3 схемы замещ тр

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
Схема
замещения силовых трехфазных двухобмоточных трансформаторов
составляется из продольной и поперечной ветвей на одну фазу.
Параметры
схем
замещения
трансформаторов
и автотрансформаторов
определяются на основе каталожных данных.
Рис.2.1.
Схемы
замещения
двухобмоточных и трехобмоточных
трансформаторов
и
автотрансформаторов.
Для
двухобмоточных
трансформаторов основой для расчетов являются
следующие параметры: номинальная мощность
SТНОМ; номинальные напряжения
обмоток
высшего и низшего
напряжений
UВНОМ , UННОМ; потери активной
мощности при коротком замыкании РК; относительное
значение
напряжения
короткого замыкания UК; потери активной мощности при холостом ходе РХ;
относительное значение тока холостого хода IХ.
Для
трехобмоточных
трансформаторов Т
и автотрансформаторов АТ
дополнительно указываются три относительные значения напряжения короткого
замыкания, если мощности обмоток не одинаковы, то приводимые значения
отнесены к SНОМ менее мощной обмотки.
Условное обозначение типов трансформаторов и автотрансформаторов состоит из
букв и цифр, которые отражают ряд характеристик определяющих составление схемы
замещения, используемых в расчетных формулах, либо служащих ориентиром для
выбора дополнительных сведений из каталога или справочной литературы: А автотрансформатор (для однофазных трансформаторов О, для трехфазных Т); Р расщепленная обмотка низшего напряжения; Т - трехобмоточный трансформатор; Нтрансформатор с РПН (регулирование под нагрузкой).
Условные обозначения схем и групп соединения обмоток учитываются обычно
только при составлении схем замещения и расчетах несимметричных режимов работы.
Вид переключения (РПН, ПБВ - переключение без возбуждения), диапазон и число
ступеней регулирования учитывается при определении параметров на низшем
напряжении.
Цифрами задается номинальная мощность кВ·А и класс напряжения кВ,
соответствующий номинальному напряжению сети.
Для определения расчетных
параметров используются номинальные напряжения трансформаторов, как правило,
отличающиеся от номинальных напряжений сети. Так, для трансформатора класса
напряжения 35 кВ, номинальные напряжения обмоток ВН 35; 38,5; 36.75(НН- 0.4; 0.69;
6.3). Для трансформатора класса напряжения 110 кВ номинальные напряжения обмоток
ВН 110; 115; 121(НН- 6.3; 6.6;10.5; 11 кВ).
Используются следующие допущения при расчете параметров схем замещения
трансформаторов: реактивная
составляющая
вектора
напряжения
короткого
замыкания UКР и реактивная составляющая вектора тока холостого хода IХР
принимаются равными модулям этих векторов:
(2.1)
Ukp  U2k  U2ka  Uk , Ixp  I2x  I2xa  Ix .
Реактивное и активное сопротивления трансформаторов
формулам:
ХТ=0.01uКU2НОМ /SТ, RТ=0.001PХU2НОМ /SТ2,
(2.2)
Ом, определяются по
где UНОМ - номинальное напряжение основного вывода обмотки трансформатора, кВ, SТ
- номинальная мощность МВ·А. При Uвном  220 кВ допустима замена ветви
намагничивания постоянным отбором мощности, равным суммарным потерям
холостого хода
SХ = PХ + j QХ .
(2.3)
При представлении двухобмоточного трансформатора упрощенной схемой потери
реактивной мощности, Мвар, при холостом ходе трансформатора определяются по
номинальной мощности
QХ=IХ SТ /100 .
(2.4)
Сопротивление и потери холостого хода для схемы замещения n параллельно
работающих трансформаторов определяются следующим образом:
ZТ=(0.001PКU2НОМ /SТ2 +j0.01uКU2НОМ /SТ)/n,
SХ=n(0.001РХ+j IХ SТ /100).
(2.5)
Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы представляются трех
лучевой схемой замещения.
Данные каталога приводятся для схемы треугольника. Поэтому параметры
предварительно преобразуются
U1=(U12+U13-U23)/2, U2=(U12 +U23-U13)/2, U3=(U23 +U13-U12)/2,
P1=(P12+P13-P23)/2,
(2.6)
P2=(P12+P23-P13)/2, P3 =(P23+P13-P12)/2 .
