Náhradné obvody pre transformátory pri výpočte elektrických sietí
Podľa povahy úloh, ktoré sa majú vyriešiť, sú výpočty elektrických sietí rozdelené do dvoch častí:
1. Výpočty sieťových režimov. Ide o výpočty napätí v uzlových bodoch, prúdov a výkonov vo vedení a transformátoroch v určitých intervaloch.
2. Výpočty výberu parametrov. Ide o výpočty výberu napätí, parametrov vedení, transformátorov, kompenzačných a iných zariadení.
Ak chcete vykonať vyššie uvedené výpočty, musíte najprv poznať ekvivalentné obvody, odpor a vodivosť elektrických vedení a transformátorov.
Pri výpočtoch elektrických sietí, berúc do úvahy transformátory, sa namiesto ekvivalentného obvodu v tvare T známeho z kurzu elektrotechniky zvyčajne používa najjednoduchší ekvivalentný obvod v tvare L, ktorý výrazne zjednodušuje výpočty a nespôsobuje významné chyby. . Takýto ekvivalentný obvod je znázornený na obr. 1.
Ryža. 1. Ekvivalentný obvod transformátora v tvare L
Hlavnými parametrami ekvivalentného obvodu jednej fázy transformátora sú aktívny odpor RT, reaktivita HT, aktívna vodivosť GT a reaktívna vodivosť BT. Reaktívna vodivosť VT je indukčnej povahy. Tieto parametre v referenčnej literatúre chýbajú. Stanovujú sa experimentálne podľa údajov z pasu: straty naprázdno ∆PX, straty nakrátko DRK, napätie nakrátko UK% a prúd naprázdno i0%.
Pre transformátory s tromi vinutiami alebo autotransformátormi je ekvivalentný obvod uvedený v mierne odlišnej forme (obr. 2).
Ryža. 2. Ekvivalentný obvod transformátora s tromi vinutiami
V pasových údajoch transformátorov s tromi vinutiami je skratové napätie uvedené pre tri možné kombinácie: UK1-2%-skrat na vinutí vysokého napätia (VN) a napájacej strane vinutia vysokého napätia (VN). ; UK1-3% — v prípade skratu nízkonapäťového vinutia (NN) a napájania z vinutia VN; UK2-3% — v prípade skratu NN cievky a napájania na VN strane.
Okrem toho sú možné verzie transformátora, keď sú všetky tri vinutia navrhnuté na menovitý výkon transformátora alebo keď jedno alebo obe sekundárne vinutia sú navrhnuté (z hľadiska ohrevu) len na 67% výkonu primárneho vinutia.
Aktívna a reaktívna vodivosť ekvivalentného obvodu je určená vzorcami:
kde ∆PX — v kW, UN — v kW.
Celkový aktívny odpor vinutí RTotot sa vypočíta podľa vzorca:
Ak sú všetky tri vinutia navrhnuté na plný výkon, potom sa aktívny odpor každého z nich považuje za rovnaký:
R1T = R2T = R3T = 0,5 RT celkom
Ak je jedno zo sekundárnych vinutí navrhnuté na 67% výkonu, potom sa odpory vinutí, ktoré možno zaťažiť na 100%, rovnajú 0,5 RTotal. Cievka, ktorá umožňuje prenos 67% výkonu a ktorej prierez je 67% normálu, má odpor 1,5x väčší, t.j. 0,75 RTot.
Na určenie odporu každého z lúčov sú ekvivalentné obvody skratového napätia prezentované ako súčet relatívnych poklesov napätia na jednotlivých lúčoch:
UK1-2% = UK1% + UK2%,
UK1-3% = UK1% + UK3%,
UK2-3% = UK2% + UK3%.
Vyriešením tohto systému rovníc pre UK1% a UK3% dostaneme:
UK1 % = 0,5 (UK1-2 % + UK1-3 %-UK2-3 %),
UK2% = UK1-2% + UK1%,
UK3% = UK1-3% + UK1%.
V praktických výpočtoch pre jeden z lúčov je pokles napätia zvyčajne nula alebo malá záporná hodnota. Pre tento lúč ekvivalentného obvodu sa predpokladá, že indukčný odpor je nulový a pre zvyšné lúče sa indukčné reaktancie nachádzajú v závislosti od relatívnych poklesov napätia podľa vzorca:
