Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой: Назначение трансформаторов

Содержание

Трехобмоточные трансформаторы | Конструктивные схемы и назначение основных элементов трансформатора | Теорія

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 – w

1/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.

3 Схемы замещения трансформаторов — СтудИзба

Лекция 3.  Схемы замещения трансформаторов


На ПС применяют двух, трехобмоточные трансформаторы, а также АТ.

1) Двухобмоточный трансформатор условно обозначается так:

Первичная обмотка со вторичной имеет только магнитную связь.

Имеет две обмотки и связывает сети двух напряжений.


2) Трехобмоточный трансформатор связывает сети 3-х напряжений, и обозначается:

3) Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН. Uнн1=Uнн2: Uнн1><Uнн2 – 6,10кВ обозначается:

Трансформаторы выполняются либо трехфазными, либо однофазными (три однофазных трансформатора на ПС составляют одну трехфазную трансформаторную группу).

Двухобмоточный трансформатор

Влияние трансформаторов на режим работы системы учитывается с помощью

схемы замещения (Г-образной). Такая схема замещения (Г-образная) для одной фазы двухобмоточного трансформатора показана на рис.1,

где rТ=r1+rI2 – сумма активного сопротивления первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) активного сопротивления вторичной обмотки;

хТ=х1+хI2 – сумма индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) индуктивного сопротивления вторичной обмотки.

rТ и хТназывают активным и индуктивным сопротивлениями трансформатора.

Проводимости gТ и вТ, определяют активную и реактивную слагающие намагничивающего тока трансформатора Im.

Активная составляющая этого тока обусловлена потерями мощности в стали трансформатора, а реактивная определяет магнитный поток взаимоиндукции обмоток трансформатора.

В схему включен идеальный трансформатор, не имеющий сопротивлений и магнитных потоков рассеяния. Соотношение напряжений на его зажимах постоянно и определяется коэффициентом трансформации реального трансформатора в режиме холостого хода.

Обычно идеальный трансформатор в схемах замещения опускается, и расчеты выполняются к приведенным величинам вторичного напряжения UI2 и тока II2 (см. рис.2 упрощенная схема замещения).


При U£220кВ ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода.

где DРхх+jDQхх – потери мощности в стали или потери х. х.

Опыт холостого хода

Проводимости ветви намагничивания определяются результатами опыта х.х. В этом опыте размыкается вторичная обмотка, а к первичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено Uном. Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям холостого хода.

 

Как следует из схемы замещения, ток и мощность, потребляемая трансформатором в этом режиме, определяется параметрами цепи намагничивания

DRхх»U2ном´gТ

DQxx»U2ном´вТ, откуда

gТ=;    вТ=.

Намагничивающая мощность DQхх обычно принимается равной полной мощности х. х. трансформатора Sхх в виду малости потерь активной мощности DRхх в сравнении с DQхх.


DQхх»Sхх»Im или Ixx

Мощность Sхх в относительных единицах равна току холостого хода в процентах, который указывается в каталожных данных.

Im=

Проводимости gТ и вТ схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта х.х., в котором при разомкнутой вторичной обмотке к первичной обмотке трансформатора подводиться номинальное напряжение.

Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные) к ним относятся:

                       Потери  к.з.  DРк.з., [кВт];

                       Потери  х.х.  DРхх, [кВт];

                       Напряжение  короткого замыкания Uк, %;

                       Ток  холостого хода   Ixx=Im, %.

Они позволяют определить все сопротивления и проводимости схемы замещения и вычислить потери активной и реактивной мощности в нем (стр.64 Идельчик).

Опыт короткого замыкания

Активное и индуктивное сопротивление одной фазы трансформатора может быть экспериментально определены из опыта короткого замыкания (к.з.). Этот опыт состоит в том, что вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной подводится такое напряжение, при котором токи в обеих обмотках трансформатора имеют номинальное значение. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания (Uк).

 

Активная мощность, потребляемая трансформатором в опыте к.з., целиком расходуется на нагрев его обмоток. Потери в стали при этом ничтожны из-за малости приложенного напряжения (Uк£Uном). Поэтому можно считать, что в опыте к.з.:

DRкз=3I2номrТ=;    SU´I;     I=;

откуда

Напряжение короткого замыкания (Uк) складывается из двух составляющих: Первая составляющая – падение напряжения в активном и вторая составляющая – в индуктивном сопротивлениях от тока, протекающего в режиме к.з. В крупных трансформаторах rТ<<xТ.

Пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении можно считать:

Uк%»Ur%=;       Uф=;

откуда  хТ=;

хТ=

хТ – в Ом, при Uном – кВ, Sном – МВА.

Передача мощности через трансформаторы сопровождается потерями мощности в активном и реактивном сопротивлениях его обмоток, а также с потерями связанными с намагничиванием стали.

Потери, возникающие в обмотках, зависят от протекающего по ним тока; потери, идущие на намагничивание, определяются приложенным напряжением и в первом приближении может быть приняты неизменными и равными потерям х.х.

Суммарные потери мощности в трансформаторе:

DРТ=3I22rТ+DРхх=

DQТ=3I22xТ+DQxx=

DQxx – выразить через каталожные данные.

Когда напряжение U2 неизвестно, принимают U2=Uном, к которому приведены сопротивления rТ и хТ.

При êêработе “n” одинаковых трансформаторов их эквивалентное сопротивление уменьшается ¯ в “n” раз, тогда как потери на намагничивание увеличиваются ­ в “n” раз.

При этом:                               DРТ»

DQТ»

Потери мощности могут быть найдены по каталожным параметрам трансформаторов без предварительного вычисления сопротивлений rТ и хТ.

Поскольку потери к.з. DRкз определяются при номинальном токе трансформатора.

DRкз=3I2ном´rТ,

а при любом другом токе потери активной мощности в обмотках:(потери в меди)

DRм=3I22´rТ,

то справедлива зависимость:

Тогда при одном трансформаторе из (*) при известной реальной загрузке трансформаторов получим:                       DRм=DRкз´

При ççработе “n” одинаковых трансформаторов:  DRТ=

Подставив выражение для реактивного сопротивления (5) в (7) получим:

DQТ=:(12)

Трехобмоточный трансформатор

Условное обозначение:

Имеет три обмотки, связывает сети трех напряжений.

Обмотки между собой имеют электромагнитную связь.

Схема замещения трехобмоточного трансформатора:

 

Схему замещения можно отобразить в упрощенном виде, где идеальные трансформаторы отсутствуют и сопротивления представлены в виде комплексных значений:

где r1, r2, r3 – активные сопротивления трех обмоток трансформатора, приведенные к напряжению первичной обмотки;

х1, х2, х3 – условные индуктивности рассеяния обмоток, также приведенные к напряжению первичной обмотки.

Параметры цепи намагничивания 3-х обмоточных трансформаторов определяется аналогично двухобмоточным.

Если в опытах к.з. при замыкании одной обмотки и отсутствии нагрузки у другой, замерить напряжение к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) и потери мощности, то по формулам, полученным выше, можно определить суммарные сопротивления двух последовательно включенных лучей схемы замещения 3-х обмоточного трансформатора. При замыкании накоротко обмотки 2 и включения трансформатора под напряжение через обмотку 1 можно найти:

r12=r1+r2=

x12=x1+x2=

Другие опыты к.з. позволяют аналогично определить суммарные сопротивления:

(15)

Из систем уравнений (14) и (15) следует, что:

Значения напряжений к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) нормированы и приводятся в каталожных данных.

Значение потерь к.з. дается в таблицах. В первом случае активные сопротивления обмоток могут быть найдены в предположении, что эти сопротивления приведены к одной ступени трансформации, обратно пропорциональны номинальным мощностям соответствующих обмоток, и отвечающие наибольшим потерям мощности. Приводятся три значения потерь:  DRкз(1-2), DRкз(1-3), DRкз(2-3).

При определении активных и индуктивных сопротивлений обмоток, следует принять во внимание их исполнение.

Трехобмоточные  тр-ры имеют несколько исполнений. В одном из них каждая из обмоток тр-ра рассчитана на номинальную мощность. Есть возможность по любым двум обмоткам при отключенной третьей передавать полную номинальную мощность.

Соотношение мощностей обмоток у такого тр-ра 100/100/100%

Есть исполнение у новых трансформаторов, где соотношение мощностей  100/50/50%

                                                                                                                                        100/67/33%

                                                                                                                                        100/33/67%

50% или 67% или 33% соответствуют загрузке соответствующих обмоток на 50 или 67 или 33% от номинальной мощности тр-ра.

Выбор исполнения трехобмоточного тр-ра зависит от соотношения между мощностями нагрузок, питающихся от различных обмоток тр-ра.

При исполнении тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/100% все его активные сопротивления (приведенные) равны: r1=r2=r3=

что следует из (13) при r1=r2.

Для тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/66,7 сопротивление первых двух обмоток определяется соотношением (17) сопротивление же третьей находиться из соотношения:     

При известных трех значениях потерь к.з. можно найти:

DRкз1=

DRкз2=

DRкз3=

а затем с помощью формулы:  rТ=; определить сопротивления r1, r2, r3 по найденным значениям DRкз1, DRкз2, DRкз3.

Потери реактивной и активной мощностей в 3-х обм. тр-рах можно вычислить суммированием потерь мощности в трех его обмотках; которые определяются по величине мощности, протекающей через соответствующую обмотку.

При неизвестных напряжениях в точках схемы замещения расчет ведется по номинальному напряжению, к которому приведены сопротивления обмоток.

Когда известны потери к.з. DRкз1, DRкз2, DRкз3, потери активной мощности м.б. найдены приблизительно как:

DRТ=

Здесь S1, S2, S3 – нагрузки обмоток тр-ра.

Для потерь реактивной мощности при приблизительном расчете справедливо выражение:

DQТ=

(при выводе формул (18) и (19) принято, что потери мощности и напряжения к.з. приведены к номинальной мощности соответствующих обмоток).

Трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения

Соединяет ветви двух напряжений.

НАПРИМЕР: 110/10,5/10,5кВ или (110-ВН; 10,5-НН1; 10,5-НН2).

Соединяет сети ВН и двух ближайших (одного класса) напряжений.

НАПРИМЕР: 110/10,5/6,3кВ (110-ВН; 10,5-НН1; 6,3-НН2). 

Типы: ТРДН, ТРДЦН.

Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет часть номинальной мощности (1/2 Sном). Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки (одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена или обе ветви нагружены полностью).

;                    ;

;

;

.

Схема замещения трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения.

 

Автотрансформаторы

Рис 1

Наряду с трансформаторами, для связи электрических сетей с различными напряжениями, широко применяются автотрансформаторы (АТ).

Условное обозначение АТ в схемах: (Рис. 1)

АТ осуществляют непосредственную электрическую связь между сетями высшего и среднего напряжения, обеспечивают перетоки мощности как односторонние, так и реверсивные, одновременно могут питать нагрузку на стороне НН или через присоединенные к обмотке НН, синхронные компенсаторы могут выдавать в сеть СН опережающего мощность и др. Наиболее характерным режимом АТ является выдача мощности из магистральных сетей ВН в сети СН для электроснабжения значительных районов.

Основное отличие АТ и Т заключается в следующем:

*                    в трансформаторе первичная обмотка со вторичной обмоткой имеет только магнитную связь;

·       в АТ между обмотками ОА ОС осуществляется электрическая связь

       Эл. связанные обмотки АО и СО. Часть обмотки между выводами АО называется последовательной, а между выводами СО называется общей.

       Последовательная и общая обмотки имеют между собой как магнитную, так и электрическую связь. Обмотка низкого напряжения с двумя другими обмотками имеет только магнитная связь.

       В АТ часть мощности передается непосредственно без трансформации, через контактную (электрическую) связь между последовательной и общей обмотками.

       Токораспределение у АТ другое. Если мощность передается с ВН®СН и с ВН®НН.

       В понижающем АТ ток в общей обмотке (Iтр) определяется разностью токов, замыкающихся через сети ВН и СН. Эта обмотка рассчитывается на ток меньший Iном АТ, определяемого на стороне ВН.

       АТ в каждой фазе имеет обмотку ОА-ВН, состоящую из общей обмотки ОС-СН и последовательной обмотки АС. Эти обмотки соединены между собой по автотрансформаторной схеме, т.е. электрически. Третья обмотка — третичная НН всегда соединена треугольником и имеет трансформаторную электромагнитную связь с обмоткой ОА (ВН), т.е. с общей (ОС) и последовательной (АС), что на схеме отражено.

