов трехобмоточного трансформатора:

(3.4)

Экономическую целесообразность применения трехобмоточных трансформаторов можно объяснить тем, что, как это следует из (3.4), первичный ток трехобмоточного трансформатора равен не арифметической, а геометрической сумме приведенных вторичных токов. Учитывая это равенство, а также и то, что нагрузка на вторичные обмотки достигает номинального значения не одновременно, первичную обмотку трехобмоточного трансформатора рассчитывают на мощность, меньшую арифметической суммы номинальных мощностей обеих вторичных обмоток. Еще одно достоинство трехобмоточного трансформатора состоит в том, что он фактически заменяет два двухобмоточных.

Рис. 3.1. Трехобмоточный траисформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками

Обмотки трехобмоточиого трансформатора располагают на стержне обычно концентрически (рис. 3.1, б), при этом целесообразнее двустороннее расположение вторичных обмоток относительно первичной, тогда первичной является обмотка 2, а вторичными — обмотки

1 и 3. В этом случае взаимное влияние вторичных обмоток заметно ослабевает.

На крупных электростанциях иногда применяют трехобмоточные трансформаторы с двумя первичными обмотками (к каждой из них подключается генератор) и одной вторичной (от нее отходит линия электропередачи). Обычно это установки большой мощности, а поэтому в них применяют однофазные трехобмоточные трансформаторы, соединенные в трансформаторную группу (см. рис. 1.20, а).

§ 3.2. Автотрансформаторы

Автотрансформатор — это такой вид трансформатора, в котором помимо магнитной связи между обмотками имеется еще и электрическая связь. Обмотки обычного трансформатора можно включить по схеме автотрансформатора, для чего выход X обмотки wax соединяют с выводом а обмотки wax (рис. 3.2). Если выводы Ах

подключить к сети, а к выводам ах подключить нагрузку ZH, то получим понижающий автотрансформатор. Если же выводы ах подключить к сети, а к выводам Ах подключить нагрузку ZH, то получим повышающий автотрансформатор.

Рис. 3.2. Электромагнитная (а) и принципиальная (б) схемы однофазного понижающего автотрансформатора

Рассмотрим подробнее работу понижающего автотрансформатора. Обмотка wax одновременно является частью первичной обмотки и вторичной обмоткой. В этой обмотке проходит ток I12. Для точки а запишем уравнение токов:

, (3.5)

или

, (3.6)

т. е. по виткам wax проходит ток I12, равный разности вторичного I2 и первичного I1 токов. Если коэффициент трансформации автотрансформатора

kA = wAx/wax,. немногим больше единицы, то токи I1 и I2 мало отличаются друг от друга, а их разность составляет небольшую величину. Это позволяет выполнить витки wax проводом уменьшенного сечения. Введем понятие проходной мощности автотрансформатора, представляющей собой всю передаваемую мощность Sпр=U2I2 из первичной цепи во вторичную. Кроме того, различают еще расчетную мощность Spасч, представляющую собой мощность, передаваемую из первичной во вторичную цепь магнитным полем. Расчетной эту мощность называют потому, что размеры и вес трансформатора зависят от величины этой мощности. В трансформаторе вся проходная мощность является расчетной, так как между обмотками трансформатора существует лишь магнитная связь. В автотрансформаторе между первичной и вторичной цепями помимо
магнитной
связи существует еще и электрическая. Поэтому расчетная мощность составляет лишь часть проходной мощности, другая ее часть передается между цепями без участия магнитного поля. В подтверждение этого разложим проходную мощность автотрансформатора Sпр = U2I2 на составляющие. Воспользуемся для этого выражением (3.5). Подставив это выражение в формулу проходной мощности, получим

Sпр =U2I2=U2(I1+I12)=U2I1+U2I12=Sэ+Sрасч. (3.7)

Здесь Sэ = U2I1, — мощность, передаваемая из первичной цепи автотрансформатора во вторичную благодаря электрической связи между этими цепями.

Таким образом, расчетная мощность в автотрансформаторе Sрасч = = U2I12 составляет лишь часть проходной. Это дает возможность для изготовления автотрансформатора использовать магнитопровод меньшего сечения, чем в трансформаторе равной мощности.

Средняя длина витка обмотки также становится меньше; следовательно, умень­шается расход меди на выполнение обмотки автотрансформатора. Одновременно умень­шаются магнитные и электрические потери, а КПД автотрансформатора повышается.

Таким образом автотрансформатор по сравнению с трансформатором равной мощ­ности обладает следующими преимуществами: меньшим расходом активных материалов (медь и электротехническая сталь), более высоким КПД, меньшими размерами и стои­мостью. У автотрансформаторов большой мощности КПД достигает 99,7%.

Указанные преимущества автотрансформатора тем значительнее, чем больше мощность

S3, а следовательно, чем меньше расчетная часть проходной мощности.

Мощность SЭ передаваемая из первичной во вторичную цепь благодаря электрической связи между этими цепями, определяется выражением

Sэ = U2I1=U2I2/kA=Sпр/kA, (3.8)

т.е. значение мощности SЭ обратно пропорционально коэффициенту трансформации автотрансформатора kA.

Рис. 3.3. Зависимость SЭ/SПР от коэффициента трансформации автотрансформатора

Из графика (рис. 3.3) видно, что применение автотрансформатора дает заметные преимущества по сравнению с двухобмоточным трансформатором лишь при небольших значениях коэффициента трансформации. Например, при

kA = 1 вся мощность автотрансформатора передается во вторичную цепь за счет электрической связи между цепями (SЭ/SПР = 1).

Наиболее целесообразно применение автотрансформаторов с коэффициентом трансформации kA < 2. При большом значении коэффициента трансформации преобладающее значение имеют недостатки автотрансформатора, состоящие в следующем:

1. Большие токи к.з. в случаях понижающего автотрансформатора: при замыкании точек а и х (см. рис. 3.2, а) напряжение U1 подводится лишь к небольшой части витков Аа, которые обладают очень малым сопротивлением к.з. В этом случае автотрансформаторы не могут защитить сами себя от разрушающего действия токов к.з. (см. § 4.1), поэтому токи к.з. ограничиваться сопротивлением других элементов электрической установки, включаемых в цепь автотрансформатора.

2. Электрическая связь стороны ВН со стороной НН; это требует усиленной электрической изоляции всей обмотки.

3.При использовании автотрансформаторов в схемах понижения напряжения между проводами сети НН и землей возникает напряжение, приблизительно равное напряжению между проводом и землей на стороне ВН.

4. В целях обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала нельзя применять автотрансформаторы для понижения напряжения сетей ВН до значений НН, подводимого непосредственно к потребителям.

Рис. 3.4. Трехфазный автотрансформатор

Силовые автотрансформаторы широко применяют в линиях передачи и распределения электроэнергии для связи сетей смежных напряжений, например ПО и 220, 220/и 500-кВ и др. Такие автотрансформаторы обычно выполняют на большие мощности (до 500 МВ-А и выше). Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяют в звезду (рис. 3.4).

Автотрансформаторы применяют в электроприводе переменного тока для уменьшения пусковых токов двигателей значительной мощности (см. § 15.2), а также для регулировки режимов работы злектрометаллургических печей. Автотрансформаторы малой мощности применяют в устройствах радио, связи и автоматики.

Рис. 3.5. Регулировочный одно­фазный автотрансформатор:

1 — ручка для перемещения кон­тактной щетки; 2 — щеткодержа­тель; 3 — обмотка

Широко распространены автотрансформаторы с переменным коэффициентом трансформации. В этом случае автотрансформатор снабжают устройством, позволяющим регулировать величину вторичного напряжения путем изменения числа витков wах (См. рис. 3.2). Осуществляется это либо переключателем, либо с помощью скользящего контакта (щетки), перемещаемого непо­средственно по зачищенным от изоляции витками обмотки. Такие автотрансформаторы, называемые регуляторами напряжения, могут быть однофазными (рис. 3.5) и трехфазными.

Контрольные вопросы

1. Каковы достоинства трехобмоточных трансформаторов?

2. Перечислите достоинства и недостатки автотрансформаторов.

3. Зависят ли достоинства автотрансформатора от коэффициента трансформации? Объясните, почему.

4. Объясните устройство автотрансформатора с переменным коэффициентом

трансформации.

Трехобмоточные трансформаторы | Схемы конструкций и назначение основных элементов трансформатора

Страница 2 из 11

Трехобмоточные трансформаторы применяют в основном в качестве понижающих трансформаторов мощностью до 100 MB А с высшим напряжением до 220 кВ. Мощности обмоток высшего, среднего и низшего напряжений составляют соответственно 100/100/100, 100/100/67 и 100/67/100% от номинальной мощности трансформатора. Сумма нагрузок обмоток среднего и низшего напряжений не должна превышать номинальной мощности трансформатора.
Обмотки трехобмоточных трансформаторов размещают на стержнях концентрически в следующем порядке: обмотку высшего напряжения — снаружи; обмотку низшего напряжения — внутри, у стержня; обмотку среднего напряжения — между обмотками высшего и низшего напряжений. При таком расположении напряжение КЗ между обмотками высшего и среднего напряжений имеет минимальное значение, что позволяет передать большую часть мощности в сеть среднего напряжения с минимальными потерями. Напряжение КЗ между обмотками высшего и низшего напряжений относительно велико, что способствует ограничению тока КЗ в сети низшего напряжения.


Рис. 2.7. Размещение обмоток (а) и схема замещения (б) трехфазного трансформатора с  расщепленной обмоткой низшего напряжения

Разновидностью трехобмоточного трансформатора является трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения. В таком трансформаторе (рис. 2.7, а) обмотка низшего напряжения каждой фазы выполняется из двух частей (ветвей), расположенных симметрично по отношению к обмотке высшего напряжения. Номинальные напряжения ветвей обмотки одинаковы. Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет часть номинальной мощности трансформатора (при двух ветвях — 1/2, при трех ветвях — 1/3). В трехфазных трансформаторах обе части расщепленной обмотки размещены на общем стержне соответствующей фазы одна над другой, а в однофазных трансформаторах части обмотки размещены на разных стержнях. Каждая ветвь расщепленной обмотки имеет самостоятельные выводы. Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки, например при двух ветвях одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена, или обе ветви нагружены полностью.
Достоинством трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения является большое сопротивление короткого замыкания между ветвями, что дает возможность ограничить ток КЗ на стороне низшего напряжения, например на подстанциях.
Одной из характеристик трансформатора с расщепленной обмоткой является коэффициент расщепления кр,который для случая двух ветвей равен отношению сопротивления короткого замыкания между ветвями расщепленной обмотки Z> 3  к сопротивлению короткого замыкания между обмоткой высшего напряжения и параллельно соединенными ветвями расщепленной обмотки.

Для однофазных трансформаторов коэффициент расщепления 4, а для трехфазных трансформаторов кр -3,5.

Автотрансформатор представляет собой многообмоточный трансформатор, у которого две обмотки связаны электрически. В энергосистемах применение получили трехобмоточные автотрансформаторы — трехфазные и группы из однофазных. Их широко используют по соображениям экономического порядка вместо обычных трансформаторов для соединения эффективнозаземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при отношении номинальных напряжений, не превышающем 4.
На рис. 2.8 представлена принципиальная схема двухобмоточного автотрансформатора.
Обмотка А—Ат называется последовательной, а обмотка Ат—X— общей. Вывод А является выводом высшего напряжения, вывод Ат — выводом среднего напряжения. Обмотки трехфазных автотрансформаторов (или групп из трех однофазных автотрансформаторов) соединяют в звезду с заземленной нейтралью X.

Рис. 2.8. Принципиальная схема двухобмоточного автотрансформатора

 

Обозначим общее число витков в обеих обмотках автотрансформатора через ги1, а число витков в общей обмотке через ги2. Тогда число витков в последовательной обмотке будет wx w2. Отношение п – w1/w2 представляет собой коэффициент трансформации автотрансформатора.
Последовательную и общую обмотки рассматривают как первичную и вторичную обмотки трансформатора.
В отличие от трансформатора, где вся мощность с первичной стороны передается на вторичную сторону магнитным полем, в автотрансформаторе часть мощности передается непосредственно — без трансформации — через контактную связь между последовательной и общей обмотками. Полную мощность, передаваемую с первичной стороны автотрансформатора на вторичную, называют проходной, а мощность, передаваемую магнитным полем, — трансформаторной.
Проходная мощность для схемы, показанной на рис. 2.8,
S=UBIB=UCIC.
Сумма трансформаторной и электрической мощностей равна проходной мощности автотрансформатора:
S= STP + 5ЭЛ = (UB – с7с)/в + UJB = UJB.
Отношение трансформаторной мощности к проходной, называется коэффициентом типовой мощности автотрансформатора.

