Схема замещения трехобмоточного трансформатора для расчета режима электрической сети

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

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

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

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

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

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

Тогда

, (15.1)

где S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА;

U_в,ном –номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;

Р_{xx (1)}– активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;

n_т – число трансформаторов.

Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора (по аналогии с двухобмоточным) равны

, (15.2)

где под i понимаются индексы в, с или н;

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

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

, (15.3)

, (15.4)

. (15.5)

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

, , (15.6)

где Р_{xx (1)}– активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;

Номинальные коэффициенты трансформации равны

, , (15.7)

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

U_с,ном –номинальное среднее напряжение трансформатора, кВ;

U_н,ном –номинальное низшее напряжение трансформатора, кВ.