При работе АТ в режиме понижения напряжения в последовательной обмотке проходит ток Iв, который создавая магнитный поток, наводит в общей обмотке ток I0. Ток нагрузки вторичной обмотки Iс складывается из тока Iв, проходящего благодаря гальванической (электрической) связи обмоток, и тока I0, созданного магнитной связью этих обмоток:

  Iс= Iв+ I0,   откуда I0+ Iс— Iв.

 АТ также как и трансформатор характеризуются номинальными напряжениями и мощностью.

       Под номинальной мощностью АТ понимается предельная проходная мощность, которая может быть передана через АТ на стороне ВН:

Sном = Ö3 Iв. Uв

Мощность, которую АТ может принять из сети ВН или передать в эту сеть, называется проходной мощностью Sпрох, причем Sпрох= Sтр,+ Sэ,

Sтр — трансформаторная мощность;

Sэ — электрическая мощность.

       Для характеристики АТ введено еще понятие типовой номинальной мощности Sт, на которую рассчитывается последовательная обмотка (АС).

       Типовая, т.е. трансформаторная  мощность АТ при номинальных условиях характеризует способность АТ передавать мощность магнитным путем. Она определяет габариты и стоимость АТ, а также расход материалов и мощность отдельных обмоток.

       Для этой последовательной обмотки, протекающая по ней мощность определяется при отсутствии нагрузки НН.

Sт=Sном×a

 — коэффициент трансформации;

или =,    где a=1-;

a -коэффициент выгодности;

k — коэффициент трансформации.

       Т.о. типовая мощность характеризует мощность передаваемую электромагнитным путем, через обмотки, связанные электрически.

       При использовании третичной обмотки (НН) в понижающих АТ для питания нагрузки (или для присоединения к ней генератора в повышающих АТ) предельная ее мощность равна типовой.

В понижающем АТ при передаче мощности с ВН®СН и ВН®НН в общей обмотке ОС (СН) протекает разность токов Iв — Iс. Вследствие этого общая обмотка рассчитана на ток меньший номинального, и мощность этой обмотки равна его типовой мощности. (Sобщ.обм.=Sтип.)

Т.о. конструкция понижающего АТ делает возможным передачу мощности больше той, на которую рассчитываются его обмотки. Понижающие АТ поэтому дешевле трех обмоточных трансформаторов той же мощности и характеризуются меньшим расходом активных материалов на их изготовление и следовательно меньшими потерями активной мощности.

Преимущества АТ проявляются в большей степени при малых значениях (коэффициент выгодности), т.е. тогда, когда они связывают сети более близких напряжений.

                                      Sт=Sном×a;   .

       АТ, как и трех обмоточные трансформаторы характеризуются потерями и токами ХХ (DРхх, Im=Iхх) и тремя значениями напряжений КЗ.

       Таблицы параметров АТ содержат при значения потерь КЗ, отвечающие трем опытам КЗ. Причем одно из них DРкз(в-с)= DРкз(1-2) приводятся отнесенными к номинальной мощности АТ, а два других DР’кз(в-н)= DР’кз(1-3) и  DР’кз(с-н)= DР’кз(2-3) в ряде случаев указываются отнесенными к типовой мощности.

       Эта особенность отвечает условиям осуществления опытов КЗ. При КЗ обмотки НН, рассчитанной на типовую мощность, напряжение поднимается до величины, определяющей в этой обмотке ток, соответствующий типовой, а не номинальной мощности.

       При КЗ на стороне СН и подаче напряжения на ВН, это напряжение может подниматься до величины, при которой ток в последовательной обмотке достигнет значения, отвечающего номинальной мощности АТ.

       Для АТ справедлива схема замещения трехобмоточного трансформатора.

      

 

Параметры ветви намагничивания определяются по формулам:

;                .

Также как и для трансформаторов реактивные сопротивления могут быть найдены по выражениям:

; ;      .

После вычисления по формулам:

;

НО только после приведения всех табличных значений напряжений КЗ к одной номинальной мощности АТ.

  и.

       При определении активных сопротивлений все значения потерь КЗ (DРКЗ) также должны быть приведены к номинальной мощности АТ:

    и   ;

Тогда

;  ; .

И аналогично выражениям для Х1, Х2, Х3:

;  ;  .

       Для вычисления потерь активной и реактивной мощностей в АТ можно выполнить расчет режима его схемы замещения. Можно также воспользоваться табличными значениями потерь КЗ (DРКЗ) и напряжений КЗ (Uk%). В последнем случае искомые величины определяются формулами:

;

и

в которых табличные данные должны  подставляться приведенными к номинальной мощности АТ.

       Для снижения стоимости ПС и уменьшения потерь электроэнергии при трансформации в сетях напряжением 110кВ и выше применяют автотрансформаторы (АТ) вместо трех обмоточных (Т) трансформаторов. При применении автотрансформатора 220/110/10кВ удельная экономия меди (кг/кВ×А) составляет примерно 15-25%, а его полный вес в 1,5 раза меньше, чем трансформатора. Суммарные потери энергии уменьшаются на 30-35%.


Расчет режимов кольцевых сетей

На рисунке  а)  показана схема сети с несколькими нагрузками. Головные участки включены на шины питающего пункта А – это или системная п/ст или эл.станция. Если эту схему представить разрезанной по питающему пункту и развернутой, то она будет иметь вид линии с двусторонним питанием, у которой напряжения по концам равны по величине и фазе  ( рис. б )


На рисунке  в)  приведена расчетная схема этой сети:

Здесь S1, S2 , S3 – расчетные нагрузки п/ст, включающие саму нагрузку узлов, зарядные мощности  0.5 линий и потери мощности в трансформаторах.

Направление потоков мощности на отдельных участках схемы принимается условно. Действительные направления определяются в результате расчета.

     Известными для расчета являются:

1.                    Напряжение в точке питания

2.                    Мощность нагрузок

Расчет должен выполняться методом последовательных приближений.

Первое приближениеравенство напряжений вдоль линии,это напряжение принимают равным номинальному напряжению линии.

Второе приближение  —  отсутствие потерь мощности.

При этих допущениях ,токи, протекающие по отдельным участкам схемы определяются соотношением:

                                                             

Условие равенства напряжений по концам линии означает равенство нулю падения напряжения в схеме.

Условие равенства нулю падения напряжения на основании 2-го закона Кирхгофа может быть записано следующим образом:

                       

или ,если сократить во всех членах Ö3Uном

                                      

Выразим входящие в это уравнение мощности участков II, III, IV через мощность SI и известные мощности нагрузок  S1, S2, S3:

                                                          

Откуда:                                            

                                                         

Кроме того, на основании 1-го закона Кирхгофа имеем:

                                                              

                                                          

Подставив (2)-(5) в исходное уравнение (1):

                     

После преобразования получим:

       

                                 

                                       

                                         

откуда, c учетом обозначений рис. в) следует,что

Или   

Подставив формулы (2)-(5) в уравнение (1) для  SIV после аналогичных преобразований получим:

Или    

В общем случае при  «n» нагрузках на кольцевой линии:

                                 и                  

где  ZmA  и  ZmA– сопротивления  от точки  m , в которой включена промежуточная нагрузка  Sm до точки питания A и A соответственно.

     После определения мощностей, протекающих по головным участкам сети, можно найти мощности на остальных участках с помощью закона Кирхгофа, последовательно примененного для каждой точки включения нагрузки. Определение потоков мощности является первым этапом расчета.

    На втором этапе определяются потери мощности, а также напряжения в узловых точках схемы.

Допустим , что в результате  I  этапа найдено распределение мощностей показанное на рис. а)

К точке 2 мощность поступает с двух сторон. Такая точка называется  точкой потокораздела. Обычно изображается зачерненным треугольником.

    Если исходную схему мысленно разрезать по точке потокораздела, то получим схему, изображенную на рисунке б).

    Такая операция не изменит распределение мощностей во всей сети в целом, если считать в точке 2 включенной нагрузку с потребляемой мощностью  SII , а в точке 2 – нагрузку с мощностью  SIII.

Схема , изображенная на рисунке б), состоит из двух независимых частей, каждая из которых характеризует разомкнутую сеть с заданными нагрузками  S1,SII и S3,SIII  и напряжениями

UA = UA на шинах источника питания. Дальнейший расчет осуществляется также как для разомкнутых сетей «по данным начала». При этом, должны быть найдены уточненные значения мощностей, учитывающие потери мощности на участках схемы, начиная с концов

 при допущении, что  U = Uном, а затем должны быть вычислены напряжения в узловых точках, начиная с точек  A и A .

     Иногда может выявиться две точки потокораздела – одна для активной, другая для реактивной мощности.


Такой случай иллюстрируется на рисунке 2, где точка 2 является точкой потокораздела для активной, а точка 3 – для реактивной мощности.

    Кольцевая сеть разделяется на две разомкнутые. Предварительно вычисляют потери мощности на участке между точками потокораздела:

                                             

                                           

Если принять, что в точке 2 включена нагрузка

                              

а в точке 3 нагрузка

                             

то можно вместо кольцевой схемы рассматривать две разомкнутые линии, показанные на последнем рисунке.

Совместный расчет режима сетей

нескольких номинальных напряжений

       В энергосистеме работают сети нескольких номинальных напряжений, связанных между собой трансформаторами и автотрансформаторами.

Схема сети.

Схема замещения.

       Рассмотрим особенности расчета режима в таких случаях.

       Идеальный трансформатор отражает наличие трансформации между цепями 110 и 35 кВ.

       При этом сопротивления трансформатора учитываются элементами  Zтв2, Zтс2 (Zтн2  нет т.к. D Sтн2 вошли в S2).

       В узловых точках 1, 0 и 3 включены расчетные нагрузки подстанций 1, 2 и 3 ().

       В составе S1 кроме нагрузки потерь в трансформаторе учтены зарядные мощности половин линий Л1 и Л2, в S2 учтена нагрузка узла и потери в обмотке Zтн2 , в S3 учтена нагрузка и потери в трансформаторе (зарядная мощность 1/2 линии ЛЧ  не учитывается, т. к. U=35кВ).

       Рассмотрим сначала последовательность расчета схемы «по данным конца». Расчет участка 3-2 выполняется аналогично приведенным ранее расчетам.

       Результатом расчета будет определение напряжения  и мощности . При коэффициенте трансформации k tb-c, а мощность , т.к. трансформатор — идеальный и он не имеет сопротивлений.

       После определения и  расчет выполняется применительно к схеме одного номинального напряжения.

       Расчет «по данным начала» выполняется в два этапа, по аналогии с расчетом для сети с одним Uном.

       На первом этапе определяется:

1.     потери мощности;

2.     значения мощностей во всех элементах схемы замещения, при условии, что напряжение во всех точках сети имеет номинальное значение.

Для линии ЛЧ Uном=35кВ, для остальных элементов схемы Uном=110кВ.

На втором этапе определяется во втором приближении:

1.      напряжения в узловых точках по заданному напряжению в точках питания А и найденных на первом этапе мощностям в начале каждого из элементов схемы.

       Затем при последовательном переходе от одной узловой точки питания А к концу линии ЛЧ определяется приведенное напряжение  на шинах СН подстанции 2, а затем отвечающее ему действительное напряжение на этих шинах .

       Далее ведется расчет для линии ЛЧ, причем потери напряжения в ней определяется по найденному напряжению U2c, т.е.

.

При этом напряжение в т.3  U3= U2c-D U4

Еcли надо вычислить напряжение на шинах низкого напряжения (НН) подстанций, то расчет должен быть дополнен еще одним этапом. Должны быть учтены потери напряжения в сопротивлениях трансформаторов и автотрансформаторов и наличие магнитной связи между их обмотками.

Покажем последовательность  расчета на примере подстанции 1 предыдущей схемы.

На рисунке показана схема соединения элементов, учтенных при определении расчетной нагрузки этой подстанции 1 и указаны мощности, которые должны быть найдены и просуммированы при вычислении .

Так как напряжение U1 известно (определено на предыдущем этапе расчета), то потеря напряжения в сопротивлении трансформатора Zт1 может быть найдена по величине напряжения U1 и мощности , протекающей по сопротивлению Zт1 .

       При этом потеря напряжения

,

а приведенные напряжения на шинах низкого напряжения подстанций

.

Искомое напряжение на шинах НН подстанции 1

.

Можно применять и способ, предусматривающий приведение параметров схемы и ее режима к одной ступени трансформации. В нашем примере целесообразно привести сопротивление линии ЛЧ к номинальному напряжению 110 кВ. В этом случае из схемы замещения исключается идеальный трансформатор, точки объединяются, а сопротивления Z4 заменяется сопротивлением:    

Напряжение в точке 3 при расчете также следует принимать приведенным к той же ступени трансформации, что и , т. е. считать, что . Оба подхода к расчету равноценны.