Под номинальной мощностью автотрансформатора понимают его проходную мощность при номинальных условиях. Соответствующую номинальной мощности трансформаторную (электромагнитную) мощность называют типовой мощностью. Размеры и масса автотрансформатора определяются не проходной, а трансформаторной мощностью. Чем ближе к единице отношение UJUB, тем меньше трансформаторная мощность при заданной проходной мощности. Следовательно, замена трансформатора соответствующим автотрансформатором становится все выгоднее.
Преимущества автотрансформаторов перед трансформаторами той же проходной мощности заключаются в следующем:
для изготовления автотрансформатора требуется меньше меди, стали и изоляционных материалов, поэтому стоимость автотрансформатора меньше;
потери мощности в автотрансформаторе меньше, а его КПД выше;
габаритные размеры автотрансформатора меньше, что позволяет строить их большей проходной мощности и облегчает транспортировку.
Перечисленные преимущества автотрансформаторов тем заметнее, чем меньше разность высшего и среднего напряжений.
Все сказанное ранее относится к двухобмоточным автотрансформаторам.

Трехобмоточный автотрансформатор – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Трехобмоточный автотрансформатор

Cтраница 1

Трехобмоточные автотрансформаторы ( рис. 5 – 7) имеют три обмотки: последовательную, общую и низшего напряжения. Последовательная и общая обмотки имеют между собой как магнитную, так и электрическую связь. Обмотка низшего напряжения с двумя другими обмотками имеет только магнитную связь. В трехфазном трехобмоточном автотрансформаторе или в трехфазной группе из однофазных трехобмоточны автотрансформаторов последовательная и общая обмотки соединяются по схеме звезды с глухозаземленной нейтралью, а обмотка низшего напряжения соединяется в треугольник.  [1]

Трехобмоточный автотрансформатор может работать в автотрансформаторном режиме, как рассмотрено выше, а также в трансформаторном и смешанном режимах. Рассмотрим чисто трансформаторный режим работы автотрансформатора.  [2]

Трехобмоточные автотрансформаторы применяются на распре-шлительных подстанциях с подключением к трем линиям электропередачи с разными напряжениями.  [4]

Трехобмоточные автотрансформаторы ( рис. 5.7) имеют три обмотки: последовательную – П, общую О и низшего напряжения – НН.  [5]

Трехобмоточные автотрансформаторы и трансформаторы, предназначенные для работы в блоке с генераторами, допускают длительную перегрузку по напряжению до 10 % при нагрузке, не превышающей номинальную.  [6]

Трехобмоточные автотрансформаторы ( рис. 5.7) имеют три обмотки: последовательную – П, общую О и низшего напряжения – НН.  [7]

Обмотки трехобмоточного автотрансформатора размещают на стержнях так же, как обмотки трехобмоточного трансформатора.  [9]

В трехобмоточных автотрансформаторах обмотки ВН и СН связаны электрически и соединены в звезду.  [10]

В трехобмоточных автотрансформаторах обмотки ВН и СН связаны электрически и соединены в звезду с заземленной нейтралью, а обмотка НН соединяется в треугольник для улучшения формы кривой напряжения ( см. гл.  [11]

Конструктивная схема трехобмоточного автотрансформатора представлена на рис. 11 – 1, а. Обмотки обозначены буквами ВН, СН, НН, а также цифрами 1, 2, 3 соответственно. Изображенное на рис. 11 – 1, а расположение обмоток ( первая от магнитопровода – НН, затем – СН, снаружи – ВН) в настоящее время является типовым. В эксплуатации имеются автотрансформаторы прежних выпусков, у которых обмотка НН расположена между СН и ВН.  [12]

Схема замещения трехобмоточного автотрансформатора представлена трехлучевой звездой, изображенной на рис. 11 – 5, б, аналогично схеме замещения трехобмоточного трансформатора. Как и выше, активным сопротивлением обмоток и активной проводимостью автотрансформатора пренебрегаем.  [13]

При расчете потерь для трехобмоточного автотрансформатора с автотрансформаторной связью двух обмоток и трансформаторной связью между этими обмотками и третьей обмоткой следует учитывать замечания, изложенные в § 7 – 1, относительно расчета потерь для трехобмоточных трансформаторов и указания § 3 – 2 относительно расчета автотрансформаторов.  [14]

Отечественной промышленностью выпускаются в основном трехобмоточные автотрансформаторы с обмотками ВН, СН, НН, причем автотрансформаторная связь вводится между обмотками ВН и СН, а третья обмотка связана только электромагнитно. Обмотка НН, электрически не связанная с обмотками ВН и СН, предназначается прежде всего для компенсации токов тройной частоты, свободная циркуляция которых обеспечивается при соединении в треугольник. Кроме того, эта обмотка используется для подсоединения генератора или синхронного компенсатора, а также для питания потребителей собственных нужд электростанции.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Трёхобмоточные трансформаторы. Лекция 10 – презентация онлайн

ТРЁХОБМОТОЧНЫЕ
ТРАНСФОРМАТОРЫ
1. Схемы замещения трёхобмоточных трансформаторов.
2. Параметры схемы замещения автотрансформаторов.
Схемы замещения трёхобмоточных
трансформаторов.
В последние годы отечественные трёхобмоточные трансформаторы изготавливают с обмотками ВН, СН и НН
одинаковой мощности (100 %). Ранее выпускались такие трёхобмоточные трансформаторы, у которых обмотки НН
и СН могли иметь мощность в 1,5 раза меньше, чем мощность обмотки ВН (100/1,5 = 66,7 %).
Рис. 1. Схемы подстанций с тремя номинальными
напряжениями:
а – трёхобмоточный трансформатор; б – два
двухобмоточных трансформатора
Схема замещения трёхобмоточного трансформатора одной фазы представляет трёхлучевую звезду (рис. 2).
Параметры этой схемы – активные Rв,Rс, Rн и индуктивные Хв, Хс, Хн сопротивления обмоток ВН, СН, НН – приведены к напряжению первичной обмотки трансформатора. Ветвь намагничивания включена на первичных зажимах
схемы замещения трансформатора.
Её параметры определяют так же, как и для двухобмоточных трансформаторов по формулам:
Рис. 2. Схемы замещения трёхобмоточного трансформатора:
а – с учётом трансформации; б – без учёта трансформации
В соответствии с этой схемой замещения для трёхобмоточного
трансформатора в отличие от двухобмоточного нужно
определить сопротивление каждой обмотки в отдельности по
данным опытов короткого замыкания.
В этом опыте одна из обмоток подключена к источнику
питания, вторая замкнута накоротко, третья разомкнута
(рис. 3). Это позволяет при расчёте сопротивлений
рассматривать схему замещения трёхобмоточного
трансформатора как два последовательно соединённых
луча.
Рис. 3. Схемы трёх опытов короткого замыкания
трёхобмоточного трансформатора
при участии обмоток: а – ВН – СН; б – ВН – НН;
в – СН – НН
Результаты опытов короткого замыкания позволяют сформировать системы линейных уравнений следующего вида:
Решая уравнения относительно ΔPкв , ΔPкс , ΔPкн , получаем
Аналогично из систем уравнений
В общем случае активные и реактивные сопротивления обмоток трёхобмоточных трансформаторов определяют по тем же формулам, что и для
двухобмоточных трансформаторов.
Реактивное сопротивление Хс или Хн, соответствующее обмотке, расположенной между двумя другими обмотками,
благодаря их взаимному влиянию обычно имеет величину, близкую к нулю, либо небольшое отрицательное
значение и в практических расчётах принимается равным нулю.
Для трансформаторов с одинаковыми мощностями обмоток суммарные потери короткого замыкания на пару
обмоток поровну распределяются между соответствующими обмотками, т. е. в этом случае активные сопротивления лучей схемы замещения вычисляют по формуле
Если в трёхобмоточном трансформаторе одна из обмоток имеет мощность меньше номинальной (соотношение
Sвн/Scн/Sнн = 100/100/66,7 % или 100/66,7/100 %), то активные сопротивления лучей схемы замещения для обмоток с номинальной мощностью 100 % определяются аналогично предыдущему случаю:
Величину активного сопротивления луча схемы замещения соответствующей обмотки с меньшей мощностью (66,7
%), приведённую к номинальной мощности трансформатора, находят, учитывая обратную пропорциональность
сопротивлений и мощностей обмоток:
Расчёт режимов электрических сетей, приведённых к одному номинальному напряжению, выполняют с учётом
схемы замещения, представленной на рис. 2, б.
Параметры схемы замещения
автотрансформаторов.
Автотрансформатор представляет собой многообмоточный трансформатор, у которого две обмотки связаны
магнитно и электрически (контактно). Наиболее экономически целесообразно применять автотрансформаторы для
связи сетей с глухозаземленными нейтралями напряжением 110 кВ и выше с соотношением номинальных
напряжений до 3–4, например, 220 и 110 кВ, 500 и 220 кВ и др. В энергосистемах нашли применение
трехобмоточные автотрансформаторы – трехфазные и однофазные, собираемые в трехфазные
группы.
На рис. 4 изображена схема соединений обмоток трёхобмоточного автотрансформатора. Обмотка высшего
напряжения (ВН) 1 состоит из двух обмоток – общей и последовательной. Обмотка среднего напряжения (СН) 2
является частью обмотки ВН и называется общей обмоткой, а остальная часть обмотки ВН – последовательной
обмоткой. Третья обмотка 3 представляет собой обмотку низшего напряжения (НН) и связана с другими обмотками только магнитно.
Рис. 4. Принципиальные схемы
трехобмоточных автотрансформаторов:
а – однофазного; б – трехфазной
группы автотрансформаторов
Автотрансформаторы могут работать в автотрансформаторных и комбинированных режимах. При работе в
автотрансформаторном режиме мощность передаётся из сети ВН в сеть СН или наоборот. Третичная обмотка НН
при этом не нагружена. При работе в комбинированном режиме к обмотке НН автотрансформатора
присоединяется нагрузка или компенсирующие устройства. При этом мощность в последовательной и общей
обмотке состоит из мощности, передаваемой в автотрансформаторном режиме, и мощности, передаваемой через
обмотку
НН.
В отличие
от трансформатора, где вся мощность с первичной обмотки ВН передается на вторичную обмотку СН
магнитным полем, в автотрансформаторе часть мощности передается непосредственно – без трансформации, через
электрическую (контактную) связь между последовательной и общей обмотками (электрическая мощность):
а также с помощью пронизывающего их магнитного потока, т. е. магнитным путем (трансформаторная мощность)
Сумма трансформаторной и электрической мощности равна проходной мощности автотрансформатора:
Под номинальной мощностью автотрансформатора понимается предельная мощность, которая может быть передана
через автотрансформатор по обмоткам ВН и СН, имеющим между собой автотрансформаторную связь.
Для отечественных автотрансформаторов мощности обмоток ВН и СН одинаковые и равны номинальной или
проходной.
В общей обмотке протекает разность токов сетей ВН и СН. Поэтому эту обмотку рассчитывают на ток меньше
номинального тока автотрансформатора, определяемого на стороне ВН, и она может иметь меньшую площадь
сечения, чем обмотка того же напряжения двухобмоточного трансформатора.
Меньшую площадь имеет и магнитопровод автотрансформатора. В результате, чем ближе к единице коэффициент
трансформации тем меньше расход активных материалов (меди обмоток, стали магнитопровода и изоляционных
материалов) и приблизительно – стоимость автотрансформатора. Поэтому понижающие автотрансформаторы
оказываются дешевле трансформаторов равной номинальной мощности, а применение автотрансформаторов
взамен трансформаторов становится тем выгоднее, чем ближе друг к другу напряжения Uвн и Uсн.
Мощность общей части обмоток 2 автотрансформатора где αв = (1–1/k) = 1 – Uсн/Uвн – так называемый
коэффициент выгодности.
Для характеристики автотрансформаторов введено также понятие типовой мощности, на которую рассчитывается
последовательная обмотка:
Типовая мощность отображает экономическую сторону конструкции автотрансформаторов, т. е. расход активных
материалов. Различие техникоэкономических показателей трансформаторов и автотрансформаторов зависит от
соотношения между номинальной и типовой (расчетной) мощностью, т. е. от коэффициента выгодности αв .
Поскольку
то очевидно, что преимущества автотрансформатора проявляются в большой степени тогда, когда с его помощью
связываются сети более близкие по номинальным напряжениям.
Мощность обмотки НН, обычно равную 50 % номинальной мощности автотрансформатора, рассчитывают на
передачу типовой мощности.
В отдельных автотрансформаторах мощность обмотки НН составляет 20, 25 и 40 % и не равна типовой
мощности. В этом случае коэффициент выгодности αв = (1 – Uсн/Uвн) не равен отношению α = Sнн/Sвн,
именуемому в дальнейшем коэффициентом приведения (пересчета).
Обмотка НН соединяется в треугольник, что способствует подавлению третьей гармоники фазных ЭДС,
предотвращая их появление в линиях. Третья обмотка (НН) предназначена для питания нагрузок, расположенных
в районе рассматриваемой подстанции, а также для подключения компенсирующих реактивную мощность
устройств (батарей конденсаторов, синхронных компенсаторов и др.). Номинальное напряжение третьей обмотки
в зависимости от удаленности нагрузок может быть 6,6; 11 и 38,5 кВ.
Наличие электрической связи между обмотками ВН и СН обусловливает возможность применения
автотрансформаторов только в сетях с глухозаземленной нейтралью, т. е. в сетях напряжением 110 кВ и выше, а сами
автотрансформаторы изготавливают с высшим напряжением не менее 150 кВ и средним 110 кВ. При отсутствии
заземления нейтрали и замыкания на землю одной фазы в сети ВН потенциал относительно земли двух других фаз
сети СН повысится до недопустимого значения. Если, например, выполнить автотрансформатор напряжением
115/38,5/11 кВ с изолированной нейтралью, то при замыкании на землю фазы А сети 110 кВ потенциал относительно
земли фаз а и с сети 35 кВ повысится до 3,5Uср. Это недопустимо как для изоляции
обмотки 38,5 кВ автотрансформатора, так и аппаратуры сети 35 кВ.
Расчетная схема замещения трехобмоточного автотрансформатора, представляющая собой трехлучевую звезду с
сопротивлениями обмоток ВН–Rв, Хв, СН–Rc, Xc, НН–Rн, Хн, аналогична схеме замещения трехобмоточного
трансформатора. Автотрансформаторы, как и трехобмоточные трансформаторы, характеризуются потерями активной
мощности (ΔРх ) и токами холостого хода (Iх = Iμ). Сопротивления обмоток автотрансформаторов, так же как
и трансформаторов, определяют по табличным данным трех опытов короткого замыкания.
При коротком замыкании обмотки НН, мощность которой меньше номинальной Sном автотрансформатора,
напряжение поднимается до значения, определяющего в этой обмотке ток, соответствующий номинальной мощности Sнн обмотки НН, а не номинальной мощности автотрансформатора Sном.
При коротком замыкании на стороне СН напряжение на стороне ВН может подняться до значения, при котором ток в
последовательной обмотке достигает значения, определяющего номинальную мощность автотрансформатора.
В связи с этим паспортные данные автотрансформаторов на пару обмоток ΔРк в-с приводятся отнесенными к
номинальной мощности автотрансформатора, а значения ΔРк в-н и ΔРк с-н (обозначим в виде ΔРк′ ) – к
номинальной мощности обмотки НН:
которые необходимо пересчитать к номинальной мощности автотрансформатора:
получим
где α = Sнн/ Sном – коэффициент приведения.
После этого расчет активных сопротивлений автотрансформатора выполняют по формуле
,предварительно определив по выражениям
потери короткого замыкания соответствующих обмоток. Если заданы потери короткого замыкания на одну пару
обмоток, например величина ΔРк в-с, то расчет выполняют по выражениям
, если известны потери ΔРк в-н, то, учитывая, что
определяют сопротивления автотрансформатора по формулам
Реактивные сопротивления лучей Хв, Хс, Хн схемы замещения вычисляют с помощью соответствующих выражений.
При этом напряжения короткого замыкания uк в-н, uк с-н, отнесенные к номинальной мощности третьей обмотки
должны быть приведены к номинальной мощности автотрансформатора:
получим значения, приведенные к номинальной мощности автотрансформатора:
В технических справочниках, как правило, даются уже приведенные значения uк в-н и uк с-н, которые
непосредственно подставляют в формулы для определения индуктивного сопротивления.
Если одно из них, например uкс, будет нулевым или близким к нулю, то табличные данные автотрансформатора
являются приведенными к номинальной мощности автотрансформатора.
Рис. 5. Принципиальные схемы: а – автотрансформатора с
РПН в нейтрали обмоток;
б – на стороне СН; в – на стороне ВН
Трехобмоточные автотрансформаторы имеют несколько вариантов регулирования напряжения под нагрузкой
(РПН): в нейтрали обмоток ВН и СН (рис. 5, а), на выводах обмотки СН (рис. 5, б) либо со стороны ВН
(рис. 5, в). При задании трансформации идеальными трансформаторами в схеме замещения следует учитывать
расположенные РПН. Для автотрансформаторов с РПН в общей нейтрали обмоток коэффициенты трансформации
определяются следующим образом:
В случае автотрансформаторов с РПН только на ступени СН:
При установке РПН на стороне ВН определим коэффициенты трансформации в виде
Рис. 6. Схемы замещения
автотрансформатора:
а – при направлении потока ВН–СН;
б – при направлении потока СН–ВН
В этих выражениях δU – добавочное напряжение при переходе на ответвления, при которых коэффициент
трансформации отличается от номинального.
В схемах замещения автотрансформатора (рис. 6) используются только два коэффициента трансформации,
например kв-с и kв-н в случае (а), когда поток мощности направлен от ВН к СН, kс-в и kс-н в случае (б), если поток
мощности имеет направление СН–ВН.
Проводимости поперечных ветвей, как и двухобмоточного трансформатора, вычисляют по формулам

