10. Условия включения трансформаторв на параллельную работу.

Для включения трансформаторов на параллельную работу согласно ГОСТ 11677-85 необходимо выполнить ряд условий : -1)группа соединений трансформаторов должна быть обязательно одинаковой , 2)коэффициенты трансформации трансформаторов должны быть одинаковыми (допускается отклонение не более 5%, а при к>3 не более 1%), 3)напряжение uK могут отличаться не более чем на 10%. При отличии напряжений uK распределение мощностей между трансформаторами определяется формулой

Мощности трансформаторов могут отличаться не более, чем в 3 раза. При несоблюдении всех этих условий возникают уравнительные токи в обмотках трансформаторов.

11. Несимметричная нагрузка трансформатора.

На практике часто встречаются случаи, когда отдельные фазы нагружены несимметрично (неравномерное распределение осветительной нагрузки по фазам, подключение мощных однофазных приемников и т.д.). Случаются несимметричные короткие замыкания (однофазные на землю или на нулевой провод, и двухфазные). При анализе будем полагать, что трансформатор имеет симметричное устройство. Общим методом анализа несимметричных режимов является метод симметричных составляющих: трехфазная несимметричная система токов трех фаз İa, İb, İc разлагается на системы токов прямой (İa1, İb1, İc1), обратной (İa2, İb2, İc2) и нулевой последовательности (İa0, İb0, İc0). Векторы токов прямой последовательности равны по величине и чередуются со сдвигом по фазе на 120˚ в направлении движения часовой стрелки. Векторы токов обратной последовательности равны по значению, но чередуются по фазе со сдвигом по фазе на 120˚ против часовой стрелки. Векторы нулевой последовательности также равны по величине, но совпадают по фазе. При этом:

После алгебраических вычислений комплексных значений приведенных токов:

т.е. при наличии токов нулевой последовательности сумма токов трех фаз отлична от нуля. В обмотках, соединенных звездой, токи нулевой последовательности могут возникать только при наличии нулевого провода.

12. Трехобмоточные трансформаторы.

На рис. 2.53 схематически показано устройство трехобмоточного трансформатора, в котором первичная обмотка 1 расположена между двумя вторичными обмотками2 и3. Такие трансформаторы применяют на электрических станциях и подстанциях для питания сетей с различными номинальными напряжениями. Очевидно, что в данном случае двум вторичным напряжениямU2 и U3, получаемым, например, от обмоток СН и НН, соответствуют два коэффициента трансформации:

k_{1 2}=w_B.H/w_C.H;k_{1 3}=w_B.H/w_H.H.(2.81)

Рис. 2.53. Расположение обмоток в силовом трехобмоточном трансформаторе: 1 —первичная обмотка;2, 3 —вторичные об­мотки

Установившиеся процессы в обмотках трансформатора описываются уравнениями:

Ú1 = -É1+Í1R1+jÍ1X1; Ú2 = -É2+Í2R2+jÍ2X2; Ú3 = É3- Í3R3 - jÍ3X3; Í1 =Í0-Í2w2/w1 -Í3w3/w1.

}

(2.82)

Если привести параметры обмоток 2 и 3 к первичной 1 (так же, как это делается для двухобмоточного трансформатора), то системе уравнений (2.82) будет соответствовать схема замещения, изображенная на рис. 2.54,а. От схемы замещения двухобмоточного трансформатора она отличается тем, что вторичная цепь имеет два луча. Очевидно, чтопри изменении нагрузки в одной из вторичных обмоток изменяются напряжения на обеих вторичных обмотках, т. е. имеется взаимное влияние вторичных обмоток. Это объясняется тем, что изменяется падение напряжения на сопротивленииZ₁. схемы замещения, по которой проходит суммарный токÍ₁. Векторная диаграмма для трехобмоточного трансформатора изображена да рис. 2.54,б.Параметры схемы замещения можно определить расчетным либо экспериментальным путем. Параметры намагничивающего контура находятся посредством опытов холостого хода так же, как и для двухобмоточного трансформатора. Следует провести три опыта короткого замыкания: а) при замкнутой накоротко обмотке 2 и разомкнутой обмотке3; б) при замкнутой накоротко обмотке3 и разомкнутой обмотке 2; в) при замкнутых накоротко обмотках 2 и 3.

Рис. 2.54. Схема замещения (а) и векторная диаграмма (б) силового   трехобмоточного   транс­форматора

Напряжения короткого замыкания определяются при токах, соответствующих номинальной мощности наиболее мощной (первичной) обмотки. В соответствии с указанными опытами имеем

Z12= Z1 + Z'2;    Z13=Z1+Z'3; Zк = Z1+Z'2Z'3/(Z'2+ Z'3).

}

(2.83)

Решаем систему уравнений (2.83):

Z1=Z12-Z'2=Z12- (Z12-Z13)a/(a - 1); Z'2 = (Z12 - Z13)a/(a - 1);    Z'3 = (Z12 - Z13)/(a - 1),

}

(2.84)

Следует отметить, что полученные параметры схемы замещения справедливы только при указанном на рис. 2.53 расположении обмоток: первичная обмотка расположена между двумя крайними вторичными. При изменении расположения обмоток изменяются параметры схемы замещения, так как изменяются потоки рассеяния этих обмоток. Например, если в качестве первичной используется одна из крайних обмоток, а вторичной — другая крайняя обмотка, то их индуктивные сопротивления резко возрастают, так как возрастают соответствующие потоки рассеяния.

Согласно ГОСТу силовые трехобмоточные трансформаторы выполняют на одну номинальную мощность для всех трех обмоток.

13. Автотрансформаторы.В обычных трансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют только магнитную связь. В автотрансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют магнитную и электрическую связь, что экономически выгодно. При этом первичная обмотка w1 включена в сеть параллельно, а вторичная w2 – последовательно.

Ввиду электрической связи обмоток изоляция каждой из них относительно корпуса должна выдерживать напряжение сети Uвн. На рисунке 18-6 (а) первичная обмотка включена в сеть низшего напряжения, а на рис. (б) – в сеть высшего напряжения. В обоих случаях напряжение вторичной обмотки U2 складывается с напряжением Uнн и, пренебрегая падением напряжения, Uвн = Uнн + U2. Автотрансформатор может служить как для повышения, так и для понижения напряжения. Применение автотрансформаторов тем выгоднее, чем коэффициент трансформации kтр ближе к единице 1. Обычно они используются при kтр ≤ 2,5. Они находят широкое применение для соединения высоковольтных сетей разных напряжений (110, 154, 220, 330, 500, кВ) энергетических систем. Внутренняя, или расчетная, мощность автотрансформатора, передаваемая посредством магнитного поля из первичной обмотки во вторичную, как и в обычных трансформаторах, равна Sp = E1I1 = E2I2. Внешняя, или проходная, мощность автотрансформатора, передаваемая из одной сети в другую и равная Sпр = UннIнн = UвнIвн, больше Sp, так как часть мощности передается из одной сети в другую непосредственно электрическим путем.