Расчеты режима линий с двусторонним питанием при различающихся напряжениях источников питания (по концам)

Для расчета схем с несколькими независимыми источниками питания широко используется принцип наложения.

Согласно этому принципу токи и мощности в ветвях могут рассматриваться как результат суммирования ряда слагающих, число которых равно числу независимых источников напряжения.

Каждый из этих токов определяется действием лишь одного из источников напряжения при равенстве нулю напряжений других источников.

Линии с двусторонним питанием при различающихся напряжениях по концам относятся к числу электрических цепей с независимыми источниками мощности. Для её расчета также может быть применен принцип наложения.

Заданы различные напряжения по концам линии, например U1 >U4.

Известны мощности нагрузок  S2 и S3 и сопротивления участков линии  Zkj , где k – узел начала участка линии, j – узел конца участка линии.

 Надо найти потоки мощности  Skj.


В соответствии с известным из ТОЭ принципом наложения, линию можно представить двумя линиями (рисунок б) и в)).

Потоки мощности в исходной линии можно получить в результате наложения (суммирования)

потоков в этих линиях. Потоки мощности в линии с равными напряжениями по концам ( Uн.)

рисунок б) определяются известными выражениями:

                                              где       

                                              где        

В линии на рисунке в) в направлении от источника питания с большим напряжением к источнику с меньшим напряжением протекает сквозной уравнительный ток  Iур. и уравнительная мощность Sур.

 

                                                   

                                  

Соответственно в результате положения потоков, определенных по формулам (1), (2) и (3), определяются потоки мощности в линии с двусторонним питанием на рисунке а)

Определение потерь мощности  DSkj осуществляется по формуле:

                               

    где   k – узел начала участка линии;

             j – узел конца участка линии;

Затем определяются напряжения.

Допустим точкой потокораздела является точка3,рисунок 2).Разрежем линию в узле 3, рис. д )

Теперь можно определить напряжения или падения напряжения ( DUнб ) в двух разомкнутых сетях, т.е. в линиях 1–3 и 4–31 т.к. U1 > U4, то DU1-3 > DU4-3  и  DUнб = DU1-3

Послеаварийные режимы

Наиболее тяжелые – выход из строя и отключение участков 1-2 и 3-4 (ближайших к источнику питания ).

Проанализируем эти режимы и определим наибольшую потерю напряжения  DUнб в режиме, когда отключен участок 4-3 рисунок е). Обозначим наибольшую потерю напряжения  DU1-3 ав.

В режиме, когда отключен участок 1-2 (рисунок ж)),наибольшую потерю напряжения обозначим  DU4-2 ав.

Надо сравнить  DU1-3 ав. и DU4-2 ав.и определить наибольшую потерю напряжения  DUав.нб  Если линия с двусторонним питанием имеет ответвления ——  ( рисунок  з))

     ,то определение наибольшей потери напряжения усложняется.

Так, в нормальном режиме надо определить потери напряжения DU1-3, DU4-3, DU1-2-5, сравнить их и определить DUнб.

Далее чтобы определить  DUнб.ав. в послеаварийном режиме, надо рассмотреть аварийные отключения головных участков 1-2 и 4-5.

Типы трансформаторов и их параметры



Силовые трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжения на другое. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, так как потери в них на 12-15% ниже, а расход активных материалов и стоимость на 20-25% меньше, чем в группе трех однофазных трансформаторов такой же суммарной мощности.

Трехфазные трансформаторы на напряжение 220 кВ изготовляют мощностью до 1000 MBА, на 330 кВ — 1250 MBА, на 500 кВ — 1000 MBА. Предельная единичная мощность трансформаторов ограничивается массой, размерами, условиями транспортировки.

Однофазные трансформаторы применяются, если невозможно изготовление трехфазных трансформаторов необходимой мощности или затруднена их транспортировка. Наибольшая мощность группы однофазных трансформаторов напряжением 500 кВ — 3х533 MBА, напряжением 750 кВ — 3х417 MBА, напряжением 1150 кВ — 3х667 MBА.

Рис.1. Принципиальные схемы трансформаторов
а — двухобмоточного, б — трехобмоточного,
в — с расщепленными обмотками низкого напряжения

По количеству обмоток различного напряжения на каждую фазу трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные (рис.1,а,б). Кроме того, обмотки одного и того же напряжения, обычно низшего, могут состоять из двух и более параллельных ветвей, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Такие трансформаторы называются трансформаторами с расщепленными обмотками (рис.1,в). Обмотки высшего, среднего и низшего напряжения принято сокращенно обозначать соответственно ВН, СН, НН.

Трансформаторы с расщепленными обмотками НН обеспечивают возможность присоединения нескольких генераторов к одному повышающему трансформатору. Такие укрупненные энергоблоки позволяют упростить схему РУ 330-500 кВ. Широкое распространение трансформаторы с расщепленной обмоткой НН получили в схемах питания собственных нужд крупных ТЭС с блоками 200-1200 МВт, а также на понижающих подстанциях с целью ограничения токов КЗ.

К основным параметрам трансформатора относятся номинальные мощность, напряжение, ток; напряжение КЗ; ток XX; потери XX и КЗ.

Номинальной мощностью трансформатора называется указанное в заводском паспорте значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальных частоте и напряжении.

Для трансформаторов общего назначения, установленных на открытом воздухе и имеющих естественное масляное охлаждение без обдува и с обдувом, за номинальные условия охлаждения принимают естественно меняющуюся температуру наружного воздуха (для климатического исполнения У: среднесуточная не более 30°С, среднегодовая не более 20°С), а для трансформаторов с масляно-водяным охлаждением температура воды у входа в охладитель принимается не более 25°С (ГОСТ 11677-85). Номинальная мощность для двухобмоточного трансформатора — это мощность каждой из его обмоток. Трехобмоточные трансформаторы могут быть выполнены с обмотками как одинаковой, так и разной мощности. В последнем случае за номинальную принимается наибольшая из номинальных мощностей отдельных обмоток трансформатора.

За номинальную мощность автотрансформатора принимается номинальная мощность каждой из сторон, имеющих между собой автотрансформаторную связь («проходная мощность»).

Трансформаторы устанавливают не только на открытом воздухе, но и в закрытых не отапливаемых помещениях с естественной вентиляцией. В этом случае трансформаторы также могут быть непрерывно нагружены на номинальную мощность, но при этом срок службы трансформатора несколько снижается из-за худших условий охлаждения.

Номинальные напряжения обмоток — это напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора. Для трех фазного трансформатора — это его линейное (междуфазное) напряжение. Для однофазного трансформатора, предназначенного для включения в трехфазную группу, соединенную в звезду, — это V/√3. При работе трансформатора под нагрузкой и подведении к зажимам его первичной обмотки номинального напряжения напряжение на вторичной обмотке меньше номинального на величину потери напряжения в трансформаторе. Коэффициент трансформации трансформатора и определяется отношением номинальных напряжений обмоток высшего и низшего напряжений:

В трехобмоточных трансформаторах определяется коэффициент трансформации каждой пары обмоток: ВН и НН; ВН и СН; СН и НН.

Номинальными токами трансформатора называются указанные в заводском паспорте значения токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа трансформатора.

Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяют по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.

Напряжение короткого замыкания uK — это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Напряжение КЗ определяют по падению напряжения в трансформаторе, оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора.

В трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах напряжение КЗ определяется для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Таким образом, в каталогах приводятся три значения напряжения КЗ: uкВ-Н, uкВ-С, uкС-Н.

Поскольку индуктивное сопротивление обмоток значительно вьше активного (у небольших трансформаторов в 2-3 раза, а у крупных в 15-20 раз), то uк в основном зависит от реактивного сопротивления, т.е. взаимного расположения обмоток, ширины канала между ними, высоты обмоток. Величина uк регламентируется ГОСТ в зависимости от напряжения и мощности трансформаторов. Чем больше высшее напряжение и мощность трансформатора, тем больше напряжение КЗ. Так, трансформатор 630 кВА с высшим напряжением 10 кВ имеет uк=5,5%, с высшим напряжением 35 кВ uк=6,5%; трансформатор мощностью 80000 кВА с высшим напряжением 35 кВ имеет uк=9 %, а с высшим напряжением 110 кВ uк=10,5%.

Увеличивая значение uк, можно уменьшить токи КЗ на вторичной стороне трансформатора, но при этом значительно увеличивается потребляемая реактивная мощность и увеличивается стоимость трансформаторов. Если трансформатор 110 кВ, 25 MBА выполнить с uк=20% вместо 10%, то расчетные затраты на него возрастут на 15,7%, а потребляемая реактивная мощность возрастет вдвое (с 2,5 до 5,0 Мвар).

Трехобмоточные трансформаторы могут иметь два исполнения по значению uк в зависимости от взаимного расположения обмоток. Если обмотка НН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка СН — между ними, то наибольшее значение имеет uкВ-Н, а меньшее значение uкВ-С. В этом случае потери напряжения по отношению к выводам СН уменьшатся, а ток КЗ в сети НН будет ограничен благодаря повышенному значению uкВ-Н.

Если обмотка СН расположена у стержня магнитопровода, обмотка ВН — снаружи, а обмотка НН — между ними, то наибольшее значение имеет uкВ-С, а меньшее uкВ-Н. Значение uкС-Н останется одинаковым в обоих исполнениях.

Ток холостого хода Ix характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах номинального тока трансформатора. В современных трансформаторах с холоднокатаной сталью токи холостого хода имеют небольшие значения.

Потери холостого хода Рx и короткого замыкания Рк определяют экономичность работы трансформатора. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для уменьшения их применяется электротехническая сталь с малым содержанием углерода и специальными присадками, холоднокатаная сталь толщиной 0,3 мм марок 3405, 3406 и др. с жаростойким изоляционным покрытием. В справочниках и каталогах приводятся значения Рx для уровней А и Б. Уровень А относится к трансформаторам, изготовленным из электротехнической стали с удельными потерями не более 0,9 Вт/кг, уровень Б — с удельными потерями не более 1,1 Вт/кг (при В =1,5 Тл, f= 50 Гц).

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и конструкциях трансформатора (стенки бака, ярмовые балки и др.). Для их снижения обмотки выполняются многожильным транспонированным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.

В современных конструкциях трансформаторов потери значительно снижены. Например, в трансформаторе 250000 кВA, U=110 кВ (Рx=200 кВт, Рк=790 кВт), работающем круглый год (Тmax=6300 ч), потери электроэнергии составят 0,43 % электроэнергии, пропущенной через трансформатор. Чем меньше мощность трансформатора, тем больше относительные потери в нем.

В сетях энергосистем установлено большое количество трансформаторов малой и средней мощности, поэтому общие потери электроэнергии во всех трансформаторах страны значительны и очень важно для экономии электроэнергии совершенствовать конструкции трансформаторов с целью дальнейшего уменьшения значений Рх и Рк.



ГОСТ 16110-82 Трансформаторы силовые. Термины и определения / 16110 82

Термин

Определение

1.1. Трансформатор

Статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока

1.2. Силовой трансформатор

Трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии

Примечание. К силовым относятся трансформаторы трехфазные и многофазные мощностью 6,3 кВ×А и более, однофазные мощностью 5 кВ×А и более

1.3. Силовой трансформаторный агрегат

Устройство, в котором конструктивно объединены два или более силовых трансформаторов

1.4. Многофазная трансформаторная группа

Группа однофазных трансформаторов, обмотки которых соединены так, что в каждой из обмоток группы может быть создана система переменного тока с числом фаз, равным числу трансформаторов.

Примечание. Многофазная трансформаторная группа, имеющая три однофазных трансформатора, называется трехфазной трансформаторной группой

1.5. Магнитное поле трансформатора

Магнитное поле, созданное в трансформаторе совокупностью магнитодвижущих сил всех его обмоток и других частей, в которых протекает электрический ток.

Примечание. Для расчетов, определения параметров и проведения исследований магнитное поле трансформатора может быть условно разделено на взаимосвязанные части: основное поле, поле рассеяния обмоток, поле токов нулевой последовательности и т.д.

1.6. Магнитное поле рассеяния обмоток

Часть магнитного поля трансформатора, созданная той частью магнитодвижущих сил всех его основных обмоток, геометрическая сумма векторов которых в каждой фазе обмоток равна нулю.