Трехобмоточные трансформаторы | Группы соединения трансформаторов | Оборудование

Страница 11 из 13

 

11. ТРЕХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
У трехобмоточных трансформаторов группа соединения указывает на сдвиг фаз векторов среднего (СН) н низшего НН напряжения по отношению к векторам ВН. Поэтому для трехобмоточного трансформатора указываются два часовых обозначения группы. Так, например, обозначение Y/Y/Δ-О-П указывает, что обмотки ВН, СН и НН имеют соответственно схемы соединения звезда, звезда и треугольник и, кроме того, для пары обмоток ВН н СН группа соединения равна 0, т. е. Y/Y = 0, а для пары обмоток ВН и НН группа соединения равна 11, т. е. Y/Δ-П.
Сдвиг фаз векторов НН по отношению к векторам СН легко определить, если совместить центры тяжести векторных диаграмм всех трех обмоток, но считать, что вектор обмотки среднего напряжения изображает теперь минутную стрелку.
На рнс. 43 в качестве примера показана схема Y/Y/Δ-б-11. Система векторов Ат, Вт, Ст повернута на 6 ч относительно системы векторов А, В, С, а система векторов а, Ъ, с — на 11 ч относительно той же системы векторов А, В, С. Если теперь необходимо в часах указать сдвиг фаз векторов НН относительно векторов СН, то необходимо вектор ОВт считать минутной стрелкой, стоящей на 12 ч (цифры в скобках на рис. 43). Тогда видно, что НН будет иметь по отношению к СН группу 5, т, е. для СН/НН имеем Y/A-5.

Фазировка трехобмоточных трансформаторов, по существу, ничем не отличается от фазировки двухобмоточных трансформаторов. Очевидно, целесообразно производить фазировку сначала одной вторичной обмотки, потом другой, питая все время третью обмотку.

Рнс. 43. Схема трехобмоточного трансформатора со схемой
Y/Y/A-6-11.
На рис. 44 показан пример схемы, где может потребоваться применение понятия «обратная» группа. Схема ие может считаться типовой. Она составлена исключительно для того, чтобы показать приемы вычислений групп в более или меиее сложных сетях.
Система I, питаемая генераторами Л и Г г, в дальнейшем была связана линией передачи 110 кВ с генератором Г3 системы II. Постепенное развитие системы II и сети 35 кВ системы I привело бы к тому, что пункт А можно было бы питать с двух сторон от сети 35 кВ системы / и от обмотки 38,5 кВ трансформатора Т®, в результате этого возникла возможность осуществить связь обеих систем на напряжении 38,5—35 кВ и поставить в пункте А трансформатор с регулировкой под нагрузкой. Требуется, таким образом, найти сдвиг фаз между системами 38,5 и 35 кВ.


Рис. 44. Схема энергосистемы.

Разберем два случая: а) когда уже установлен двухобмоточный трансформатор Те с напряжениями 110/38,5 кВ Y/Δ-П и б) когда подстанция с трансформатором Тв проектируется вновь и трансформатор Т6 может быть выбран трехобмоточным 110/38,5/6,6 кВ Y/Y/Δ-О-П. В первом случае сделаем обход от шин 38 кВ трансформатора Ts через сборные шины 121 кВ трансформатора Ts и через трансформаторы Г4 и Т2. Очевидно, сеть 110 кВ относительно сети 38,5 кВ имеет сдвиг на 1 ч: после 7\ шина 6,6 кВ не будет иметь никакого сдвига относительно шины 38,5 кВ, а после Т2 или Т3 сеть 35 кВ будет иметь сдвиг на 1 ч относительно сети 38,5 кВ н, следовательно, в пункте А регулировочный трансформатор должен быть на напряжение 38,5/35 кВ и со схемой Y/A-1 или Δ/Y-l.
Очевидно, напряжения НО кВ системы II н 35 кВ системы I не будут иметь сдвига фаз, тач как трансформатор 7\ имеет группу II, а трансформаторы Т2 и Г3 — обратную группу 1. Поэтому можно считать, что сдвиг фаз 110/35 кВ, равен 0. Следовательно, установка стандартного трехобмоточного трансформатора Гб (рис. 44,6) с напряжениями 110/38,5/6,6 кВ и схемой Y/Y/Δ-О-11 дает во втором случае совпадение фаз напряжений 38,5 и 35 кВ. В этом случае в пункте А может быть установлен регулировочный автотрансформатор 38,5/35 кВ со схемой Y/Y-0.

Теоретическая часть и пример расчета параметров автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов для RastrWin.

S 2макс =12+j 10 МВ А. Рис.1.

1. Для заданного режима работы подстанции (рис.1) необходимо обеспечить уровень напряжения на шинах кв в соответствии с принципом встречного регулирования напряжения. Трансформаторы на подстанции имеют

Подробнее

Приложения. Справочные материалы

Приложения. Справочные материалы Таблица П.1 Усредненные расстояния между соседними проводами фаз ВЛ в зависимости от напряжения U ном, кв До 1 6 10 20 35 110 150 220 330 500 750 1150 D, м 0,5 1 1,5 3,5

Подробнее

Трехобмоточный трансформатор. Лекция 8

Трехобмоточный трансформатор Лекция 8 План: История развития Конструкция трехфазного трехобмоточного трансформатора Условное обозначение Основная схема замещения трехобмоточного трансформатора Упрощенная

Подробнее

Сторона высокого напряжения

Сторона высокого напряжения Сторона среднего напряжения Кафедра: Электрические системы и Сети Преподаватель: Николаев Роман Николаевич Лабораторная работа 1 по курсу: Моделирование элементов электроэнергетических

Подробнее

С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ГОУ СПО “Минераловодский колледж железнодорожного транспорта” С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Методические рекомендации по освоению теоретического материала и

Подробнее

Двухобмоточный трансформатор

Двухобмоточный трансформатор 1. Схема замещения. Опыт холостого хода 3. Опыт короткого замыкания Лекция 7.1 Схема замещения Влияние трансформаторов на режим работы системы учитывается с помощью схемы замещения

Подробнее

1. Выбор параметров энергосистемы

1. Выбор параметров энергосистемы Рисунок 6 Расчѐтная схема энергосистемы Система: Воздушная лини 1: Чтобы задаться параметрами линии электропередач выберем марку и сечение проводов по погодным условиям

Подробнее

Основы релейной защиты

1 Основы релейной защиты Раздел 1.Общие вопросы выполнения релейной защиты электроэнергетических систем 2 1. Назначение релейной защиты 2. Причины и виды повреждений электрических сетей 3. Трехфазное КЗ

Подробнее

ПРОТИВОАВАРИЙНЫЙ ЦИРКУЛЯР Ц-04-87(Э)

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ УДК 621.316.925.004.6.(044) ПРОТИВОАВАРИЙНЫЙ ЦИРКУЛЯР Ц-04-87(Э) г.москва 24 февраля 1987

Подробнее

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого” Институт энергетики и транспортных

Подробнее

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электрооборудования ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Методические указания для выполнения контрольных

Подробнее

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого” Институт энергетики и транспортных

Подробнее

Тема 1. Линейные цепи постоянного тока.

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ 2 системы и технологии» Тема 1. Линейные цепи постоянного тока. 1. Основные понятия: электрическая цепь, элементы электрической цепи, участок электрической цепи. 2. Классификация

Подробнее

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого”

Подробнее

Предисловие ГОСТ Р

ГОСТ Р 51559-2000 УДК 621.314.222.62.025.3:006.354 Группа Е64 Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) Министерства путей сообщения

Подробнее

Электрические сети в задачах

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра “Электроснабжение транспорта” П.Я. Пятков А.П. Пятков Электрические сети в задачах Учебно-методическое

Подробнее

Выпрямители синусоидального тока

1 Лекции профессора Полевского В.И. Выпрямители синусоидального тока Вольтамперная характеристика электропреобразовательного диода На рис. 1.1. представлена вольтамперная характеристика (ВАХ) электропреобразовательного

Подробнее

Электроэнергетические системы и сети

Министерство образования и науки Российской Федерации Новосибирский государственный технический университет Электроэнергетические системы и сети Методические указания и упражнения для самостоятельной работы

Подробнее

ОКС Дата введения

ГОСТ Р 52735-2007 Группа Е09 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кв Short-circuits

Подробнее

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОПРИВОД

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Подробнее

Задача 1 Задача 2 Задача 3

Задача 1 Определить потери активной мощности в трансформаторах подстанции (рис.1) при работе в течение года с одним и двумя трансформаторами если диапазон изменения нагрузки S = S нагр составил 5 20 МВ

Подробнее

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Содержание Введение… 3 1. Анализ исходных данных… 4 2. Составление баланса активной и реактивной мощности… 5 3. Конфигурация, основные параметры сети… 7 3.1 Составление

Подробнее

Контрольная работа 1. Задача 1

Контрольная работа Задача Требуется определить погонные параметры кабельной линии длиной 5,0 км с номинальным напряжением 0 кв, прокладываемой в земле и выполненной кабелем марки СБ 0 x5, и вычислить параметры

Подробнее

УДК А.С. Гринев, А.А. Беляков

УДК 621.314 А.. Гринев, А.А. Беляков ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЛОВЫХ ТРАНФОРМАТОРОВ ДЛЯ АНАЛИЗА ПЕРЕДАЧИ (ТРАНФОРМАЦИИ) ИМПУЛЬА ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ Объясняется необходимость определения емкостей обмоток

Подробнее

устройство, приницип действия, достоинства и недостатки

Назначение, устройство и принцип действия автотрансформаторов

В некоторых случаях бывает необходимо изменять напряжение в небольших пределах. Это проще всего сделать не двухобмоточными трансформаторами, а однообмоточными, называемыми автотрансформаторами. Если коэфициент трансформации мало отличается от единицы, то разница между величиной токов в первичной и во вторичной обмотках будет невелика. Что же произойдет, если объединить обе обмотки? Получится схема автотрансформатора (рис. 1).