При равенстве потерь короткого замыкания равны и активные сопротивления
лучей схемы замещения
P1=P2=P3=РКВС/2; RВ=RС=RН=0.0005PкU2НОМ /S2НОМ,
ХВ=0,5(ХВС+ХВН -ХСН),
ХС=0,5(ХВС+ХСН -ХВН)=ХВС - ХВ,
(2.7)
ХН=0,5(ХВН+ХСН - ХВС)=ХВН - ХВ,
ХВС=0,01UКВСU2/SНОМ, ХВН=0,01UКВНU2/SНОМ,
ХСН=0,01UКСНU2/SНОМ.
где ХВС, ХВН, ХСН находятся из выражений аналогичных используемым при расчете
параметров двухобмоточных трансформаторов.
Пример 2.1.Расчет параметров схем замещения двухобмоточного трансформатора.
Определим
параметры схем замещения двух параллельно включенных
двухобмоточных трансформаторов. Тип трансформатора
ТМН4000 / 35,
номинальное высшее напряжение UВНОМ = 35 кВ; номинальное низшее напряжение
UННОМ = 6,3 кВ; SНОМ=4 МВ. А номинальная мощность, потери короткого замыкания
РК =33,5 кВт; напряжение короткого замыкания UК = 7,5 ; потери мощности
холостого хода РХ =6,7 кВт; ток холостого хода IХ = 1 .
Определяем параметры схемы замещения одного трансформатора:
rТ = PКU2 ВНОМ /S2ТНОМ =33,5.10-3 . 352/4=2,56 Ом,
ХТ =UК U2 ВНОМ / SТНОМ =(7,5/100). 352 /4=23 Ом,
qТ = РХ /U2ВНОМ =6.7.10-3/352=0.0055.10-3 См ,
bТ =QХ /U2ВНОМ =0,000033 См.
При
включении
параллельно
Т =2 одинаковых
трансформаторов
параметры эквивалентной схемы замещения определяются следующим образом:
ZТ =(rТ + j ХТ)/Т =(2,56+j 23)/2=1,28+j11,5 Ом,
YТ =(qТ + j bТ)=2.(0.0055-j 0,033).10-3 =(0,011-j0,066)10-3 См.
При замещении ветви намагничивания мощностью потерь холостого хода
SХ=Т (РХ+ jQХ) = 2 (6,7 + j 40) =13,4+j 80
Пример 2.2. Расчет параметров схем замещения трехобмоточного трансформатора.
Определим параметры схемы замещения трехобмоточного трансформатора. Тип
трансформатора ТДТН - 10000 / 110, UВНОМ= 115кВ; UСНОМ = 38,5 кВ; UННОМ = 11 кВ;
UКВС = 10,5; UКВН = 17; UКСН= 6, РКВН = РКВС = РКСН = 76 кВт; РХ =17 кВт; IХ
=1,1 ; SТНОМ =10 МВ.А.
При равенстве потерь активной мощности короткого замыкания, равны
активные составляющие сопротивлений лучей схемы замещения
РК1 =PК2 =PК3 =76/2=38 кВт,
r1=r2=r3 =РК1 U2 ВНОМ/S2ТНОМ=38 .1152 .10 -3 /102 =5 Ом.
Напряжения короткого замыкания лучей схемы замещения определяются
по заданным (для схемы треугольника) параметрам UКВС , UКВС, UКСН
UК1=0,5(UКВН+UКВС-UКСН)=0,5(17+10,5 - 6)=10,8 ,
UК2=0,5(UКВС+UКСН-UКВН)=0,5(10,5+6 -17)0,
UК3=0,5(UКВН+UКСН-UКВС)=0,5(17+6-10,5)=6,2.
При
отрицательном
значении
напряжения короткого замыкания, его
принимают равным 0 . Индексы 1,2,3 соответствуют лучам схемы связанным с
обмотками высшего, среднего и низшего напряжения. Индуктивные составляющие
сопротивлений лучей определяются по следующим выражениям:
X1 =UК1U2 НОМ /100SТ=10,8.(1152/102)/100 =142 Ом,
X2 = UК2 U2 НОМ / 100 SТ  0, X3 = UК3U2 НОМ /100 SТ= 81,6 Ом.
Мощность потерь холостого хода трансформатора
SХ=РХ+jQХ=0,017+j1,1. 10/100=0,017+j0,11 МВ. А.