Примечание. Предполагается наличие тока не менее чем в двух основных обмотках

1.7. Магнитное поле токов нулевой последовательности

Часть магнитного поля трансформатора, созданная геометрической суммой магнитодвижущих сил токов нулевой последовательности всех его основных обмоток

1. 8. Основное магнитное поле

Часть магнитного поля трансформатора, созданная разностью суммы магнитодвижущих сил всех его обмоток и суммы магнитодвижущих сил обмоток, создающих поле рассеяния обмоток и поле токов нулевой последовательности обмоток трансформатора

1.9. Сторона высшего (среднего, низшего) напряжения трансформатора

Совокупность витков и других токопроводящих частей, присоединенных к зажимам трансформатора, между которыми действует его высшее (среднее или низшее) напряжение

1.10. Схема соединения трансформатора

Сочетание схем соединения обмоток высшего и низшего напряжений для двухобмоточного и высшего, среднего и низшего напряжений для трехобмоточного трансформатора.

Примечание. Схема соединения n-обмоточного трансформатора включает n-схем обмоток

2.1. Трансформатор общего назначения

Силовой трансформатор, предназначенный для включения в сеть, не отличающуюся особыми условиями работы, или для непосредственного питания приемников электрической энергии, не отличающихся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы

2.2. Специальный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для непосредственного питания потребительской сети или приемников электрической энергии, если эта сеть или приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы.

Примечание. К числу таких сетей и приемников электрической энергии относятся подземные шахтные сети и установки, выпрямительные установки, электрические печи и т.п.

2.3. Повышающий трансформатор

Трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка низшего напряжения

2.4. Понижающий трансформатор

Трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка высшего напряжения

2.5. Однофазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается однофазное магнитное поле

2.6. Трехфазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается трехфазное магнитное поле

2. 7. Многофазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается магнитное поле с числом фаз более трех

2.8. Двухобмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий две основные гальванически не связанные обмотки (черт. 4)

2.9. Трехобмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий три основные гальванически не связанные обмотки (черт. 5)

2.10. Многообмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий более трех основных гальванически не связанных обмоток

2. 11. Трансформатор с жидким диэлектриком

Трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит жидкий диэлектрик

2.12. Масляный трансформатор

Трансформатор с жидким диэлектриком, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит трансформаторное масло

2.13. Трансформатор с негорючим жидким диэлектриком

Трансформатор с жидким диэлектриком, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит негорючий жидкий диэлектрик

2.14. Сухой трансформатор

Трансформатор, в котором основной изолирующей средой служит атмосферный воздух или другой газ или твердый диэлектрик, а охлаждающей средой атмосферный воздух

2. 15. Воздушный трансформатор

Сухой негерметичный трансформатор, в котором основной изолирующей и охлаждающей средой служит атмосферный воздух

2.16. Газонаполненный трансформатор

Сухой герметичный трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит воздух или другой газ

2.17. Трансформатор с литой изоляцией

Сухой трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит электроизоляционный компаунд

2.18. Кварценаполненный трансформатор

Сухой трансформатор в баке, заполненном кварцевым песком, служащим основной изолирующей средой и теплоносителем

2. 19. Регулируемый трансформатор

Трансформатор, допускающий регулирование напряжения одной или более обмоток при помощи специальных устройств, встроенных в конструкцию трансформатора

2.20. Трансформатор, регулируемый под нагрузкой

Трансформатор РПН

Регулируемый трансформатор, допускающий регулирование напряжения хотя бы одной из его обмоток без перерыва нагрузки и без отключения его обмоток от сети.

Примечание. Другие обмотки трансформатора, регулируемого под нагрузкой, могут не иметь регулирования или иметь переключение без возбуждения

2.21. Трансформатор, переключаемый без возбуждения

Трансформатор ПБВ

Регулируемый трансформатор, допускающий регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмоток без возбуждения после отключения всех его обмоток от сети.

Примечание. Понятие «переключение без возбуждения» может быть отнесено также к одной или нескольким обмоткам трансформатора, регулируемого под нагрузкой

2.22. Регулировочный трансформатор

Регулируемый трансформатор, предназначенный для включения в сеть или в силовой трансформаторный агрегат с целью регулирования напряжения сети или агрегата

2.23. Последовательный регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат)

Регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат), включаемый последовательно с другим трансформатором со стороны нейтрали или со стороны линии с целью регулирования напряжения на зажимах линии

2.24. Линейный регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат)

Регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат), одна из обмоток которого включается последовательно в сеть с целью регулирования напряжения сети

2. 25. Автотрансформатор

Трансформатор, две или более обмоток которого гальванически связаны так, что они имеют общую часть

2.26. Двухобмоточный автотрансформатор

Автотрансформатор, имеющий две обмотки, гальванически связанные так, что они имеют общую часть, и не имеющий других основных обмоток (см. черт. 7)

2.27. Трехобмоточный силовой автотрансформатор

Силовой автотрансформатор, две обмотки которого имеют общую часть, а третья основная обмотка не имеет гальванической связки с двумя первыми обмотками (черт. 8)

2.28. Рудничный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы в рудниках и шахтах

2. 29. Тяговый трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы на электрическом или теплоэлектрическом подвижном составе

2.30. Судовой трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы на судах

2.31. Сварочный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для питания установок электрической сварки

2.32. Преобразовательный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для работы в выпрямительных, инверторных и др. установках, преобразующих систему переменного тока в систему постоянного тока и наоборот при непосредственном подключении к ним

2. 33. Электропечной трансформатор

Трансформатор, предназначенный для питания электротермических установок

2.34. Пусковой трансформатор

Трансформатор или автотрансформатор, предназначенный для изменения напряжения ступенями при пуске электродвигателей

2.35. Передвижной трансформатор

Трансформатор, который можно перевозить по железной дороге или другим видом транспорта практически без демонтажа узлов и деталей и без слива масла, предназначенный для использования в качестве передвижного резерва

2.36. Герметичный трансформатор

Трансформатор, выполненный так, что исключается возможность сообщения между внутренним пространством его бака и окружающей средой

2. 37. Трансформатор с расщепленной обмоткой (расщепленными обмотками)

Трансформатор, имеющий одну расщепленную обмотку (две или более расщепленных обмотки)

3.1. Магнитная система трансформатора

Комплект пластин или других элементов из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определенной геометрической форме, предназначенный для локализации в нем основного магнитного поля трансформатора

3.2. Стержень

Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора (черт. 1 — 3)

3. 3. Диаметр стержня

Диаметр окружности, в которую вписан контур ступенчатого или квадратного поперечного сечения стержня магнитной системы

3.4. Межосевое расстояние стержней

Расстояние между продольными осями двух соседних стержней магнитной системы (черт. 1)

3.5. Активное сечение стержня (ярма)

Суммарная площадь поперечного сечения ферромагнитного материала в поперечном сечении стержня (ярма)

3.6. Ярмо

Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи (черт. 1, 2)

3. 7. Боковое ярмо

Ярмо, соединяющее два конца одного и того же стержня (черт. 1 — 3).

Примечание. Можно различать боковую часть бокового ярма, ось которой параллельна продольной оси стержня, и его торцевую часть, ось которой перпендикулярна этой оси

3.8. Торцевое ярмо

Ярмо, соединяющее концы двух или более разных стержней (черт. 2)

3.9. Плоская магнитная система

Магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости

3.10. Пространственная магнитная система

Магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях

3.11. Симметричная магнитная система

Магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней

3.12. Несимметричная магнитная система

Магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам могут отличаться от расположения любого другого стержня

3.13. Разветвленная магнитная система

Магнитная система, в которой магнитный поток стержня при переходе в ярмо разветвляется на две или более частей

3.14. Стержневая магнитная система

Магнитная система, в которой ярма соединяют разные стержни и нет боковых ярм (черт. 1)

3.15. Броневая магнитная система

Магнитная система, в которой оба конца каждого стержня соединяются не менее чем двумя боковыми ярмами (черт. 3)

3.16. Бронестержневая магнитная система

Магнитная система, в которой часть стержней имеет боковые ярма или каждый стержень — не более чем одно боковое ярмо

3.17. Шихтованная магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма с плоской шихтовкой собирается в переплет как цельная конструкция (черт. 2)

3.18. Стыковая магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма или отдельные части, собранные и скрепленные раздельно, при сборке системы устанавливаются встык

3.19. Навитая магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма образуются в виде цельной конструкции путем навивки из ленточной или рулонной электротехнической стали

4.1. Виток обмотки

Проводник, однократно охватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создает магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.

Примечание. Виток обмотки может быть образован несколькими параллельно соединенными проводниками

4.2. Обмотка трансформатора

Совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы, наведенные в витках, с целью получения высшего, среднего или низшего напряжения трансформатора или с другой целью.

Примечания:

1. В трехфазном и многофазном трансформаторе (трансформаторной группе) под «обмоткой» подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения всех фаз.

2. В однофазном трансформаторе под «обмоткой» подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения, расположенных на всех его стержнях

4.3. Основная обмотка

Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого или от которой отводится энергия преобразованного переменного тока.

Примечание. Силовой трансформатор имеет не менее двух основных обмоток

4.4. Вспомогательная обмотка

Обмотка трансформатора, не предназначенная непосредственно для приема энергии преобразуемого или отдачи энергии преобразованного переменного тока, или мощность которой существенно меньше номинальной мощности трансформатора.

Примечание. Вспомогательная обмотка может быть предназначена, например, для компенсации третьей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, питания сети собственных нужд ограниченной мощности и т.п.

4.5. Первичная обмотка трансформатора

Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого переменного тока.

Примечание. Термин применим к любому числу обмоток трансформатора, если направление передачи энергии от них к др. обмоткам трансформатора является определенным

4.6. Вторичная обмотка трансформатора

Обмотка трансформатора, от которой отводится энергия преобразованного переменного тока.

Примечание. Термин применим к любому числу обмоток трансформатора, если направление передачи энергии к ним от других обмоток трансформатора является определенным

4.7. Обмотка высшего напряжения трансформатора*

Обмотка ВН

Основная обмотка трансформатора, имеющая наибольшее номинальное напряжение по сравнению с другими его основными обмотками

4.8. Обмотка низшего напряжения трансформатора*

Обмотка НН

Основная обмотка трансформатора, имеющая наименьшее номинальное напряжение по сравнению с другими его основными обмотками.

Примечание. Обмотка низшего напряжения регулировочного трансформатора может иметь более высокий уровень изоляции, чем обмотки высшего и среднего напряжения

4.9. Обмотка среднего напряжения трансформатора*

Обмотка СН

Основная обмотка трансформатора, номинальное напряжение которой является промежуточным между номинальными напряжениями обмоток высшего и низшего напряжения.

Примечание. Обмотка среднего напряжения регулировочного трансформатора может иметь более высокий уровень изоляции, чем обмотка высшего напряжения

4.10. Расщепленная обмотка

Обмотка, состоящая из двух или более гальванически не связанных частей, суммарная номинальная мощность которых, как правило, равна номинальной мощности трансформатора, напряжения короткого замыкания которых относительно других обмоток (обмотки) практически равны между собой, и которые допускают независимую друг от друга нагрузку или питание (черт. 9).

Примечание. Совокупность частей расщепленной обмотки считают одной обмоткой

4.11. Общая обмотка автотрансформатора

Обмотка, являющаяся общей частью двух обмоток автотрансформатора (черт. 7)

4.12. Последовательная обмотка автотрансформатора

Обмотка автотрансформатора, включаемая последовательно с общей обмоткой (черт. 7)

4.13. Обмотка высшего напряжения автотрансформатора

Обмотка ВН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения высшего напряжения автотрансформатора

4.14. Обмотка среднего напряжения автотрансформатора

Обмотка СН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения среднего напряжения автотрансформатора

4.15. Обмотка низшего напряжения автотрансформатора

Обмотка НН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения низшего напряжения автотрансформатора

4.16. Обмотка фазы

Одна из обмоток однофазного трансформатора или часть обмотки трехфазного или многофазного трансформатора, образующая ее фазу

4.17. Обмотка стержня

Часть или целая обмотка высшего, среднего или низшего напряжения, расположенная на стержне трансформатора.

Примечание. В автотрансформаторе под обмоткой стержня подразумевается общая или последовательная обмотка

4.18. Концентрические обмотки

Обмотки стержня, изготовленные в виде цилиндров и концентрически расположенные на стержне магнитной системы (черт. 4, 5).