Автотрансформаторы относят к трансформаторам специального назначения. Автотрансформаторы отличаются от трансформаторов тем, что у них обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, т. е. цепи этих обмоток имеют не только магнитную, но и гальваническую связь.

В зависимости от включения обмоток автотрансформатора можно получить повышение или понижение напряжения.

 

Рис. 1 Схемы однофазных автотрансформаторов: а – понижающего, б – повышающего.

Если присоединить источник переменного напряжения к точкам А и Х, то в сердечнике возникнет переменный магнитный поток. В каждом из витков обмотки будет индуктироваться ЭДС одной и той же величины. Очевидно, между точками а и Х возникнет ЭДС, равная ЭДС одного витка, умноженной на число витков, заключенных между точками а и Х.

Если присоединить к обмотке в точках a и Х какую-нибудь нагрузку, то вторичный ток I2 будет проходить по части обмотки и именно между точками a и Х. Но так как по этим же виткам проходит и первичный ток I1, то оба тока геометрически сложатся, и по участку aХ будет протекать очень небольшой по величине ток, определяемый разностью этих токов. Это позволяет часть обмотки сделать из провода малого сечения, чтобы сэкономить медь. Если принять во внимание, что этот участок составляет большую часть всех витков, то и экономия меди получается весьма ощутимой.

Таким образом, автотрансформаторы целесообразно использовать для незначительного понижения или повышения напряжения, когда в части обмотки, являющейся общей для обеих цепей автотрансформатора, устанавливается уменьшенный ток что позволяет выполнить ее более тонким проводом и сэкономить цветной металл. Одновременно с этим уменьшается расход стали на изготовление магнитопровода, сечение которого получается меньше, чем у трансформатора.

В электромагнитных преобразователях энергии – трансформаторах – передача энергии из одной обмотки в другую осуществляется магнитным полем, энергия которого сосредоточена в магнитопроводе. В автотрансформаторах передача энергии осуществляется как магнитным полем, так и за счет электрической связи между первичной и вторичной обмотками.

 

Трансформатор и автотрансформатор

Автотрансформаторы успешно конкурируют с двухобмоточными трансформаторами, когда их коэффициент трансформации – мало отличается от единицы и но более 1,5 – 2. При коэффициенте трансформации свыше 3 автотрансформаторы себя не оправдывают.

В конструктивном отношении автотрансформаторы практически не отличаются от трансформаторов. На стержнях магнитопровода располагаются две обмотки. Выводы берутся от двух обмоток и общей точки. Большинство деталей автотрансформатора в конструктивном отношении не отличаются от деталей трансформатора.

Лабораторные автотрансформаторы (ЛАТРы)

Автотрансформаторы применяются также в низковольтных сетях в качестве лабораторных регуляторов напряжения небольшой мощности (ЛАТР). В таких автотрансформаторах регулирование напряжения осуществляется при перемещении скользящего контакта по виткам обмотки.

Лабораторные регулируемые однофазные автотрансформаторы состоят из кольцеобразного ферромагнитного магнитопровода, обмотанного одним слоем изолированного медного провода (рис. 2).

От этой обмотки сделано несколько постоянных ответвлений, что позволяет использовать эти устройства как понижающие или повышающие автотрансформаторы с определенным постоянным коэффициентом трансформации. Кроме того, на поверхности обмотки, очищенной от изоляции, имеется узкая дорожка, по которой перемещают щеточный или роликовый контакт для получения плавно регулируемого вторичного напряжения в пределах от нуля до 250 В.

При замыкании соседних витков в ЛАТР не происходит витковых замыканий, так как токи сети и нагрузки в совмещенной обмотке автотрансформатора близки друг к другу и направлены встречно.

Лабораторные автотрансформаторы изготовляют номинальной мощностью 0,5; 1; 2; 5; 7,5 кВА. 

 

Схема лабораторного регулируемого однофазного автотрансформатора

 

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Трехфазные автотрансформаторы

Наряду с однофазными двухобмоточными автотрансформаторами часто применяются трехфазные двухобмоточные и трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы.

В трехфазных автотрансформаторах фазы обычно соединяют звездой с выведенной нейтральной точкой (рис. 3). При необходимости понижения напряжения электрическую энергию подводят к зажимам А, В, С и отводят от зажимов а, b, с, а при повышении напряжения – наоборот. Их применяют в качестве устройств для снижения напряжения при пуске мощных двигателей, а также для ступенчатого регулирования напряжения на зажимах нагревательных элементов электрических печей.

 

Рис. 3. Схема трехфазного автотрансформатора с соединением фаз обмотки звездой с выведенной нейтральной точкой

Трехфазные высоковольтные трехобмоточные трансформаторы используются также в высоковольтных электрических сетях.

Трехфазные автотрансформаторы, как правило, на стороне высшего напряжения соединяются в звезду с нулевым проводом. Соединение в звезду обеспечивает снижение напряжения, на которое рассчитывается изоляция автотрансформатора.

Применение автотрансформаторов улучшает КПД энергосистем, обеспечивает снижение стоимости передачи энергии, но приводит к увеличению токов короткого замыкания. 

Недостатки автотрансформаторов

Недостатком автотрансформатора является необходимость выполнения изоляции обеих обмоток на большее напряжение, так как обмотки имеют электрическую связь.

Существенный недостаток автотрансформаторов – гальваническая связь между первичной и вторичной цепями, что не позволяет использовать их в качестве силовых в сетях 6 – 10 кВ при понижении напряжения до 0,38 кВ, так как напряжение 380 В подводится к оборудованию, на котором работают люди.

При авариях из-за наличия электрической связи между обмотками в автотрансформаторе высшее напряжение может оказаться приложенным к обмотке низшего. При этом все части эксплуатируемой установки окажутся соединенными с высоковольтной частью, что не допускается по условиям безопасности обслуживания и из-за возможности пробоя изоляции токопроводящих частей присоединенного электрооборудования. 

 

265

Третичная обмотка трансформатора | Трехобмоточный трансформатор

Что такое третичная обмотка? Что такое трехобмоточный трансформатор?

В некоторых мощных трансформаторах используется одна обмотка в дополнение к первичной и вторичной обмоткам. Эта дополнительная обмотка, помимо первичной и вторичной обмоток, известна как Третичная обмотка трансформатора . Из-за этой третьей обмотки трансформатор называется трехобмоточным трансформатором или трехобмоточным трансформатором .

Преимущества использования третичной обмотки в трансформаторе

Третичная обмотка предусмотрена в силовом трансформаторе для удовлетворения одного или нескольких из следующих требований:

  1. Она уменьшает несимметрию первичной обмотки из-за несимметрии трехфазной нагрузки.
  2. Перераспределяет ток короткого замыкания.
  3. Иногда требуется питание вспомогательной нагрузки с другим уровнем напряжения в дополнение к основной вторичной нагрузке. Эта вторичная нагрузка может быть снята с третичной обмотки трехобмоточного трансформатора .
  4. Поскольку третичная обмотка соединена треугольником в 3-обмоточном трансформаторе , это способствует ограничению тока короткого замыкания в случае короткого замыкания между линией и нейтралью.

Стабилизация третичной обмоткой трансформатора

В трансформаторе звезда-звезда, состоящем из трех отдельных блоков или одного блока с сердечником с 5 ветвями, обеспечивает высокое сопротивление потоку несимметричной нагрузки между линией и нейтралью. Это связано с тем, что в обоих этих трансформаторах имеется обратный путь неуравновешенного потока с очень низким сопротивлением.

Если любой трансформатор имеет N витков в обмотке и сопротивление магнитного пути R L , то

Где I и Φ – ток и поток в трансформаторе.

Теперь из уравнений (1) и (2) это можно переписать как

Из приведенного выше математического выражения видно, что импеданс обратно пропорционален сопротивлению. Импеданс, обеспечиваемый обратным путем несимметричного тока нагрузки, очень высок там, где для несимметричного потока предусмотрен обратный путь с очень низким сопротивлением.

Другими словами, между линией и нейтралью предлагается очень высокое сопротивление протеканию несимметричного тока в трехфазной системе. Любой несимметричный ток в трехфазной системе можно разделить на три набора компонентов, а также компоненты прямой последовательности, обратной последовательности и нулевой последовательности. Ток нулевой последовательности фактически представляет собой синфазный ток в трех линиях. Если значение синфазного тока в каждой линии составляет I o , то общий ток, протекающий через нейтраль вторичной обмотки трансформатора, равен I n = 3.я или . Этот ток не может быть уравновешен первичным током, так как ток нулевой последовательности не может протекать через изолированную нейтральную первичную обмотку, соединенную звездой. Следовательно, указанный ток во вторичной обмотке создает магнитный поток в сердечнике. Как мы обсуждали ранее в этой главе, путь с низким сопротивлением доступен для потока нулевой последовательности в группе однофазных блоков и, следовательно, в сердечнике с 5 ветвями; импеданс, предлагаемый току нулевой последовательности, очень высок. Соединенная треугольником третичная обмотка трансформатора допускает циркуляцию в ней тока нулевой последовательности.Этот циркулирующий ток в этой обмотке треугольника уравновешивает составляющую нулевой последовательности несимметричной нагрузки, следовательно, предотвращает ненужное развитие несимметричного потока нулевой последовательности в сердечнике трансформатора. В двух словах можно сказать, что размещение третичной обмотки в трансформаторе звезда-звезда-нейтраль значительно снижает импеданс нулевой последовательности трансформатора.

Номинал третичной обмотки трансформатора

Номинал третичной обмотки трансформатора зависит от его использования.Если он должен питать дополнительную нагрузку, его поперечное сечение обмотки и философия конструкции определяются в соответствии с нагрузкой, а трехфазное короткое замыкание на его клемме с потоком мощности с обеих сторон ВН и СН.
В случае, если он должен быть предусмотрен только для стабилизирующих целей, его поперечное сечение и конструкция должны быть определены с учетом тепловых и механических соображений для кратковременных токов короткого замыкания во время различных условий короткого замыкания. Однолинейное замыкание на землю является наиболее опасным.

Что такое трансформатор третьей обмотки? – Определение эквивалентной цепи, испытание на короткое замыкание и разомкнутую цепь

Определение: Иногда в мощных трансформаторах третья обмотка конструируется в дополнение к первичной и вторичной обмоткам.Третья обмотка называется третичной обмоткой, а из-за трех обмоток трансформатор называется трехобмоточным.

Номинальные напряжения всех трех обмоток трансформатора обычно неодинаковы. Первичная обмотка имеет самое высокое номинальное напряжение; третье имеет самое низкое номинальное напряжение, а вторичное имеет промежуточное номинальное напряжение.

Основными преимуществами трехобмоточных трансформаторов являются экономичность конструкции и высокий КПД.Принципиальная схема трехфазного трансформатора представлена ​​на рисунке ниже.

Для идеального трансформатора,

Наиболее значительным преимуществом третьей обмотки является то, что гармоники, создаваемые первичной и вторичной обмотками, гасятся третьей обмоткой. Третья обмотка соединена треугольником.

Напряжение третичной обмотки отличается от напряжения первичной и вторичной обмотки. Таким образом, он используется для подачи питания на вспомогательные устройства, такие как вентилятор, ламповый светильник и т. д.подстанций. Третичная обмотка используется для следующих применений.

  • Реактивная мощность подается на подстанции с помощью третичной обмотки.
  • Третичная обмотка снижает импеданс цепи, так что ток короткого замыкания легко уходит на землю.
  • Используется для проверки высоковольтного трансформатора.

Эквивалентная схема трехобмоточного трансформатора

Эквивалентная схема трехфазного трансформатора представлена ​​на рисунке.Рассмотрим R 1 , R 2 и R 3 сопротивление, а X 1 , X 2 и X 3 полное сопротивление их обмоток.

V 1 , V 2 , V 3 – напряжения, а I 1 , I 2 , I 3 – ток, протекающий через их обмотки.

Определение параметров трехобмоточных трансформаторов

Параметры эквивалентной цепи можно определить по результатам испытаний на обрыв цепи и трех испытаний на короткое замыкание.

Испытание на короткое замыкание

Рассмотрим Z 1 , Z 2 и Z 3 — импедансы трех обмоточных трансформаторов. Эти импедансы считаются основой для проведения теста на короткое замыкание. Для испытания на короткое замыкание две обмотки замыкаются накоротко, а третья обмотка остается разомкнутой.

На первом шаге считаем, что обмотки 1 и 2 закорочены. Обмотка низкого напряжения приложена к обмотке 1, благодаря чему полный ток нагрузки протекает через обмотку 2.Z 12 указывает полное сопротивление обмотки 1 и 2 и измеряется как

.

Эквивалентное сопротивление,

Эквивалентное реактивное сопротивление рассеяния,

Z 12 представляет собой серийную комбинацию Z 1 и Z 2 соответственно,

На втором этапе третья обмотка закорачивается со второй обмоткой, а первая обмотка остается разомкнутой. Источник низкого напряжения приложен к третьей обмотке, так что полный ток нагрузки протекает через вторую обмотку.Z 23 представляет импеданс обмотки 2 и 3, а приведенное ниже уравнение выражает его

.

На третьем этапе вторая обмотка размыкается, а первая и третья обмотки замыкаются накоротко. На третью обмотку подается низкое напряжение, а через первые обмотки протекает полный ток нагрузки. Z 13 — полное сопротивление первой и третьей обмотки.

Решая уравнения (1), (2) и (3), мы получаем полное сопротивление утечки Z 1 , Z 2 и Z 3 , все они называются первичными,

Тест разомкнутой цепи

Испытание на разомкнутую цепь проводится для определения потерь в сердечнике, импеданса намагничивания и коэффициента трансформации.При испытании на разомкнутую цепь вольтметр, амперметр и ваттметр включаются в обмотку низкого напряжения. Вторичная сторона остается открытой, а вольтметр подключен.

Поскольку сторона высокого напряжения разомкнута, ток, потребляемый первичной обмоткой, представляет собой ток холостого хода, и I 0 измеряется амперметром A. Полное сопротивление намагничивания можно определить путем возбуждения обмотки тока 1, когда обе обмотки 2 и 3 разомкнуты. Тогда у нас есть,

Регулирование напряжения трехобмоточного трансформатора определяется как отношение величины фактической нагрузки кВА обмотки к базовому значению кВА, используемому при определении параметров сети.

Объяснение подключения автотрансформатора

| EEP

Подключение автотрансформатора

Обычный трансформатор состоит из двух обмоток, называемых первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Эти две обмотки магнитно связаны и электрически изолированы. А вот трансформатор, в котором часть обмоток является общей как для первичной, так и для вторичной, называется автотрансформатором.

Высокоэффективный автотрансформатор с отводами 6%, 4%, 2% (фото Legend Power)

В автотрансформаторе две обмотки связаны не только магнитно, но и электрически.Вход трансформатора постоянен, но выход можно изменять, меняя обмотки.

Автотрансформатор — это одновременно и самое простое, и самое интересное соединение, состоящее из двух обмоток. Он довольно широко используется в системах передачи электроэнергии из-за его способности многократно увеличивать эффективную мощность трансформатора в кВА.

Автотрансформаторы также используются в радиальных распределительных фидерных цепях в качестве регуляторов напряжения .

Соединение показано на рис. 1 ниже.

Рисунок 1 – Подключение повышающего автотрансформатора

Первичная и вторичная обмотки двухобмоточного трансформатора навели в них ЭДС за счет общего взаимного потока и, следовательно, находятся в фазе. Токи, потребляемые этими двумя обмотками, сдвинуты по фазе на 180◦. Это побудило использовать часть первичного в качестве вторичного. Это эквивалентно обычным вторичным превращениям в первичные.

Общая секция должна иметь площадь поперечного сечения проводника для передачи ( I2−I1 ) ампер.Общее количество витков между A и C составляет T1 . В точке B осуществляется соединение. Участок AB имеет повороты T2. Поскольку количество вольт на виток, пропорциональное потоку в машине, одинаково для всей обмотки, V1 : V2 = T1 : T2

Когда вторичная обмотка обеспечивает ток нагрузки I2 Ампер размагничивающий ампер-витков это I2T2 . Этому будет противодействовать ток I1 , протекающий от источника через витки T1, такой, что
I1T1 = I2T2

Ток I1 ампер протекает через обмотку между B и C

.Ток в обмотке между

А и В равен (I2 − I1) ампер. Сечение провода, выбираемого для АВ , пропорционально этому току при условии постоянной плотности тока для всей обмотки. Таким образом, может быть достигнута некоторая экономия материала по сравнению с двухобмоточным трансформатором. Предполагается, что магнитная цепь идентична, и, следовательно, в ней нет экономии.

Для количественной оценки экономии общее количество меди, используемой в автотрансформаторе, выражается в виде доли от количества, используемого в двухобмоточном трансформаторе:

Медь в автотрансформаторе / медь в двухобмоточном трансформаторе T2) I1 + T2 (I2 − I1)) / T1I1 + T2I2

Медь в автотрансформаторе / медь в двухобмоточном трансформаторе
= 1 – (2T2I1 / (T1I1 + T2I2))

But

T2I 6 1 Итак,

Коэффициент = 1 – ( 2T2I1 / 2T1I1 ) = 1 – ( T2/T1 )

Это означает, что автотрансформатор требует использования меньшего количества меди, определяемого соотношением витков.Таким образом, это соотношение дает экономию меди .

Поскольку места для второй обмотки не требуется, для автотрансформатора окно может быть меньше, что также дает некоторую экономию веса ламинирования. Чем больше отношение напряжений, тем меньше экономия. Когда T2 приближается к T1 , экономия становится значительной. Таким образом, автотрансформаторы становятся идеальным выбором для преобразования близких коэффициентов.

Рисунок 2 – Преобразования с близким коэффициентом трансформации

Автотрансформатор, показанный на рис. 2 выше, подключен как повышающий автотрансформатор, поскольку последовательная обмотка повышает выходное напряжение.Следует соблюдать осторожность при обсуждении напряжений « первичная » и « вторичная » по отношению к обмоткам автотрансформатора.

В двухобмоточных трансформаторах первичное напряжение связано с первичной обмоткой, вторичное напряжение связано со вторичной обмоткой, и первичное напряжение обычно считается большим, чем вторичное напряжение.

Однако в случае повышающего автотрансформатора первичное (или высокое) напряжение связано с последовательной обмоткой, а вторичное (или низкое) напряжение связано с общей обмоткой; но напряжение на общей обмотке выше, чем на последовательной обмотке.

Ограничение автотрансформатора

Одним из ограничений автотрансформаторного подключения является то, что возможны не все типы трехфазных подключений. Например, соединения ∆-Y и Y-∆ невозможны при использовании автотрансформатора.

Соединение Y-Y должно иметь общую нейтраль между обмотками высокого и низкого напряжения, поэтому нейтрали цепей, подключенных к этим обмоткам, не могут быть изолированы.

A ∆ – ∆ подключение автотрансформатора теоретически возможно; однако это создаст своеобразный фазовый сдвиг.Фазовый сдвиг зависит от отношения первичных и вторичных напряжений и может быть рассчитан по векторной диаграмме.

Этот фазовый сдвиг нельзя изменить или устранить, и по этой причине автотрансформаторы очень редко подключаются как ∆ – ∆ трансформаторы.


Преимущества автотрансформатора

  1. Значительная экономия габаритов и веса.
  2. Уменьшены потери для заданной мощности кВА.
  3. Использование автотрансформаторного соединения дает возможность добиться более низкого последовательного сопротивления и лучшего регулирования.Его эффективность больше по сравнению с обычным.
  4. Его размер относительно очень мал.
  5. Регулировка напряжения автотрансформатора значительно лучше.
  6. Более низкая стоимость
  7. Низкие требования к току возбуждения.
  8. В конструкции и конструкции используется меньше меди.
  9. В обычном трансформаторе значение повышения или понижения напряжения фиксировано, в то время как в автотрансформаторе мы можем изменять выходное напряжение в соответствии с нашими требованиями и плавно увеличивать или уменьшать его значение в соответствии с нашими требованиями.

Недостатки автотрансформатора

  1. Автотрансформаторное подключение недоступно для некоторых трехфазных подключений.
  2. Более высокие (и, возможно, более опасные) токи короткого замыкания могут возникать из-за более низкого последовательного сопротивления.
  3. Короткие замыкания могут создавать напряжения, значительно превышающие рабочие напряжения на обмотках автотрансформатора.
  4. При одном и том же броске напряжения на клеммах линии приложенное и индуцированное напряжения больше для автотрансформатора, чем для двухобмоточного трансформатора.
  5. Автотрансформатор состоит из одной обмотки вокруг железного сердечника, которая создает изменение напряжения от одного конца к другому. Другими словами, самоиндукция обмотки вокруг сердечника изменяет потенциал напряжения, но отсутствует изоляция высоковольтных и низковольтных концов обмотки. Таким образом, любой шум или другие аномалии напряжения, поступающие с одной стороны, передаются на другую. По этой причине автотрансформаторы обычно используются только в тех случаях, когда перед ними уже есть какая-то фильтрация или кондиционирование, например, в электронных приложениях, или нижестоящие устройства не подвержены этим аномалиям, например, двигатель переменного тока во время запуска.

Применение

  • Используется как в синхронных, так и в асинхронных двигателях.
  • Используется в лабораториях по испытанию электрического оборудования, поскольку напряжение можно плавно и непрерывно изменять.
  • Находят применение в качестве усилителей в фидерах переменного тока для повышения уровней напряжения.

Используется на подстанции высокого напряжения по следующим причинам:
  1. Если мы используем обычный трансформатор, размер трансформатора будет очень большим, что приведет к большему весу, большему количеству меди и высокой стоимости.
  2. Третичная обмотка, используемая в автотрансформаторе, уравновешивает однофазные несбалансированные нагрузки, подключенные ко вторичной обмотке, и не передает эти несбалансированные токи на первичную сторону. Таким образом устраняются гармоники и дисбаланс напряжения.
  3. Третичная обмотка в автотрансформаторе уравновешивает витки усилителя, так что автотрансформатор достигает магнитного разделения, как двухобмоточный трансформатор.

Что такое автотрансформатор? Полный информационный справочник

В этом уроке мы узнаем об автотрансформаторах.Это полное руководство по теории и конструкции автотрансформатора, его коэффициентам полезного действия, электрическим символам, технике пуска, мерам защиты, преимуществам, недостаткам, применению и многому другому.

Введение

Трансформаторы — электромагнитные устройства, передающие электрическую энергию из одной цепи в другую по принципу взаимной индукции. Взаимная индукция – это связь индуктивностей их взаимными магнитными полями. Например, в однофазном трансформаторе есть две катушки, первичная и вторичная.

Первичная катушка получает питание от любого источника электроэнергии, такого как генератор переменного тока. Магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, индуцирует напряжение во вторичной обмотке. Эта вторичная катушка будет подключена к нагрузке и соответственно получит питание.

Трансформаторы

используются для повышения напряжения до более высокого уровня и называются повышающими трансформаторами. Точно так же трансформаторы снижают напряжение до более низкого уровня, и они называются понижающими трансформаторами.

НАВЕРХ

Что такое автотрансформатор?

Как указано выше, обычный трансформатор будет иметь две обмотки, которые физически разделены, но магнитно связаны друг с другом с помощью магнитного сердечника. Поскольку они изолированы отдельно, их называют первичной обмоткой, на которую подается напряжение от источника, и вторичной обмоткой, передающей на выходную нагрузку.

А вот трансформатор, в котором будет только одна обмотка, общая и для первичной, и для вторичной, называется автотрансформатором.Термин Auto здесь означает, что изменения входного напряжения могут быть автоматически улучшены или уменьшены с использованием одной обмотки.

Автотрансформаторы

используются в приложениях, где не требуется электрическая изоляция между входной и выходной обмотками. Они популярны для промышленной автоматизации и морских применений.

НАВЕРХ

Теория и конструкция автотрансформатора

В автотрансформаторе часть энергии передается за счет индукции, а остальная часть за счет проводимости.Существует три типа автотрансформаторов: повышающие, понижающие и регулируемые автотрансформаторы, которые могут повышать или понижать напряжение.

Переменные автотрансформаторы используются в лаборатории и промышленности для обеспечения широкого диапазона напряжений переменного тока от одного источника. На приведенных выше рисунках показаны повышающие и понижающие автотрансформаторы.

На приведенных выше рисунках первая обмотка показана аддитивным образом соединенной со вторичной обмоткой. Теперь соотношение между напряжением на первой обмотке и напряжением на второй обмотке определяется коэффициентом трансформации трансформатора.

Однако напряжение на выходе всего трансформатора представляет собой сумму напряжения на первой обмотке и напряжения на второй обмотке. Первая обмотка здесь называется общей обмоткой, потому что ее напряжение появляется с обеих сторон трансформатора. Малая обмотка называется последовательной, потому что она включена последовательно с общей обмоткой.

Соотношение напряжений в автотрансформаторе, как показано на рисунке (а) выше, определяется как

В₂= В c + В se

                                      Но,

V c / V se = N c / N se  

===> V₂ = V c + (N c /N se ) * V c ;

                                     Но,

В₁ = В с  

===> V₂ = V₁ + (N c /N se ) * V1 = ((N c + N se )/ N se ) * V₁;

Текущее соотношение между двумя сторонами в автотрансформаторе, как показано на рисунке выше (а), определяется как

.