4.19. Двойная концентрическая обмотка

Обмотка, состоящая из двух цилиндрических частей, расположенных на стержне магнитной системы концентрически с двух сторон другой обмотки (черт. 6)

4.20. Чередующиеся обмотки

Обмотки высшего и низшего напряжения трансформатора, чередующиеся в осевом направлении стержня (черт. 10)

4.21. Регулировочная обмотка

РО

Отдельно выполненная часть обмотки трансформатора, имеющая ответвления, переключаемые при регулировании напряжения

4.22. Обмотка грубого регулирования

РО грубая

Отдельно выполненная часть регулировочной обмотки, напряжение между соседними ответвлениями которой равно сумме напряжений нескольких ступеней регулирования

4.23. Обмотка тонкого регулирования

РО тонкая

Отдельно выполненная часть регулировочной обмотки, имеющая ответвления, соответствующие каждой ступени регулирования

4.24. Компенсационная обмотка

КО

Вспомогательная обмотка, располагаемая на стержнях или ярмах с целью компенсации частей магнитного поля трансформатора.

Примечание. Возможна, например, компенсация магнитодвижущей силы регулировочной обмотки, магнитного поля нулевой последовательности, поля третьей гармонической и др.

4.25. Сетевая обмотка

Обмотка преобразовательного трансформатора, присоединяемая к сети переменного тока

4.26. Вентильная обмотка

Обмотка преобразовательного трансформатора, присоединяемая к вентильным преобразователям

4.27. Группа соединения обмоток трансформатора

Угловое смещение векторов линейных электродвижущих сил обмоток (сторон) среднего и низшего напряжений по отношению к векторам соответствующих электродвижущих сил обмотки (стороны) высшего напряжения

4.28. Нейтраль обмотки

Общая точка обмоток фаз трехфазного или многофазного трансформатора, соединяемых в «звезду» или «зигзаг».

Примечание. В однофазном трансформаторе — зажим обмотки, предназначенный для присоединения к общей точке при соединении обмоток трехфазной (многофазной) группы в «звезду» или «зигзаг»

4.29. Ответвление обмотки

Отвод, присоединенный к одному из витков и позволяющий использовать часть обмотки, заканчивающуюся этим витком

4.30. Основное ответвление обмотки

Ответвление, на котором обмотка трансформатора имеет номинальную мощность при номинальном напряжении.

Примечание. В специальных трансформаторах и в отдельных случаях в трансформаторах общего назначения основное ответвление определяется нормативным документом

4.31. Положительное ответвление обмотки

Ответвление, так расположенное в обмотке, что при его включении увеличивается число витков с одинаковым направлением электродвижущей силы по сравнению с числом витков на основном ответвлении.

Примечание к терминам 4.31 и 4.32. При реверсировании регулировочной обмотки одно и то же ответвление может быть положительным или отрицательным

4.32. Отрицательное ответвление обмотки

Ответвление, так расположенное в обмотке, что при его включении уменьшается число витков с одинаковым направлением электродвижущей силы по сравнению с числом витков на основном ответвлении

5.1. Изоляция трансформатора

Совокупность изоляционных деталей и заполняющей трансформатор изоляционной среды, исключающая замыкание металлических частей трансформатора, находящихся во время его работы под напряжением, с заземленными частями, а также частей, находящихся под разными потенциалами, между собой

5.2. Внутренняя изоляция

Изоляция внутри бака трансформатора в масле или другом жидком диэлектрике (внутри бака герметичного трансформатора, заполненного воздухом или газом) или внутри заполняющего трансформатор твердого диэлектрика.

Примечание. Основным признаком внутренней изоляции является практическая независимость ее электрической прочности от внешних атмосферных условий

5.3. Внешняя изоляция

Изоляция в воздухе снаружи бака трансформатора.

Примечания:

1. Основным признаком внешней изоляции является зависимость ее электрической прочности от атмосферных условий

2. Внешняя изоляция в воздушном трансформаторе — изоляция вне пространства, ограниченного наружной цилиндрической поверхностью наружной обмотки и ближайшими к обмоткам поверхностями магнитной системы

5.4. Междуфазная изоляция

Изоляция между обмотками разных фаз трансформатора

5.5. Главная изоляция обмотки

Изоляция обмотки от частей остова и от других обмоток

5.6. Продольная изоляция обмотки

Изоляция между разными точками обмотки фазы трансформатора.

Примечание. Изоляция между разными точками обмотки фазы, например, между витками, слоями витков, катушками, элементами емкостной защиты и т.п.

5.7. Концевая изоляция обмотки

Изоляционные конструкции и детали, служащие для изолирования торцевых частей обмоток от ярма, ярмовых балок и металлических прессующих колец

5.8. Емкостная защита обмотки

Специальные меры, применяемые для выравнивания емкостного распределения напряжения вдоль обмотки.

Примечание. Емкостная защита может достигаться применением электростатических экранов, конденсаторов или изменением последовательности соединения между собой катушек обмотки или витков в катушках.

5.9. Емкостное кольцо обмотки

Кольцевой металлический незамкнутый изолированный электростатический экран, расположенный у торца обмотки или между ее катушками и гальванически соединенный с одной из ее точек

5.10. Экран емкостной защиты обмотки

Цилиндрический незамкнутый электростатический экран, расположенный вдоль внутренней или наружной цилиндрической поверхности обмотки и гальванически соединенный с одной из ее точек или заземленный

5.11. Экранирующий виток обмотки

Кольцевой незамкнутый электростатический экран, расположенный снаружи или внутри катушки непрерывной или дисковой обмотки, имеющий размер в направлении оси обмотки, равный приблизительно осевому размеру одной катушки

5.12. Обмотка с неградуированной изоляцией

Обмотка, у которой линейный конец и нейтраль имеют один уровень изоляции

5.13. Обмотка с градуированной изоляцией

Обмотка, у которой линейный конец и нейтраль имеют различные уровни изоляции

5.14. Термический срок службы изоляции

Период работы от первого включения до полного износа изоляции под влиянием физико-химических факторов, прежде всего температуры, при изменяющихся нагрузке, напряжении и условиях охлаждения

5.15. Номинальный термический срок службы изоляции

Термический срок службы при постоянной температуре наиболее нагретой точки изоляции, равной допустимой температуре для данного изоляционного материала

6.1. Активная часть трансформатора

Единая конструкция, включающая в собранном виде остов трансформатора, обмотки с их изоляцией, отводы, части регулирующего устройства, а также все детали, служащие для их механического соединения

Примечание. В некоторых типах трансформаторов с активной частью могут быть конструктивно связаны крышка бака и вводы

6.2. Активные материалы трансформатора

Электротехническая сталь или другой ферромагнитный материал, из которого изготовлена магнитная система, а также металл обмоток и отводов трансформатора

6.3. Остов

Единая конструкция, включающая в собранном виде магнитную систему со всеми деталями, служащими для ее соединения и для крепления обмоток

6.4. Отводы

Совокупность электрических проводников, служащих для соединения обмоток трансформатора с вводами, устройствами переключения ответвлений обмоток и другими токоведущими частями

6.5. Контактный зажим трансформатора

Контактный зажим, имеющий гальваническую связь с обмотками и предназначенный для присоединения трансформатора к внешней цепи

6.6. Бак трансформатора

Бак, в котором размещается активная часть трансформатора или трансформаторного агрегата с жидким диэлектриком, газо- или кварценаполненного

6.7. Бак колокольного типа

Бак, имеющий вблизи дна разъем, позволяющий отделить и поднять верхнюю часть бака без подъема активной части трансформатора

6.8. Герметичный бак

Бак, имеющий уплотнения, практически исключающие сообщение между внутренним объемом бака и окружающей атмосферой.

Примечание. При наличии расширителя герметизация относится и к внутреннему объему расширителя

6.9. Расширитель

Сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для локализации колебаний уровня жидкого диэлектрика

6.10. Воздухоосушитель

Сосуд, сообщающийся с одной стороны с внутренним объемом воздуха в расширителе или баке трансформатора, а с другой — с атмосферным воздухом, предназначенный для отделения влаги из воздуха, поступающего в расширитель или бак трансформатора

6.11. Маслоуказатель

Указатель уровня масла или другого жидкого диэлектрика в трансформаторе или его расширителе

6.12. Термосифонный фильтр

Сосуд, сообщающийся двумя патрубками с внутренним объемом бака в верхней и нижней его части, заполненный веществом, служащим для очистки масла или другого жидкого диэлектрика от продуктов окисления и для поглощения влаги

6.13. Кожух трансформатора

Оболочка воздушного трансформатора, защищающая его активную часть от попадания посторонних предметов, но допускающая свободный доступ к ней охлаждающего воздуха

6.14. Устройство регулирования напряжения трансформатора (трансформаторного агрегата)

Устройство, предназначенное для регулирования напряжения трансформатора (трансформаторного агрегата) и включающее все необходимые для этого аппараты, механизмы и составные части, за исключением регулировочных обмоток

6.15. Устройство переключения ответвлений обмоток

Устройство, предназначенное для изменения соединений ответвлений обмоток между собой или с вводом

6.16. Устройство переключения ответвлений обмоток без возбуждения

Устройство ПБВ

Устройство, предназначенное для изменения соединений ответвлений обмоток при невозбужденном трансформаторе

6.17. Устройство регулирования напряжений трансформатора под нагрузкой

Устройство регулирования, предназначенное для регулирования напряжения без перерыва нагрузки и без отклонения обмоток трансформатора от сети

6.18. Переключатель ответвлений обмотки

Контактное устройство, служащее для переключения ответвлений обмотки в трансформаторе, переключаемом без возбуждения

6.19. Избиратель ответвлений

Часть устройства регулирования под нагрузкой, предназначенная для выбора нужного ответвления обмотки перед переключением и для длительного пропускания тока.

Примечание. Избиратель ответвлений не служит для изменения и отключения тока

6.20. Предызбиратель ответвлений

Часть устройства регулирования напряжения под нагрузкой, длительно пропускающая ток, предназначенная для использования контактов избирателя, а также присоединенных к нему ответвлений обмотки более одного раза при прохождении всего диапазона регулирования трансформатора.

Примечания:

1. Предызбиратель не служит для изменения и отключения тока.

2. Предызбиратель может производить реверсирование регулировочной части обмотки или переключение грубых ступеней регулирования

6.21. Контактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Часть устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенная для изменения и отключения тока в цепях переключающего устройства, предварительно подготовленных к этому избирателем

6.22. Токоограничивающий резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения переходного тока в переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва в токе нагрузки трансформатора и без существенного его изменения

6.23. Токоограничивающий реактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Реактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения переходного тока в переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва в токе нагрузки трансформатора и без существенного его изменения

6.24. Система охлаждения

Совокупность теплообменников или элементов системы охлаждения, устройств, предназначенных для ускорения движения теплоносителя и (или) охлаждающей среды, контрольных и измерительных приборов, служащая для отвода тепла, выделяющегося в трансформаторе в охлаждающую среду

6.25. Охладитель

Теплообменник, в котором происходит передача тепла от теплоносителя, заполняющего бак трансформатора и принудительно циркулирующего через теплообменник, воздуху или воде, движение которых также принудительно ускоряется.

6.26. Радиатор трансформатора

Теплообменник, в котором происходит передача тепла от теплоносителя, заполняющего бак трансформатора и движущегося путем естественной конвекции, воздуху, охлаждающему трансформатор

7.1 Магнитная система

7.1.1. Стержень (ярмо) с плоской шихтовкой

Стержень (ярмо) магнитной системы, в котором плоские пластины различной или одинаковой ширины расположены так, что плоскости всех пластин параллельны

7.1.2. Стержень с радиальной шихтовкой

Стержень стыковой магнитной системы, в котором плоские пластины разной ширины расположены в поперечном сечении стержня практически в радиальных направлениях

7.1.3. Стержень с эвольвентой шихтовкой

Стержень стыковой магнитной системы, в котором пластины одной ширины изогнуты и расположены так, что в поперечном сечении они имеют форму эвольвенты и в совокупности образуют практически круговой цилиндр

7.1.4. Ступенчатое сечение стержня

Поперечное сечение стержня, собранного из двух или более пакетов пластин разной ширины, имеющее форму ступенчатой фигуры, вписанной в окружность или овал

7.1.5. Круглое сечение стержня

Поперечное сечение стержня с радиальной или эвольвентной шихтовкой, практически имеющее форму круга

7.1.6. Пластина магнитной системы

Пластина из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, являющаяся элементом магнитной системы трансформатора.

Примечание. В некоторых конструкциях магнитных систем пластина при сборке может подвергаться изгибу по заданному профилю

7.1.7. Пакет пластин

Стопа пластин одного размера в стержне или ярме магнитной системы.

Примечание. Пакет может состоять из двух частей, разделенных каналом

7.1.8. Число ступеней в стержне (ярме)

Число пакетов пластин в половине поперечного сечения стержня (ярма) магнитной системы с плоской шихтовкой.