I₁ = I c + I se

                                      Но,

I c = (N se /N c ) * I se

===>  I₁ = I se + (N se /N c ) * I se

                                    Но,

I₂ = I se

===> I₁ = I₂ * (1 + (N se /N c ))

Интересно отметить, что не вся мощность, проходящая от первичной обмотки к вторичной в автотрансформаторе, проходит через обмотки.В результате, если обычный трансформатор снова подключить как автотрансформатор, он может выдерживать гораздо большую мощность, чем изначально рассчитано. Обратите внимание, что входная полная мощность автотрансформатора определяется как

.

S в = V₁I₁;

, а выходная полная мощность определяется как

.

S из = V₂I₂.

Легко показать, что полная мощность на входе равна полной мощности на выходе, так что

S в  = S вых =S IO

Здесь S IO определяется как входная и выходная полная мощность трансформатора.Соотношение между мощностью, поступающей на первичную обмотку трансформатора, и фактическими обмотками можно найти с помощью

.

S w =V c I c = V SE * I SE

S w =V₁ * (I₁-I₂)

S w =V₁I₁ – V₁I₂

S w = S IO  * N se / (N se + N c )

Для лучшего понимания рассмотрим пример.

Автотрансформатор мощностью 500 кВА, соединяющий линию 110 кВ с линией 138 кВ, поэтому отношение N c /N se будет 110/28. Теперь, используя полученную формулу мощности обмотки и полной мощности, мы можем рассчитать фактическую мощность, проходящую через обмотки.

S w = S io x N se / (N se + N c )

S w = (5000) x 28/(28+110) = 1015 кВА

Это означает, что фактическая мощность обмотки составляет всего 1015 кВА, но этот автотрансформатор может выдерживать мощность 5000 кВА, что означает, что автотрансформатор может выдерживать в 5 раз большую мощность и в 5 раз меньше, чем обычный двухобмоточный трансформатор.

Это означает, что мы должны спроектировать и выбрать медный провод только для мощности до 1015 кВА. Если у нас рабочее напряжение 220, то полный ток будет

.

Полный ток = 1015 кВА/220 = 1015 x 1000/220 = 4613,63 А.

Мы можем выбрать медную проволоку из таблицы размеров проводов SWG или AWG для правильной плотности тока.

Автотрансформатор также может иметь более одной точки отвода. Автотрансформаторы могут использоваться для обеспечения различных точек напряжения вдоль его обмотки.

НАВЕРХ

Автотрансформатор с несколькими точками подключения

В следующей таблице поясняются различные типы автотрансформаторов в зависимости от их подключения:

НАВЕРХ

Символы автотрансформатора

Символ однофазного автотрансформатора

Символ трехфазного автотрансформатора

 

НАВЕРХ

Типы автотрансформаторов

Существует 3 основных типа автотрансформаторов, классифицируемых на основе использования автотрансформатора:

  1. Автотрансформатор Step Up
  2. Понижающий автотрансформатор
  3. Переменный автотрансформатор

НАВЕРХ

Автотрансформатор Step Up

В этом типе автотрансформатора входное напряжение повышено до требуемого напряжения, а выходное напряжение будет зависеть от коэффициента трансформации автотрансформатора.

Это схема подключения повышающего автотрансформатора:

Как мы уже обсуждали, рассматривайте каждую петлю катушки индуктивности как батарею. Чем больше витков в выходной цепи, тем больше переменное напряжение по сравнению с входом. Мы знаем, что входная и выходная кажущаяся мощность одинаковы, поэтому, если мы собираемся увеличить напряжение, то ток определенно уменьшится, чтобы сохранить баланс мощности.

НАВЕРХ

Понижающий автотрансформатор

Конструкция одинакова как для повышающего, так и для понижающего автотрансформатора, но в этой конфигурации первичное напряжение высокое, а вторичное напряжение низкое, поэтому он называется понижающим трансформатором.

НАВЕРХ

Переменный автотрансформатор (комплект Variac или диммер)

Автотрансформаторы с фиксированным коэффициентом трансформации широко используются во многих приложениях, но иногда требуется возможность изменения выходного напряжения. Такие трансформаторы очень удобны тем, что их можно настроить на любое необходимое напряжение простым вращением ручки. Их можно использовать вместо повышающего и понижающего автотрансформатора.

Центральная часть этого круглого индуктора — ручка.Напряжение меняется вращением ручки автотрансформатора. Переменный автотрансформатор может быть оснащен множеством ответвлений в зависимости от конкретного применения и действовать как регулятор напряжения переменного тока.

При добавлении некоторых чувствительных цепей эти регулируемые автотрансформаторы можно использовать в качестве автоматических регуляторов напряжения. Это также известно как набор вариака или диммера.

НАВЕРХ

Пуск автотрансформатора

Когда трансформаторы подключены через линию электропередачи, пусковой ток подключенного оборудования будет в 10-15 раз больше, чем номинальный ток оборудования, тогда общий ток протекает через 2 обмотки трансформатора в течение доли времени.

В некоторых стероидных трансформаторах пусковой ток в 60 раз превышает его номинальную мощность. В больших трансформаторах этот переходный ток может сохраняться в течение нескольких секунд, пока не будет достигнуто равновесие или время установления.

Таким же образом в автотрансформаторе пусковой ток также серьезен, когда источник питания подключен к трансформатору в момент, когда напряжение пересекает нулевое время перехода, где ток нагрузки зависит от сопротивления и индуктивности обмоток трансформатора.

Для больших трансформаторов с очень высокой индуктивностью по сравнению с нагрузкой время переходного тока также будет большим, и наоборот.

НАВЕРХ

Автотрансформатор Эффективность КПД автотрансформатора

намного выше, чем у двухобмоточных трансформаторов. КПД автотрансформаторов иногда достигает 99% при всех комфортных условиях.

Эффективность = (P из / P из ) * 100

P вых = V с * I с * Cos(Ø)

Коэффициент мощности = Cos(Ø)

P в = P из +P потеря

Потери: В любом трансформаторе в основном 2 вида потерь

Потери в меди можно рассчитать с помощью испытания на короткое замыкание, а потери в железе или сердечнике рассчитать с помощью испытания на разомкнутую цепь.После того, как обе потери рассчитаны, алгебраическая сумма обеих этих потерь составляет общие потери в автотрансформаторе.

НАВЕРХ

Расчет импеданса автотрансформатора Автотрансформаторы

имеют еще один недостаток по сравнению с двухобмоточными трансформаторами. Получается, что для данного автотрансформатора удельный импеданс меньше, чем у 2-обмоточного традиционного трансформатора, на коэффициент, равный превосходству автотрансформатора по мощности над обычным.

Этот меньший внутренний импеданс может стать серьезной проблемой в тех случаях, когда при снижении тока в системе питания возникают неисправности, такие как короткое замыкание, поэтому в этой ситуации крайне желательно ограничить ток, чтобы уменьшить вероятность большего повреждения.

Теперь рассчитаем внутреннее сопротивление автотрансформатора.

НАВЕРХ

Полное сопротивление автотрансформатора Пример

Обычный трансформатор мощностью 1000 кВА, соотношением напряжения 12/1.2 кВ, 60 Гц, теперь этот трансформатор будет использоваться в качестве автотрансформатора 13,2/12 кВ в энергосистеме. Теперь рассчитайте преимущество мощности этого автотрансформатора и рассчитайте импеданс серии автотрансформаторов на единицу.

дано полное сопротивление 2-обмоточного трансформатора = 0,01 + j0,08.

Соль:

Передаточное отношение: N c /N se = 12/1,2 =10

S io = (N se + N c /N se ) * S w

S io = (1+10/1) x 1000 = 11 000 кВА

Таким образом, коэффициент преимущества в силе равен 11.

Как мы знаем, импеданс двухобмоточного трансформатора равен Z eq = 0,01 + j0,08

Таким образом, полное сопротивление автотрансформатора будет Z eq = (0,01+j0,08)/11 = 0,00091+ j0,00727

Мы видим, что внутреннее сопротивление автотрансформатора в 11 раз меньше, чем у обычного двухобмоточного трансформатора.

НАВЕРХ

Автотрансформатор Заземление или заземление

Также известен как заземляющий автотрансформатор.Он в основном используется для создания нейтрального провода в 3-фазной 3-проводной незаземленной системе. Подключается в виде зигзагообразных или Т-образных трансформаторов. Эти трансформаторы имеют продолжение фазы и номинального тока нейтрали.

НАВЕРХ

Автотрансформатор Пример

Трансформатор 11 500/2300 В рассчитан на мощность 150 кВА как двухобмоточный трансформатор. Если две обмотки соединены последовательно, образуя автотрансформатор, каковы будут отношение напряжения и выходная мощность?

Две обмотки двухобмоточного трансформатора можно соединить последовательно, чтобы получился автотрансформатор.В двух обмотках любая из обмоток используется как вторичная. Поэтому коэффициент напряжения и мощность трансформатора будут зависеть от обмотки, которая используется в качестве вторичной обмотки.

Корпус-1:

В качестве вторичной используется обмотка 2300.

Номинальная мощность двухобмоточного трансформатора S t = 150 кВА

Первичное напряжение автотрансформатора, В 1 = 11500+2300 = 13,8 кВ

Вторичное напряжение автотрансформатора, В 2 = 2.3 кВ

Коэффициент напряжения двухобмоточного трансформатора a = В 1 2 = N 1 /N 2 = 11,5 / 2,3 = 5

Коэффициент напряжения автотрансформатора a’ = В 1 2 = (В 1 – В 2 + В 2 )/ В 2 =a + 1 = 16 9001

Передаточное отношение a = 13,8/2,3 = 6

Номинальная мощность трансформатора St = (В 1 –В 2 ) * I 1 = (I 2 – I 1 ) * В 2

Номинальная мощность автотрансформатора = Sat = V 1 * I 1 = V 2 * I 2

Но (I 2 -I 1 ) / I 1 = N 1 /N 2 = a

Тогда I 1 = (1/(1+a))I 2

Следовательно, S t  = V 2 ((V 1 /V 2 ) – 1) (1/ (1+a)) * I = (a / (1+a)) S по телефону

Следовательно, S при = ((1+a)/a) x 150 = 180 кВА.

Случай 2:

Обмотка 1150 В, используемая в качестве вторичной.

В 1 = 13,8 кВ

В 2 = 11,5 кВ

Коэффициент напряжения = a’ = 13,8/11,5 = 1,2

Коэффициент напряжения = a = (13,8 – 11,5) / 11,5 = 0,2

Теперь S при = ((1+a) / a) x 150 = 900 кВА

НАВЕРХ

3-фазный автотрансформатор

Трехфазный автотрансформатор специального типа, в котором общая обмотка разделяется на высоковольтную и низковольтную обмотки.Трехфазный переменный ток подается на первичную обмотку, а выходной сигнал собирается на вторичной обмотке. Трехфазный автотрансформатор используется в тех случаях, когда в распределительной системе используется низкое напряжение. Между ними не предусмотрена электрическая изоляция. Он предназначен для повышения и понижения напряжения и работает по принципу магнитной индукции.

Основные характеристики трехфазного автотрансформатора:

  • Мощность от 3 кВА до 500 кВА
  • Частота 50/60 Гц
  • Трехфазный

Трехфазный автотрансформатор используется в энергетике для подключения системы, работающей при уровне напряжения в диапазоне от 66 кВ до 138 кВ, линии электропередачи.

Стандартный трехфазный автотрансформатор соответствует следующей схеме:

Ниже приведен еще один тип соединения и его векторная диаграмма:

На следующей схеме показаны различные типы соединений трехфазного автотрансформатора.

НАВЕРХ

Номинальные характеристики 3-фазного автотрансформатора

Мощность измеряется в кВА в диапазоне от (1 кВА до 500 кВА). Его диапазон допуска (±5%).Сопротивление изоляции, используемое в трехфазном автотрансформаторе, составляет 2000 МОм.

Для расчета трехфазного KVA мы используем приведенную ниже формулу

.

кВА = (вольт*ампер*1,73)/1000

НАВЕРХ

Автотрансформаторный стартер асинхронного двигателя

Принцип автотрансформатора аналогичен методу запуска звезда-треугольник. Пусковой ток ограничен использованием трехфазного автотрансформатора. Автотрансформатор можно заменить на пускатели звезда-треугольник и другие более дорогие и сложные в эксплуатации пускатели.Автотрансформатор подходит как для двигателей, соединенных звездой, так и для двигателей, соединенных треугольником, пусковой ток и крутящий момент можно отрегулировать путем правильного отвода от автотрансформатора. Это дает самый высокий крутящий момент двигателя на линейный ампер.

НАВЕРХ

Дополнительная информация по автотрансформаторам

Характеристики автотрансформатора

Номинальные характеристики автотрансформаторных пускателей меньше, чем номинальные характеристики обычных пускателей для двигателей с более высокой мощностью.Главное, размер автотрансформатора очень маленький, поэтому эффективный материал снизит стоимость. Эффективное уменьшение материала снижает потери в меди и железе, поэтому автотрансформатор по сравнению с обычными изолирующими трансформаторами имеет более высокий КПД.

НАВЕРХ

Защита автотрансформатора

Обычный трансформатор Дифференциальные реле защиты и принадлежности также могут использоваться для защиты автотрансформатора. Дифференциальная защита трансформатора содержит ряд дополнительных функций (согласование с коэффициентом трансформации и группой векторов, стабилизация (защита) от пусковых токов и перевозбуждения) и, следовательно, требует фундаментального рассмотрения при настройке и выборе значений уставок.

Дополнительные функции, встроенные в каждое реле, можно использовать с пользой. Однако следует учитывать, что функции резервной защиты должны быть организованы в отдельном аппаратном обеспечении (дополнительном реле) по причинам резервирования аппаратного обеспечения.

Это означает, что защита от перегрузки по току и времени в дифференциальной защите может использоваться только в качестве резервной защиты от внешних неисправностей в подключенной энергосистеме. Резервная защита самого трансформатора должна быть предусмотрена в виде отдельного реле максимального тока.Защита Бухгольца как быстрая защита от короткого замыкания.

Представлены различные типы схем дифференциальной защиты автотрансформатора. Какая схема будет использоваться, во многом определяется наличием основных трансформаторов тока в конкретной установке.

Рекомендуется в дополнение к стандартной схеме дифференциальной защиты применять дополнительную дифференциальную схему, чувствительную к повреждениям вблизи точки звезды общей обмотки. Другим возможным решением является объединение двух разных схем, обладающих разными свойствами.

Из-за размера и важности автотрансформаторов в современных энергосистемах (например, в основном используемых в качестве промежуточных трансформаторов) полное дублирование схемы защиты обычно легко оправдывается.

НАВЕРХ

Защита третичной обмотки автотрансформатора

С точки зрения дифференциального реле схема дифференциальной защиты одинакова для трансформаторов с нормальной изоляцией и для автотрансформаторов. Единственная разница заключается в том, что все три отдельных тока в третичной обмотке треугольника доступны для реле.

Следовательно, третичная обмотка треугольника может быть нагружена при таком расположении. Используемое уравнение и преимущества такой дифференциальной схемы легко рассчитываются и реализуются. В автотрансформаторе используется третичная обмотка треугольником.

Используется для ограничения генерации гармоник напряжения, вызванных токами намагничивания, влияющими на нижний импеданс нулевой последовательности. Третичная обмотка треугольника составляет одну треть номинальной мощности автотрансформатора. Он перераспределяет поток тока, обнаруженный от неисправности.Это также уменьшает разбалансировку, используемую при трехфазной нагрузке.

НАВЕРХ

Процедура тестирования автотрансформатора

Когда трансформаторы получены с завода или перемещены из другого места, необходимо убедиться, что каждый трансформатор сухой, не произошло никаких повреждений во время транспортировки, внутренние соединения не были ослаблены, коэффициент трансформации, полярность и импеданс соответствуют паспортной табличке. , его основная изоляционная структура не повреждена, изоляция проводки не шунтирована, и трансформатор готов к работе.

Физические размеры, класс напряжения и номинальное значение в кВА являются основными факторами, определяющими степень подготовки, необходимой для ввода трансформаторов в эксплуатацию. Размер и мощность в кВА также определяют тип и количество вспомогательных устройств, которые потребуются трансформатору.

Все эти факторы влияют на объем испытаний, необходимых для подтверждения того, что трансформатор готов к включению и вводу в эксплуатацию.

Некоторые тесты и процедуры могут выполняться специалистами на этапе сборки.Также могут потребоваться специальные тесты, кроме перечисленных. Многим требуется специальное оборудование и опыт, которых у строительных электриков нет и они не должны предоставлять.

Некоторые испытания выполняются сборочной бригадой, тогда как другие испытания проводятся лицом (лицами), проводящими окончательные электрические испытания трансформаторов.

Кроме того, следующие описания тестов обеспечивают опорную точку, из которой можно обратиться за помощью в случае необходимости. Обсуждаются или описываются следующие пункты:

  • Данные паспортной таблички
  • Мощный мегомметр
  • Вспомогательные компоненты и проволочные чеки
  • Молниеотводы
  • Ручной меггер
  • Температурные устройства
  • Испытания ТТ
  • Температура обмотки и тепловое изображение
  • Втулка Power Factoring
  • Дистанционная индикация температуры
  • Коэффициент мощности трансформатора
  • Вспомогательное питание
  • Коэффициент напряжения
  • Автоматический переключатель ввода резерва
  • Полярность
  • Система охлаждения
  • Коэффициент трансформации трансформатора
  • Ввод потенциального устройства
  • Устройство переключения ответвлений
  • Защита и сигнализация вспомогательного оборудования
  • Полное сопротивление короткого замыкания
  • Общая нагрузка
  • Нулевая последовательность
  • Дорожные чеки
  • Сопротивление обмотки

Приблизительная последовательность испытаний трансформатора:

  1. Осмотрите трансформатор и детали на наличие повреждений при транспортировке и влаги.
  2. Проверьте паспортную табличку и распечатки на правильность напряжения и подключение внешней фазировки к линии или шине.
  3. Проверьте калибровку всех термометров и нагревателя горячей точки, перемычки RTD и связанных с ними контактов сигнализации. Настройки контактов должны быть примерно такими.
    • Одна ступень работает постоянно (принудительное охлаждение)
    • 2-я ступень при 80°C
    • 3-я ступень при 90°C
    • Аварийный сигнал точки перегрева 100°C (отключение при 110°C, если применимо)
    • Сигнализация верхнего уровня масла 80°C при повышении на 55°C и 75°C при повышении на 65°C
    • OA = без вентиляторов и насосов
    • FA =вентиляторы работают
    • FOA = вентиляторы и насосы работают
  4. Проверьте и проведите метрометр всей проводки между точками: вентиляторы, насосы, сигнализация, нагреватели, переключатели ответвлений и все другие устройства на трансформаторе и соединительных кабелях.
  5. Все батареи мощностью более 150 МВА должны быть высушены под вакуумом. Не подавайте испытательное напряжение на обмотку во время процесса вакуумной сушки. Убедитесь, что клеммы закорочены и заземлены во время циркуляции масла из-за большого количества статического заряда, который может накапливаться на обмотке.
  6. После заполнения бака маслом подтвердите, что образец масла был отправлен в химическую лабораторию и что его результаты внесены в протоколы испытаний банка. Отметьте уровень масла и температуру по завершении заполнения.
  7. Работа с питанием для проверки правильности вращения насосов и вентиляторов и правильной работы переключателя ответвлений под нагрузкой (UL), если он предусмотрен. Также проверьте нагреватель, сигнализацию и все другие устройства на предмет правильной работы.
  8. Ниже приведены испытания обмотки, которые необходимо выполнить:
    • Полное сопротивление
    • Сопротивление обмотки постоянного тока
    • Обмотки, втулки и разрядники мегомметра и коэффициента мощности.
    • Примечание: Подождите 24 часа после завершения заливки масла для проверки коэффициента мощности.
  9. Загрузить цепи ТТ в целом и мигнуть для проверки полярности.
  10. Перед подачей питания проверьте схемы защиты берега и убедитесь, что реле сбора газа не содержит газа.
  11. При подаче питания на блок питания или подключении нагрузки контролируйте токи и напряжения блока, включая работу устройства РПН UL.
  12. Перед снятием нагрузки проверьте правильность фазировки и напряжения батареи в системе. Когда это возможно, большие трансформаторы (> 1 МВА) должны оставаться под напряжением в течение восьми часов перед нагрузкой.
  13. Проведите эксплуатационные проверки счетчиков и реле.
  14. Передайте в отдел эксплуатации и сообщите информацию о включении в офис TNE.
  15. Сдайте исправленные распечатки и отчеты об испытаниях, которые должны включать следующее:
    • Все тестовые данные
    • Данные по влажности и маслу
    • Возникли проблемы
    • Эксплуатационные данные
    • Время включения и запуска в работу

НАВЕРХ

Преимущества автотрансформатора
  • Потери уменьшаются для заданной мощности кВА.
  • Экономия в размере и весе.
  • Размер очень маленький.
  • Регулировка напряжения намного лучше.
  • Низкая стоимость.
  • Требуемый ток возбуждения низкий.
  • Для проектирования автотрансформатора медь используется с меньшими требованиями.
  • В обычном трансформаторе повышающее и понижающее напряжения фиксированы, в то время как выходная мощность автотрансформатора изменяется в соответствии с требованием

НАВЕРХ

Недостатки автотрансформатора
  • Требуются более высокие уровни защиты оборудования и людей из-за более высоких токов короткого замыкания и из-за низкого последовательного сопротивления автотрансформатора, что повреждает как оборудование, так и представляет угрозу для людей.
  • Если произойдет короткое замыкание в любой обмотке автотрансформатора, выходное напряжение станет выше рабочего напряжения, что приведет к очень серьезным повреждениям.
  • Он состоит из одиночной обмотки вокруг железного сердечника, в котором возникает изменение напряжения от одного конца к другому. Нет изоляции низкого и высокого напряжения ни на входе, ни на выходе трансформатора. Таким образом, любой шум или напряжение, относящиеся к одной стороне, будут отражаться на другой стороне. Таким образом, схемы фильтрации необходимы везде, где в электронных схемах используется автотрансформатор.

НАВЕРХ

Применение в автотрансформаторах
  • Применяется в синхронных и асинхронных двигателях в составе пускового назначения.
  • Используется в лабораториях по испытанию электрического оборудования
  • Используется в качестве усилителя в фидерах переменного тока для повышения требуемого уровня напряжения.
  • Используется для пуска двигателей с короткозамкнутым ротором и асинхронных двигателей с контактными кольцами.
  • Для соединительных систем, работающих при пороговых напряжениях.
  • В качестве усилителей для повышения входного напряжения

НАВЕРХ

Ограничения автотрансформатора
  • Не может использоваться для изолированных операционных систем, так как заземление является общим для входного и выходного подключенного оборудования.
  • Необходимо строго соблюдать вопросы безопасности, так как общее явление может создать человеческую угрозу.
  • Повреждение изоляции обмотки автотрансформатора приведет к подаче на выход полного входного напряжения.

НАВЕРХ

Сводка
  • Автотрансформаторы представляют собой трансформаторы, в которых первичная и вторичная обмотки связаны магнитно и электрически.
  • Это приводит к более низкой стоимости, меньшим размерам и весу.

НАВЕРХ

Почему мы используем трехобмоточные трансформаторы?

В этой области Канады трехобмоточные трансформаторы используются по нескольким причинам.Они используются для подачи двух уровней вторичного напряжения [например, 13,8 кВ и 27,6 кВ]. Они также используются для снижения уровня отказов на уровне вторичной шины за счет эффективного удвоения сопротивления трансформатора на единицу импеданса на трансформаторах больших станций мощностью до 75/125 МВА.

Еще одна причина использования трехобмоточного трансформатора – питание двух резервных шин на вторичной стороне. Это было обычной практикой на старых атомных электростанциях. И вспомогательный трансформатор, и пусковой трансформатор имеют три обмотки с двумя одинаковыми вторичными обмотками.Одна обмотка обычно питает трехфазную шину «А», а другая — трехфазную шину «В». На этих старых атомных электростанциях обычно есть третий трансформатор меньшего размера с двумя вторичными обмотками, размер которого соответствует Div. 1 и разд. 2 шины, связанные с безопасностью, от второго внешнего источника питания. Каждый из этих безопасных автобусов имеет собственный дизель-генератор. Эта конфигурация соответствует соответствующим Общим критериям проектирования на момент первоначальной постройки блоков.На более новых атомных станциях обычно выбирают резервные двухобмоточные трансформаторы, так что в случае отказа одного трансформатора вы все равно можете эксплуатировать по крайней мере одну из двух резервных систем баланса станции или один из двух резервных трансформаторов, связанных с безопасностью. Это обеспечивает гораздо большую надежность и гибкость, чтобы иметь возможность продолжать работу с одним неисправным трансформатором.

Многие автотрансформаторы уровня передачи имеют обмотку, соединенную треугольником, для циркуляции тройных гармонических токов, создаваемых автотрансформатором.Подстанции с большим автотрансформатором, скажем, от 230 кВ до 115 кВ, будут использовать обмотку, соединенную треугольником, например, для обеспечения мощности станции на уровне 13,2 кВ. Правильный выбор трансформатора также может быть использован для магнитного подавления выбранных гармоник с использованием сдвинутых по фазе вторичных обмоток с зигзагообразными обмотками, которые улучшают тройные гармоники.

220 кВ Трехфазный трехобмоточный автотрансформатор с OCTC Китайский производитель

Часть I: Обзор продукта для автотрансформатора 220 кВ

Высококачественный масляный трансформатор 220 кВ имеет оптимизированную конструкцию с использованием передовых технологий, чтобы обеспечить низкий уровень шума, низкий частичный разрядка, высокая способность выдерживать короткое замыкание.Усовершенствованное программное обеспечение для проектирования используется для электромагнитного расчета и проектирования трансформатора, в то время как 3-D, 2-D программное обеспечение CAD для проектирования конструкций обеспечивает достаточный запас прочности в течение периода короткого замыкания. Это основано на глубоких теоретических и экспериментальных исследованиях магнитной, термической, механической прочности и стойкости к короткому замыканию. Для обеспечения надежности трансформатора изоляция определяется на основе расчета основной и вертикальной изоляции. Точный расчет распределения электрического поля во внутренних витках обеспечит градиент напряжения, а на конце витка – меньший частичный разряд.