Примечание. Аналогично определяется число ступеней в навитой магнитной системе

7.1.9. Коэффициент заполнения круга

Отношение площади поперечного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня трансформатора

Примечание. При наличии в сечении стержня каналов площадь поперечного сечения каналов не включается в площадь поперечного сечения стержня

7.1.10. Коэффициент заполнения сечения стержня (ярма)

Отношение активного сечения стержня (ярма) к площади его поперечного сечения

7.1.11. Коэффициент заполнения сталью

Отношение активного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня трансформатора.

Примечание. Коэффициент заполнения сталью равен произведению коэффициента заполнения круга и коэффициента заполнения сечения стержня

7.1.12. Окно магнитной системы

Пространство, ограниченное ближайшими поверхностями двух соседних стержней и двух торцевых ярм или поверхностями стержня, двух торцевых частей и боковой части бокового ярма

7.1.13. Высота окна магнитной системы

Расстояние между двумя торцевыми ярмами, измеренное по линии, параллельной продольной оси стержня (черт. 1)

7.1.14. Ширина окна магнитной системы

Расстояние между ближайшими поверхностями двух соседних стержней или стержня и бокового ярма, измеренное по линии, перпендикулярной их продольным осям (черт. 1).

7.1.15. Коэффициент заполнения окна магнитной системы

Отношение суммарной площади поперечного сечения металла всех витков всех обмоток в окне магнитной системы к площади окна

7.1.16. Ярмовая прессующая балка

Балка, служащая в магнитной системе для прессовки ярма и в качестве торцевой опоры для обмотки или только для прессовки ярма

7.1.17. Угол магнитной системы

Часть магнитной системы, ограниченная объемом, образованным пересечением боковых поверхностей или их продолжений одного из ярм и одного из стержней (черт. 1)

7.1.18. Стык магнитной системы

Место сочленения пластин стержня и ярма в шихтованной магнитной системе или пакетов пластин стержня и ярма в стыковой магнитной системе.

Примечание. В некоторых конструкциях магнитных систем возможен стык пластин внутри стержня или ярма

7.1.19. Прямой стык магнитной системы

Стык магнитной системы, при котором пластины сохраняют прямоугольную форму

7.1.20. Косой стык магнитной системы

Стык магнитной системы, при котором пластины (пакеты) в месте сочленения срезаны под углом, близким к 45° к продольной оси пластины

7.1.21. Изоляция пластин (лент) магнитной системы

Слой изоляционного материала, наносимый на поверхность пластины (ленты) или образуемый на ее поверхности

7.2. Обмотки

7.2.1. Слой обмотки

Ряд витков от одного и более, расположенных на одной цилиндрической поверхности

7.2.2. Катушка обмотки

Группа последовательно соединенных витков более одного витка, конструктивно объединенная и отделенная от других таких групп обмоток

7.2.3. Входные катушки обмотки

Катушки обмотки, ближайшие к ее линейному зажиму и отличающиеся по конструкции от остальных катушек

7.2.4. Простая цилиндрическая обмотка

Обмотка, сечение витка которой состоит из сечений одного или нескольких параллельных проводов, а витки и все их параллельные провода расположены в один ряд (слой) без интервалов на цилиндрической поверхности в ее осевом направлении (черт. 11)

7.2.5. Двухслойная (многослойная) цилиндрическая обмотка

Обмотка, состоящая из двух (или более) концентрически расположенных простых цилиндрических обмоток (слоев) (черт. 12)

7.2.6. Катушечная обмотка

Обмотка, состоящая из ряда катушек, расположенных в осевом направлении обмотки

7.2.7. Дисковая катушечная обмотка

Катушечная обмотка, собранная из отдельно намотанных катушек, выполненных в виде плоских спиралей из одного провода или нескольких параллельных проводов

7.2.8. Непрерывная катушечная обмотка

Катушечная обмотка, намотанная непрерывным проводом в виде плоских спиралей из одного провода или нескольких параллельных проводов (черт. 15)

7.2.9. Переплетенная обмотка

Катушечная обмотка, в которой порядок последовательного соединения витков отличается от последовательности их расположения в катушках

7.2.10. Обмотка с переплетением катушек

Катушечная обмотка, в которой порядок последовательного соединения катушек отличается от последовательности их расположения в обмотке

7.2.11. Многослойная цилиндрическая катушечная обмотка

Катушечная обмотка, каждая катушка которой представляет собой многослойную цилиндрическую обмотку

7.2.12. Одноходовая винтовая обмотка

Обмотка, витки которой следует одни за другим в осевом направлении по винтовой линии, а сечение каждого витка образовано сечениями нескольких параллельных проводов прямоугольного сечения, расположенными в один ряд в радиальном направлении обмотки (черт. 13)

7.2.13. Двухходовая (многоходовая) винтовая обмотка

Обмотка, состоящая из двух или более одноходовых обмоток, взаимно расположенных подобно ходам резьбы двухходового (многоходового) винта (черт. 14)

7.2.14. Транспозиция проводов обмотки

Изменение взаимного расположения параллельных проводов в сечении витка обмотки с целью уравнивания распределения тока между ними

7.2.15. Сосредоточенная транспозиция проводов обмотки

Транспозиция проводов обмотки, сосредоточенная в нескольких местах в осевом направлении, при числе мест меньшем, чем число параллельных проводов без одного

7.2.16. Групповая транспозиция проводов обмотки

Сосредоточенная транспозиция, при которой все параллельные провода делятся на две или более группы и изменяется взаимное расположение этих групп без изменения расположения проводов в группе (черт. 16)

7.2.17. Общая транспозиция проводов обмотки

Сосредоточенная транспозиция, при которой изменяется взаимное расположение всех параллельных проводов (черт. 16)

7.2.18. Равномерно распределенная транспозиция проводов обмотки

Транспозиция параллельных проводов в винтовой или катушечной обмотке, выполняемая путем изменения расположения всех проводов в ряде мест, равномерно распределенных в осевом направлении обмотки, при числе мест не меньше числа параллельных проводов или катушек без одного (черт. 17)

7.2.19. Прессующее кольцо обмотки

Металлическое разрезное или неметаллическое кольцо, размещенное между концевой изоляцией обмотки и ярмовыми балками трансформатора с целью осуществления осевой прессовки обмотки

8.1. Номинальный режим трансформатора

Режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных значениях напряжения частоты, нагрузки и номинальных условиях места установки и охлаждающей среды

8.2. Аварийный режим трансформатора

Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной продолжительности это угрожает повреждением или разрушением частей трансформатора

8.3. Параллельная работа трансформаторов

Работа двух или нескольких трансформаторов при параллельном соединении не менее чем двух основных обмоток одного из них с таким же числом основных обмоток другого трансформатора (других трансформаторов)

8.4. Режим холостого хода трансформатора

X. х. трансформатора

Режим работы при питании одной из обмоток трансформатора от источника с переменным напряжением и др. обмотках, не замкнутых на внешние цепи.

Примечание. Если нет специальной оговорки, то предполагается, что напряжение источника питания равно номинальному напряжению первичной обмотки и синусоидально, а частота равна номинальной частоте трансформатора

8.5. Опыт холостого хода

Опыт х. х.

Режим холостого хода трансформатора осуществляемый при номинальной частоте и различных значениях синусоидального напряжения первичной обмотки с целью опытного определения потерь и тока холостого хода и др. параметров и характеристик трансформатора

8.6. Режим короткого замыкания трансформатора

Режим работы трансформатора при питании хотя бы одной из обмоток от источника с переменным напряжением при коротком замыкании на зажимах одной из других обмоток.

Примечание. Если нет специальной оговорки, то предполагается, что напряжение источника питания равно номинальному напряжению первичной обмотки и синусоидально, а его частота равна номинальной частоте трансформатора

8.7. Опыт короткого замыкания пары обмоток

Опыт к. з. пары обмоток

Режим короткого замыкания, осуществляемый с целью опытного определения потерь напряжения короткого замыкания и др. параметров и характеристик пары обмоток трансформатора при номинальной частоте и пониженном против номинального напряжения на одной из обмоток, при закороченной второй обмотке этой пары и остальных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

8.8. Режим нагрузки трансформатора

Режим работы возбужденного трансформатора при наличии токов не менее чем в двух его основных обмотках, каждая из которых замкнута на внешнюю цепь.

Примечание. При этом не учитываются токи, протекающие в двух или более обмотках в режиме холостого хода

8.9. Номинальный режим нагрузки двухобмоточного трансформатора

Режим нагрузки трансформатора номинальным током при номинальных частоте и напряжении

8.10. Номинальный режим нагрузки трехобмоточного (многообмоточного) трансформатора

Режим нагрузки трехобмоточного (многообмоточного) трансформатора, установленный нормативным документом

8.11. Допустимый режим нагрузки трансформатора

Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются нормативным документом

8.12. Перегрузка трансформатора

Нагрузка трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток, соответствующий установившимся превышениям температуры, превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы

8.13. Допустимая перегрузка

Перегрузка трансформатора, разрешенная нормативным документом

8.14. Допустимая систематическая перегрузка

Ограниченная по длительности перегрузка трансформатора, при которой расчетный износ изоляции за установленное время не превосходит износа за такое же время при номинальном режиме работы.

Примечание. Установленное время (обычно одни сутки) включает длительность перегрузки и длительность предшествующей и последующей нагрузок

8.15. Допустимая аварийная перегрузка

Перегрузка трансформатора, допустимая в аварийных режимах, величина и длительность которой установлены нормативным документом

8.16. Нагрузочная способность трансформатора

Совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора

8.17. Возбуждение трансформатора

Создание основного магнитного поля трансформатора путем подключения одной или нескольких обмоток к одной или нескольким сетям или другим источникам с соответствующими номинальными напряжениями и частотой

8.18. Перевозбуждение трансформатора

Увеличение магнитной индукции в магнитной системе трансформатора по отношению к индукции в режиме холостого хода

8.19. Превышение номинального напряжения трансформатора

Превышение напряжения сети, в которую включена обмотка трансформатора, по сравнению с номинальным напряжением обмотки на включенном ответвлении

8.20. Регулирование напряжения трансформатора

Изменение в соответствии с заданным режимом или стабилизация напряжения одной или более обмоток при помощи специального устройства

8.21. Продольное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его значения

8.22. Поперечное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его фазы

8.23. Продольно-поперечное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его значения и фазы

8.24. Регулирование напряжения трансформатора в нейтрали

Регулирование напряжения трансформатора путем переключения ответвлений обмотки, расположенных вблизи ее нейтрали

8.25. Регулирование напряжения трансформатора в линии

Регулирование напряжения трансформатора путем переключения ответвлений обмотки, расположенных вблизи от зажима, присоединяемого к сети

8.26. Естественное масляное охлаждение

Охлаждение частей масляного трансформатора путем естественной конвекции масла при охлаждении внешней поверхности бака и установленных на нем охладительных элементов посредством естественной конвекции воздуха и лучеиспускания в воздухе.

Примечание. Аналогично определяется естественное охлаждение при заполнении трансформатора другим жидким диэлектриком

8.27. Естественное воздушное охлаждение

Охлаждение частей сухого трансформатора путем естественной конвекции воздуха и частично лучеиспускания в воздухе

8.28. Дутьевое охлаждение

Охлаждение трансформатора с использованием принудительного повышения скорости движения воздуха, охлаждающего отдельные части системы охлаждения или активную часть трансформатора

8.29. Циркуляционное охлаждение

Охлаждение трансформатора с использованием принудительного повышения скорости движения заполняющего трансформатор теплоносителя при помощи насосов или вентиляторов

8.30. Масляно-водяное охлаждение трансформатора

Охлаждение масляного трансформатора с принудительной циркуляцией масла через охладители, охлаждаемые водой.

Примечание. Аналогично определяется водяное охлаждение при заполнении трансформатора другим жидким диэлектриком

8.31. Направление циркуляционное охлаждение

Циркуляционное охлаждение с канализацией движения теплоносителя внутри бака трансформатора

9.1. Общие параметры

9.1.1. Высшее напряжение трансформатора

ВН

Наибольшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора

9.1.2. Низшее напряжение трансформатора

НН

Наименьшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора

9.1.3. Среднее напряжение трансформатора

СН

Номинальное напряжение, являющееся промежуточным между высшим и низшим номинальными напряжениями обмоток трансформатора.

Примечание. При наличии более трех цепей и двух или более промежуточных напряжений эти напряжения, начиная с более высокого, следует именовать, «первое среднее», «второе среднее» и т.д.

9.1.4. Напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора

Напряжение к. з.

Приведенное к расчетной температуре линейное напряжение, которое нужно подвести при номинальной частоте к линейным зажимам одной из обмоток пары, чтобы в этой обмотке установился ток, соответствующий меньшей из номинальных мощностей обмоток пары при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.5. Напряжение короткого замыкания трансформатора

Напряжение к. з.

Напряжение короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжения — для трехобмоточного трансформатора.

Примечание. Для многообмоточного трансформатора с п обмотками число значений напряжения короткого замыкания равно n(n — 1)/2

9.1.6. Изменение напряжения пары обмоток трансформатора

Арифметическая разность напряжений при холостом ходе обмотки на данном ответвлении и напряжения на ее зажимах при заданных токе нагрузки и коэффициенте мощности, когда напряжение на другой обмотке пары равно ее номинальному напряжению, если она включена на основном ответвлении, или напряжению другого ответвления, на которое она включена при остальных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.7. Коэффициент трансформации

Отношение напряжений на зажимах двух обмоток в режиме холостого хода.

Примечания:

1. Для двух обмоток силового трансформатора, расположенных на одном стержне, коэффициент трансформации принимается равным отношению чисел их витков.

2. В трехфазном (многофазном) трансформаторе коэффициенты трансформации для фазных и междуфазных напряжений могут быть различными.

3. В двухобмоточном трансформаторе коэффициент трансформации равен отношению высшего напряжения к низшему; трехобмоточный трансформатор имеет три коэффициента трансформации — высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений

9.1.8. Значение ступени регулирования напряжения

Наименьшая разность напряжений, получаемая при регулировании

9.1.9. Диапазон регулирования напряжения

Разность максимального и минимального напряжения обмотки, получаемых при регулировании

9.1.10. Ток холостого хода трансформатора

Ток х. х.

Ток первичной основной обмотки трансформатора в режиме холостого хода и номинальном синусоидальном напряжении номинальной частоты на ее зажимах.

Примечание. У трехфазного и многофазного трансформатора током холостого хода считают среднее арифметическое токов всех фаз

9.1.11. Ток короткого замыкания трансформатора

Ток к. з.

Ток в обмотке трансформатора при испытаниях на стойкость при коротком замыкании в одной из сетей, присоединенных к зажимам трансформатора

9.1.12. Установившийся ток короткого замыкания

Действующее значение тока короткого замыкания, определяемое без учета свободного тока при неизменном напряжении на зажимах первичной обмотки трансформатора

9.1.13. Наибольший установившийся ток короткого замыкания

Установившийся ток короткого замыкания трансформатора, определяемый с учетом регламентированного реактивного сопротивления питающей сети, на который трансформатор должен быть рассчитан

9.1.14. Ударный ток короткого замыкания

Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, определяемое как сумма мгновенных значений вынужденного тока и свободного тока в процессе короткого замыкания

9.1.15. Наибольший ударный ток короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания при наибольшем вынужденном токе и наибольшем возможном или установленном нормативным документом свободном токе

9.1.16. Кратность установившегося тока короткого замыкания

Отношение установившегося тока короткого замыкания трансформатора к номинальному току

9.1.17. Ударный коэффициент тока короткого замыкания

Отношение ударного тока короткого замыкания к амплитуде наибольшего установившегося тока короткого замыкания

9.1.18. Циркулирующий ток в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой

Ток, протекающий в контуре, содержащем часть обмотки между двумя ответвлениями и токоограничивающий резистор или обмотку реактора, под воздействием напряжения между двумя ответвлениями в процессе переключения

9.1.19. Типовая мощность трансформатора

Полусумма мощностей всех частей обмоток трансформатора. Примечание. Мощностью части обмотки является произведение наибольшего длительно допустимого в этой части тока на наибольшее длительно допустимое напряжение этой части

9.1.20. Мощность обмотки трансформатора

Полная мощность, подводимая к этой обмотке от внешней цепи или отводимая от нее во внешнюю цепь

9.1.21. Электромагнитная мощность автотрансформатора

Мощность, передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую посредством электромагнитной индукции, равная мощности общей или последовательной обмотки автотрансформатора

9.1.22. Электрическая мощность автотрансформатора

Мощность, непосредственно передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую электрическим путем благодаря гальванической связи между соответствующими обмотками, равная произведению напряжения общей обмотки на ток последовательной обмотки автотрансформатора и коэффициент, учитывающий число фаз

9.1.23. Проходная мощность автотрансформатора

Мощность, передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую, равная сумме его электромагнитной и электрической мощностей

9.1.24. Потери трансформатора

Активная мощность, расходуемая в магнитной системе, обмотках и др. частях трансформатора при различных режимах работы

9.1.25. Потери холостого хода

Потери х. х.

Потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте

9.1.26. Магнитные потери

Потери, возникающие в магнитной системе трансформатора в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте

9.1.27. Потери короткого замыкания пары обмоток

Потери к. з.

Приведенные к расчетной температуре потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего меньшей из номинальных мощностей обмоток этой пары, при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.28. Потери короткого замыкания

Потери к. з.

Потери короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения потерь короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений — для трехобмоточного трансформатора.

Примечания:

1. Для многообмоточного трансформатора с п обмотками число значении равно n(n — 1)/2.

2. Обмотки пары должны быть включены или замкнуты накоротко на основных ответвлениях

9.1.29. Основные потери в токоведущих частях

Потери в обмотках и др. токоведущих частях трансформатора, определяемые током данной обмотки или токоведущей части и ее электрическим сопротивлением, измеренным при постоянном токе

9.1.30. Добавочные потери в опыте короткого замыкания

Разность потерь, измеренных при определенном токе в опыте короткого замыкания, и основных потерь в токоведущих частях, определенных при том же токе

9.1.31. Добавочные потери в токоведущих частях

Потери от токов, наведенных полем рассеяния в токоведущих частях трансформатора

9.1.32. Потери от циркулирующих токов

Потери от токов, наведенных полем рассеяния и замыкающихся в параллельно соединенных ветвях обмоток трансформатора

9.1.33. Добавочные потери в элементах конструкций

Потери от гистерезиса и вихревых токов, возникающие в металлических деталях трансформатора от воздействия поля рассеяния.

Примечание. В добавочные потери в элементах конструкции трансформатора не входят потери от вихревых токов и гистерезиса в активных материалах.

9.1.34. Суммарные потери трансформатора

Сумма потерь холостого хода и потерь короткого замыкания трансформатора.

Примечание. Для трехобмоточного трансформатора за потери короткого замыкания принимают наибольшее из трех значений потерь согласно п. 9.1.28.

9.1.35. Относительные потери

Отношение потерь холостого хода, потерь короткого замыкания или суммарных потерь трансформатора к его номинальной мощности

9.1.36. Стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора при включении на любом ответвлении выдерживать без повреждений внешние короткие замыкания

9.1.37. Электродинамическая стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора выдерживать без повреждений динамические воздействия, возникающие при внешнем коротком замыкании

9.1.38. Термическая стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора выдерживать без повреждений термические воздействия, возникающие при внешнем коротком замыкании

9.2. Номинальные данные трансформатора

9.2.1. Номинальные данные трансформатора

Указанные изготовителем параметры трансформатора (например, частота, мощность, напряжение, ток), обеспечивающие его работу в условиях, установленных нормативным документом и являющиеся основой для определения условий изготовления, испытаний, эксплуатации

9.2.2. Номинальная мощность обмотка (ответвления обмотки)

Указанное на паспортной табличке трансформатора значение полной мощности на основном (данном) ответвлении, гарантированное изготовителем в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальной частоте и номинальном напряжении обмотки (ответвления).

Примечание. Если на паспортной табличке трансформатора указаны несколько мощностей, соответствующих различным способам охлаждения, то за номинальную принимают наибольшую из этих мощностей

9.2.3. Номинальная мощность двухобмоточного трансформатора*

Номинальная мощность каждой из обмоток трансформатора.

Примечание. В трансформаторе с расщепленной обмоткой номинальная мощность — эта мощность нерасщепленной обмотки или равная ей суммарная мощность частей расщепленной обмотки

9.2.4. Номинальная мощность трехобмоточного трансформатора*

Наибольшая из номинальных мощностей отдельных обмоток трансформатора

9.2.5. Номинальная мощность автотрансформатора

Номинальная проходная мощность обмоток, имеющих общую часть.

Примечание. Под обмотками понимаются обмотки высшего и низшего напряжения в двухобмоточном и обмотки высшего и среднего напряжения в трехобмоточном автотрансформаторе

9.2.6. Номинальная частота трансформатора

Частота, на которую рассчитан трансформатор, указанная на паспортной табличке

9.2.7. Номинальное напряжение обмотки трансформатора

Указанное на паспортной табличке напряжение между зажимами трансформатора, связанными с обмоткой, при холостом ходе трансформатора.

Примечание. Для обмотки, снабженной ответвлениями, номинальным считают напряжение основного ответвления

9.2.8. Номинальное напряжение ответвления обмотки

Указанное на паспортной табличке напряжение ответвления при холостом ходе трансформатора

9.2.9. Номинальный ток обмотки

Ток, определяемый по номинальной мощности обмотки, ее номинальному напряжению и множителю, учитывающему число фаз

9.2.10. Номинальный ток ответвления обмотки

Ток, определяемый по номинальным мощности и напряжению ответвления обмотки и множителю, учитывающему число фаз, или по указанию нормативного документа

9.2.11. Расчетная температура обмотки

Средняя условная температура обмотки, к которой должны быть приведены потери и напряжение короткого замыкания трансформатора, установленная нормативным документом

9.3. Данные масс трансформатора

9.3.1. Полная масса

Масса собранного трансформатора, включая все узлы, устанавливаемые на нем и на отдельных фундаментах, и всю заполняющую жидкость

9.3.2. Транспортная масса

Масса трансформатора в том виде, в котором он погружается на транспортное средство, без массы демонтируемых узлов и деталей и части изоляционной жидкости, сливаемой перед транспортированием

9.3.3. Масса активной стали

Масса электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, образующего магнитную систему трансформатора

9.3.4. Масса металла обмоток

Суммарная масса металла витков всех обмоток трансформатора.

Примечание. При соответствующей оговорке термин может быть отнесен к одной из обмоток, к обмотке фазы или обмотке стержня

9.3.5. Масса масла

Масса масла, которое должно заполнять трансформатор при его работе.

Примечания:

1. В массу масла, определяемую данным термином, не включают массу масла, заполняющего вводы, если их внутренний объем не сообщается с внутренним объемом бака трансформатора.

2. Аналогично определяют массу другого жидкого диэлектрика в трансформаторах, заполненных жидкостями

Двухобмоточные трансформаторы с расщепленной обмоткой — КиберПедия

Расщепленная обмотка состоит из 2-х самостоятельных, электрически не связанных частей.

СХЕМА

Вторичные обмотки 2 и 3 низшего напряжения размещаются на разных стержнях. Первичная обмотка 1 имеет две параллельные ветви, которые размещаются также на разных стержнях. Магнитная связь между обмотками 2 и 3 получается очень слабой. Передача энергии между обмотками почти полностью исключается, поэтому этот трансформатор можно рассматривать как 2 отдельных трансформатора. При нагружении 1-ой обмотки НН на стороне ВН будет нагружена только та часть первичной обмотки, которая находится на первом стержне с нагруженной обмоткой НН. Такой трансформатор может передавать энергию и в обратном направлении. В этом случае он имеет две первичные и одну вторичную обмотки. Номинальные напряжения U2 и U3 может быть одинаковыми и различными.

Если напряжения различны, будут разными и потоки Ф2≠Ф3.

Поток, равный разности этих потоков будет замыкаться в крайних стержнях магнитопровода.

Если магнитопровод трансформатора стержневой, то раз-ть потоков будет замыкаться через бак трансформатора и другие конструктивные части трансформатора. Это приведет к значительным потерям от вихревых токов, поэтому для трансформаторов с расщепленной обмоткой предпочтителен бронестержневой магнитопровод.

Преимуществом расщепленного трансформатора по сравнению с обычным является, что он имеет большее сопротивление к.з., так как в обычном трансформатор вторичная обмотка состоит из 2-х параллельных ветвей, каждая из которых имеет такое же сопротивление как одна из расщепленных обмоток. Эта особенность позволяет трансформаторам с расщепленной обмоткой ограничивать ток к.з.

Автотрансформаторы

Автотрансформатором называется трансформатор, который кроме магнитной связи имеет электрическую связь между обмотками. Автотрансформатор имеет 2 обмотки. Обмотку 1 с числом витков W1 и обмотку 2 с числом витков W2. Обмотка 1 подключается к сети с низшим напряжением. Обмотка 2 подключается к обмотке 1. Таким образом, чтобы ee напряжение U2 добавлялось в напряжение U и увеличивало его до напряжения U’.