Часть II: Характеристики продукта

1. Распределение потенциала эффективно улучшается за счет применения программного обеспечения для расчета распределения ударного и градиентного потенциала. Расчет потенциала также выполняется между различными частями катушки, в том числе между катушкой и катушкой и заземлением.

2. Низкие потери: расчет рассеяния магнитного потока и соответствующие меры для эффективного снижения паразитных потерь, а также эффективного предотвращения локального перегрева и более низкого повышения температуры горячих точек обмотки.Программное обеспечение для электромагнитной оптимизации применяется для оптимизации конструкции сердечника и обмотки.

3. Высокая устойчивость к мощности короткого замыкания: Примените программное обеспечение для учета сопротивления трансформатора к мощности короткого замыкания для проектирования обмотки ВН и обмотки НН. Обмотка ВН будет спроектирована как центральный выход, параллельное соединение вверх и вниз с осевым масляным трактом; регулирующая обмотка будет спроектирована как центральный вывод в середине обмотки ВН с параллельным соединением вверх и вниз для повышения устойчивости трансформатора к короткому замыканию.

4. Низкий частичный разряд, продлевает срок службы трансформатора.

(1) Анализ расчетов электрического поля для уточнения области концентрации электрического поля.

(2) Способ вакуумной заливки масла эффективно предотвращает образование пузырьков воздуха внутри трансформатора и изоляционных частей, уменьшая частичные разряды.

5. Низкий уровень шума: понизьте уровень шума, выбрав высококачественный стальной сердечник; правильная магнитная индукция и частота собственных колебаний сердечника; применение высокой стойкости к короткому замыканию конструкции кузова; и улучшение способа соединения бака и активной части.

6. Низкое повышение температуры: Примените разумную структуру распределения потока масла путем расчета распределения потока масла; уменьшить повышение температуры горячей точки обмотки и повышение средней температуры, чтобы увеличить перегрузочную способность каждой части, продлить срок службы трансформатора.

Часть III: Продукт Основной параметр

0 0,40 + -50000/220 0,40 136

Модель

Номинальное напряжение (кВ)

Vector Group

Повышающий

понижающий

Сопротивление короткого замыкания (%)

H.V

Нет потери нагрузки

(кВт)

(кВт)

потери нагрузки (кВт)

без загрузки Текущий

(%)

No Потеря нагрузки

(кВт)

потери нагрузки (кВт)

без загрузки Текущий

(%)

RUST-UP

STOW-DOWN

OSS -31500/220

220±2×2.5%

230 ± 2×2.5%

242 ± 2×2.5%

115 121

6,6 10,5

21

36

37

38,5

Yna0d11

20.0

111

0.45

17.0

94,0

0.40

HV-MV

12 ~ 14

HV-LV

8 ~ 12

MV-LV

14 ~ 18

HV-MV

8 ~ 10

HV-LV

28 ~ 34

MV-LV

18 ~ 24

48

23.0

136

0.45

20.

114

ОСС

27,0

161

24,0

0,34

ОСС-63000/220

32,0

190 190

0

/220

0,34

28,0

162

0,34

ОСС

40,0

262

36,0

222

0,28

ОСС -120000/220

10,5
1 913.8

15,75

18

21

36

37

38,5

49,0

323

0,34

44,0

273

0,28

ОСС -150000/220

58,0

384

0.28

52,0

324

0,26

ОСС -180000/220

67,0

439

0,28

60,0

367

0.26

OSS -240000/220

79,0

545

0.26

71,0

478

0,20

Часть IV: Схема рисования

> В поисках идеального 220кВ автотрансформатора Производитель и поставщик? У нас есть широкий выбор по хорошим ценам, чтобы помочь вам проявить творческий подход. Все трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы имеют гарантированное качество. Мы китайская фабрика автотрансформаторов 220 кВ с OCTC.Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Автотрансформатор – обзор | ScienceDirect Topics

Эквивалентные схемы PPS и NPS

Автотрансформаторы, соединяющие системы передачи сверхвысокого напряжения, обычно не оснащаются переключателями ответвлений из-за высокой стоимости. Однако те, которые соединяют передающие и субпередающие или распределительные сети, обычно оснащены переключателями ответвлений под нагрузкой, чтобы контролировать или улучшать качество их выходного напряжения низкого напряжения в условиях системы с большой или малой нагрузкой.Хотя некоторые переключатели ответвлений подключаются к обмотке ВН, большинство из них, как правило, подключаются к обмотке НН. Большинство из них подключаются к концу линии обмотки НН, и лишь немногие подключаются к концу нейтрали обмотки.

Однофазное представление общего случая автотрансформатора с третичной обмоткой показано на рис. 4.20(б). Используя S, C и T для обозначения последовательной, общей и третичной обмоток, мы можем записать в реальных физических единицах

(4.33a)VH-EH=ZSIH+ZC(IH+IL)

(4.33a).33b)VL-EL=ZC(IH+IL)

(4.33c)VT-ET=ZTTIT

Пренебрегая током холостого хода, баланс MMF выражается как

NSIH+NC(IH+IL)+NTIT =0

или

(4.34a)IH+ILNHL+ITNHT=0

, где

(4.34b)NHL=NHNL=NS+NCNCandNHT=NHNT=NS+NCNT

Также

.
  • 4) (4EHELc
  • 4) (4.34b) =NHL=1NLHandEHET=NHT=1NTH

    Используя уравнения (4.34b), (4.34c) и (4.33a), уравнения (4.33b) и (4.33c) можно записать как

    (4.35a)1NLH[VL -IL(NHL-1NHL)ZC]=VH-IH[ZS-(NHL-1)ZC]

    (4.35b)1NTH[VT-IT(ZTT+NHLNHL2ZC)]=VH-IH[ZS-(NHL-1)ZC]

    Уравнение (4.35) может быть представлено эквивалентной схемой звезды, показанной на рис. 4.21(a), содержащей два идеальные трансформаторы как для трехобмоточного трансформатора.

    Рисунок 4.21. Эквивалентная схема PPS/NPS автотрансформатора с третичной обмоткой: (a) эквивалентная схема в реальных физических единицах; (b) как (a) выше, но с импедансами ветвей L и T относительно базы напряжения H; (c) как (b) выше, но автотрансформатор без третичной обмотки и (d) как (b) выше, но все величины указаны в о.е. рассматривается далее в этом разделе.Однако полезно использовать уравнение (4.35) для демонстрации результатов, которые могут быть получены в результате таких испытаний. Используя уравнения (4.34a) и (4.35), импеданс PPS, измеренный от клемм H с закороченными клеммами L и разомкнутыми клеммами T, равен

    ZHL=VHIH|VL=0,IT=0

    , следовательно,

    (4.36a)ZHL=ZS+(NHL-1)2ZC

    Кроме того, импеданс, измеренный на клеммах H с закороченными клеммами T и разомкнутыми клеммами L, равен

    ZHT=VHIH|VT=0,IL =0

    , следовательно,

    (4.36b)ZHT=ZS+ZC+NHT2ZTT

    Аналогично, импеданс, измеренный от клемм L с закороченными клеммами T и разомкнутыми клеммами H, равен

    ZLT=VLIL|VT=0,IH=0

    , следовательно

    (4.36c)ZLT=ZC+NHT2NHL2ZTT

    Для расчета импеданса каждой ветви эквивалентной схемы T в омах со всеми импедансами, отнесенными к базе напряжения на стороне H, определим измеренные импедансы следующим образом:

    ( 4.36d)ZHL=ZH+Z′L

    (4.36e)ZHT=ZH+Z′T

    (4.36f)ZLT=1NHL2(Z′L+Z′T)

    , где штрих означает количество, относящееся к стороне H.

    Решая уравнения (4.36г), (4.36д) и (4.36е) для импеданса каждой ветви, получаем =12(ZHL+NHL2ZLT-ZHT)

    (4.37c)Z′T=12(NHL2ZLT+ZHT-ZHL)

    Теперь, подставляя уравнения (4.36a), (4.36b) и (4.36c) в уравнения ( 4.37а), (4.37б) и (4.37в), получаем

    (4.38а)ZH=ZS-(NHL-1)ZC

    (4.38b)Z′L=NHL(NHL-1)ZC

    (4.38c)Z′T=ZHLZC+NHT2ZTT

    На рис. 4.21(b) показана эквивалентная схема автотрансформатора PPS T со всеми импедансами в омах относительно клемм H база напряжения. При отсутствии третичной обмотки на рис. 4.21в показана эквивалентная схема автотрансформатора. Используя уравнения (4.38) в уравнениях (4.35), получаем

    (4.39а)1NLH[VL-ILZ′LNHL2]=VH-IHZH

    (4.39b)1NTH[VT-ITZ′TNHT2]=VH-IHZH

    Теперь мы преобразуем уравнения (4.39) от фактических единиц до значений pu. Для этого определим следующие величины pu

    (4.40a)Vpu=VV(B)Ipu=II(B)ZH(pu)=ZHZH(B)ZL(pu)=Z′LZH(B)ZT( pu)=Z’TVH(B)

    (4.40b)VH(B)=ZH(B)IH(B)VL(B)=ZL(B)IL(B)

    (4.40c)SH(B )=SL(B)=ST(B)=VH(B)IH(B)=VL(B)IL(B)=VT(B)IT(B)

    (4.40d)VH(B)VL( B)=NH(номинальное значение)NH(номинальное значение)VH(B)VT(B)=NH(номинальное значение)NT(номинальное значение)

    Используя уравнения (4.40) в уравнениях (4.39a) и (4.39b), мы получаем

    (4.41a)VL(pu)NLHVH(B)VL(B)-NLHVH(B)VL(B)IL(pu)ZL(pu)=VH(pu)-ZL(pu)IL(pu)

    (4.41b)VT(pu)NTHVH(B)VT(B)-NTHVH(B)VT(B)IT(pu)ZT(pu)=VH(pu)-ZH(pu)IH(pu)

    Уравнения (4.41 а) и (4.41б) можно переписать как

    (4.42а)VL(pu)tLH(pu)-tLH(pu)IL(pu)ZL(pu)=VH(pu)-ZH(pu)IH( pu)

    (4.42b)VT(pu)tTH(pu)-tTH(pu)IT(pu)ZT(pu)=VH(pu)-ZH(pu)IH(pu)

    , где следующий отвод pu коэффициенты определены (номинальное положение крана)NH(при заданном положении крана)NH(номинальное положение крана)=tL(pu)tH(pu)

    (4.43b)tTH(pu)=NTHVH(B)VT(B)=NTVH(B)NHVT(B)=NTVH(номинальное)NHNT(номинальное)=NT(при a данном положении отвода)NT(номинальное положение отвода)NH( при a данном положении отвода)NH(номинальное положение отвода)=tT(pu)tH(pu)

    Уравнения (4.42) представлены эквивалентной схемой pu, показанной на рисунке 4.21(d), которая представляет эквивалентную схему автотрансформатора PPS/NPS без учета дельта-третичного фазового сдвига. Автотрансформатор наглядно представлен в виде трех двухобмоточных трансформаторов, соединенных звездой или Т. Два из этих трансформаторов имеют нестандартные коэффициенты ответвления, которые могут представлять собой любые нестандартные коэффициенты ответвления на любой обмотке или комбинацию коэффициентов ответвления.В некоторых случаях два переменных соотношения должны быть согласованы и скоординированы, когда активное устройство РПН только на одной обмотке может фактически изменить эффективное соотношение витков на другой. Например, для автотрансформатора 400 кВ/132 кВ/13 кВ, имеющего устройство РПН, действующее на нейтральный конец общей обмотки, изменение t LH(pu) , вызванное изменением соотношения витков ВН и НН, будет также вызывают соответствующие изменения в соотношении оборотов HV и TV и, следовательно, в t TH(pu) .Следовательно, t TH(pu) является функцией t LH(pu) , которая изменяется в результате управления напряжением на клеммах НН (132 кВ) до заданного целевого значения в пределах зоны нечувствительности.

    Если автотрансформатор не имеет третичной обмотки или если третичная обмотка не нагружена, клемма T на рис. 4.21(d) не будет подключена к сети энергосистемы, а полное сопротивление ее ответвления не влияет на токи и напряжения сети. Таким образом, этой ветвью можно пренебречь, и тогда эффективный импеданс автотрансформатора будет представлять собой сумму импедансов H и L ветвей, определяемых как Z HL(pu) = Z H(pu) + Z Л(о.е.) .В этом случае эквивалентная схема автотрансформатора PPS/NPS аналогична схеме, уже полученной для двухобмоточного трансформатора и показанной на рисунках 4.8(c) или 4.9(c). Их можно использовать для представления автотрансформатора с устройством РПН с последовательной обмоткой или с устройством РПН с общей обмоткой соответственно.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.