СХЕМА

U’ – напряжение сети ВН. В отличии от обычного трансформатора вторичная обмотка контактирует и с высшим напряжением, поэтому она должна быть рассчитана на наибольшее напряжение U и U1. Изоляция этой обмотки должна выдерживать большое напряжение.

Коэффициент трансформации автотрансформатора:

Электромагнитные процессы в автотрансформаторе описываются с помощью уравнений напряжений и токов.



U1= — E1 + I1Z1

U2=E2 — I2Z2

I0=I1 + I2n12

U’=U1 + U2

Мощность в автотрансформаторе из первичной сети во вторичную передается частично электрическим путем.

S =Sэм + Sэл

Размеры трансформатора определяются только той мощностью, которая передается электромагнитным путем. Поэтому автотрансформатор при равной передаваемой мощности получается значительно меньше по размерам и дешевле чем трансформатор. В тоже время удорожается изоляция вторичной обмотки, это удорожание окупается уменьшением размеров автотрансформаторов, если коэффициент трансформации его находится в пределах от 1 до 2-х.

Автотрансформаторы широко используются для питания бытовых электроприборов и устройств автоматического управления. Такие автотрансформаторы имеют мощность до 1000 ВА. Автотрансформаторы применяются также в высоковольтных сетях для связи между системами с близкими значениями напряжений. Например: 110 и 220 кВ или 220 и 500кВ, 330 и 750кВ. Мощность таких автотрансформаторов достигает сотен МВА.

Автотрансформаторы чаще применяются как однофазные 2-х и 3-х обмоточные трансформаторы, так и 3-х фазные 2-х и 3-х обмоточные трансформаторы. Они имеют следующие схемы и группы соединения обмоток.

СХЕМА

Однофазный 2-х обмоточный

Однофазный 3-х обмоточный

Трехфазный 2-х обмоточный

Буквами Am, Bm, Cm обозначают выводы СН.

Недостатком автотрансформатора является очень большой ток к.з. При этом, чем ближе коэффициент трансформации к 1, тем больше токи к.з. При коэффициентах трансформации n>>1 автотрансформаторы могут быть опасны в отношении поражения электрическим током. При отсутствии заземления сети НН между проводами сети НН и землей появляется напряжение U’/2 за счет емкостных связей между проводами и землей. По этой причине применение автотрансформаторов при n>2 запрещено правилами техники безопасности.

 

Сварочные трансформаторы

Используются для электрической дуговой сварки. Один вывод вторичной обмотки трансформатора присоединяется к свариваемому изделию, 2-ой вывод к сварочному электроду. Между изделием и электродом возникает электрическая дуга, тепло которой расплавляет Me и позволяет выполнить «сварку плавлением». Сварочные трансформаторы понижают напряжение от 220 или 380В до 60-70В (это напряжение на х.х. трансформатора). В процессе сварки напряжение колеблется от максимального значения 60-70В до значений близких к 0. Сопротивление электрической дуги изменяется при перемещении руки сварщика. Если бы напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора незначительно зависело от нагрузки, как в обычном трансформаторе, то возникали бы резкие колебания тока во вторичной цепи и регулировать тепловыделение было бы невозможно. Поэтому сварочный трансформатор должен быть устроен так, чтобы при резком уменьшении сопротивления дуги ток в цепи увеличивался незначительно, произведение I2R, определяющее количество теплоты, оставалось бы на требуемом уровне.



Для ограничения тока увеличивают сопротивление вторичной обмотки трансформатора. При этом увеличивают не активное сопротивление обмотки, а индуктивное сопротивление рассеяния, так как увеличение активного сопротивления привело бы к возрастанию потерь энергии и к перегреву трансформатора.

Для регулирования величины сварочного тока величина индуктивности должна быть регулируемой. Индуктивное сопротивление рассеяния можно увеличить несколькими способами:

1. Увеличивают поток рассеяния. Для этого вводят в магнитопровод шунтирующий магнитопроводящий стержень, через него замыкается часть основного магнитного потока. Изменяя величину магнитного зазора в шунтирующем стержне, можно изменять магнитный поток рассеяния.

2. В цепь вторичной обмотки включают специальный дроссель с регулируемым воздушным зазором.

СХЕМА

3. Изменяют расстояние между первичной и вторичной обмотками. Благодаря увеличенному внутреннему сопротивлению сварочный трансформатор имеет крутопадающую внешнюю характеристику.

СХЕМА

Сварочный трансформатор выдерживает к.з., которые возникают при прикосновении электрода к сварочному шву. Как показывает внешняя характеристика, ток к.з. ограничен (до 500А). Вторичная обмотка рассчитана на длительное протекание такого тока. Мощность сварочных трансформаторов для ручной сварки до 30кВА, для автоматической сварки 100кВА и более. Для контактной электросварки выпускаются трансформаторы до 100 кВА при напряжении до 30В.


Двухобмоточный трансформатор

Схемы замещения трансформаторов

 
 

На ПС применяют двух, трехобмоточные трансформаторы, а также АТ.

1) Двухобмоточный трансформатор условно обозначается так:

Первичная обмотка со вторичной имеет только магнитную связь.

Имеет две обмотки и связывает сети двух напряжений.

 
 

2) Трехобмоточный трансформатор связывает сети 3-х напряжений, и обозначается:

3) Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН. Uнн1=Uнн2: Uнн1><Uнн2 – 6,10кВ обозначается:

 

Трансформаторы выполняются либо трехфазными, либо однофазными (три однофазных трансформатора на ПС составляют одну трехфазную трансформаторную группу).

 

Двухобмоточный трансформатор

Влияние трансформаторов на режим работы системы учитывается с помощью схемы замещения (Г-образной). Такая схема замещения (Г-образная) для одной фазы двухобмоточного трансформатора показана на рис.1,

 

где rТ=r1+rI2 – сумма активного сопротивления первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) активного сопротивления вторичной обмотки;

хТ=х1+хI2 – сумма индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и приведенного к ней (к первичной) индуктивного сопротивления вторичной обмотки.

rТ и хТназывают активным и индуктивным сопротивлениями трансформатора.

Проводимости gТ и вТ, определяют активную и реактивную слагающие намагничивающего тока трансформатора Im.

Активная составляющая этого тока обусловлена потерями мощности в стали трансформатора, а реактивная определяет магнитный поток взаимоиндукции обмоток трансформатора.

В схему включен идеальный трансформатор, не имеющий сопротивлений и магнитных потоков рассеяния. Соотношение напряжений на его зажимах постоянно и определяется коэффициентом трансформации реального трансформатора в режиме холостого хода.

 

Обычно идеальный трансформатор в схемах замещения опускается, и расчеты выполняются к приведенным величинам вторичного напряжения UI2 и тока II2 (см. рис.2 упрощенная схема замещения).

 
 

При U£220кВ ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода.

где DРхх+jDQхх – потери мощности в стали или потери х.х.

 


Узнать еще:

Низкого напряжения

Энергетика Низкого напряжения

просмотров — 105

Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой

Двухобмоточные трансформаторы мощностью 25 и более МВ∙А выполняются с расщепленной обмоткой низшего напряжения. Условное обозначение на схемах показано на рис. 5.7.

В соответствии с принятой системой обозначений аббре-виатура трансформатора ТДРН-25000/110/10 расшифровывается: трансформатор трехфазный, двухобмоточный с расщепленной обмоткой низшего напряжения с принудительной цирку-ляцией воздуха и естественной циркуляцией масла и системой регулирования напряжения под нагрузкой. Номинальная мощность – 25000 кВ∙А, класс напряжения обмотки высшего напряжения – 110 кВ, низшего напряжения – 10 кВ.

 
 
Трансформаторы имеют трехлучевую схему замещения (рис. 5.8).

С достаточной для практики точностью такой трансформатор может рассматриваться как два независимых двухобмоточных трансформатора, которые питаются от общей сети.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой выполняются с соотношением мощностей обмоток 100 % / 50 % / 50 %. Откуда следует, что

Rнн1 = Rнн2 = 2 Rв. (5.4)

Опыт короткого замыкания выполняется при параллельном соединœении обмоток низшего напряжения. По полученным данным определяются общие активное и индуктивное сопротивления трансформатора:

и

В соответствии с условиями выполнения опыта короткого замыкания

; (5.5)

(5.6)

Подставив выражение (5.3) в (5.5), получим:

Rнн1 = Rнн2 = Rобщ и Rв = 0,5 Rобщ.

Для определœения индуктивных сопротивлений обмоток, нужно учитывать расположение обмоток на магнитопроводе, то есть влияние магнитных полей.

Так, для группы однофазных трансформаторов:

Хв = 0 и Хнн1 = Хнн2 = 2 Хобщ.

Для трехфазных трансформаторов при расположении обмоток одна над другой:

Хв = 0,125 Хобщ и Хнн1 = Хнн2 = 1,75 Хобщ.

Проводимости трансформатора с расщепленной обмоткой определяются аналогично тому, как и для двухобмоточного трансформатора.

Применение трансформаторов с расщепленными обмотками для раздельного питания секций низшего напряжения позволяет снизить ток короткого замыкания практически в два раза и обойтись во многих случаях без токоограничивающих реакторов.


Читайте также


  • — Низкого напряжения

    Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания К основным периодическим помехам в цепях постоянного тока относится переменная составляющая напряжения (пульсации) и кондуктивные помехи радиочастотного диапазона. К импульсным помехам в цепях постоянного тока… [читать подробенее]


  • — Низкого напряжения

    Помехи, связанные с возмущениями в цепях питания К основным периодическим помехам в цепях постоянного тока относится переменная составляющая напряжения (пульсации) и кондуктивные помехи радиочастотного диапазона. К импульсным помехам в цепях постоянного тока… [читать подробенее]


  • — УСТРОЙСТВ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

    УПРАВЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ Аппараты управления предназначены для уп­равления режимом работы электрооборудования и подразделяются на следующие виды: контакторы, пускатели, контроллеры, электрические реле… [читать подробенее]


  • — ЛЕКЦИЯ №7. КОММУТАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

    МОДУЛЬ №2. КОММУТАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ     Кнопки управления служит для коммутации низковольтных электрических цепей. Они бывают одноцепные и двухцепные с замыкающими и размыкающими контактами. В большинстве случаев кнопки делаются с… [читать подробенее]


  • — КОНСТРУКЦИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

    Предохранители с закрытыми разборными патронами без наполнителя серии ПР-2 (рис. 15-4) изготовляются на напряжение 220 В (габарит I) и напряжение 500 В (габарит II), на номинальные токи патронов 15 – 1000 А и плавких вставок 6 – 1000 А. Отключающая способность в зависимости от габарита и… [читать подробенее]


  • — КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

    а) Предохранители с гашением дуги в закрытом объеме. Предохранители на токи от 15 до 60 А имеют упрощенную конструкцию. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обойме 4 колпачком 5, которые является выходным контактом (рис. 11.2, а). Плавкая вставка 1 штампуется из цинка,… [читать подробенее]


  • — В. Дуга переменного тока в условиях отключения цепей низкого напряжения

    В установках низкого напряжения (до 1000 В)электрическое сопротивление столба дуги обычно бывает соизмеримым с сопротив­лением отключаемой цепи, а напряжение на дуге — с напряже­нием источника питания. В таких условиях уже нельзя пренебре­гать влиянием напряжения (и… [читать подробенее]


  • — Импульсные токи низкого напряжения и низкой частоты

    Лекция № 2 Импульсные токи низкого напряжения и низкой частоты. Высокочастотная электротерапия. Лечение ультразвуком. Старший преподаватель к.т.н. кафедры «Экологии» Абсеитов Е.Т. Латинское слово импульс означает – удар, толчок. Импульсный ток представляет… [читать подробенее]


  • — Автоматические выключатели низкого напряжения.

    Автоматические выключатели НН (до 1000 В) – это аппараты, предназначенные для автоматической защиты электрических цепей и оборудования от аварийных режимов (к.з., перегрузка, снижение напряжения, гашение магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях). … [читать подробенее]


  • — РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА СБОРНЫХ ШИНАХ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ

    7.1. Расчет силовых нагрузок производится на форме Ф636-92. 7.2. Для каждой подстанции суммируются итоговые расчетные величины КиРн, КиРнtgj и n, если nэ определяется по выражению /n, узлов питания, подключенных к сборным шинам низкого напряжения подстанции. По средневзвешенному… [читать подробенее]


  • Схематическое изображение трансформатора с разделенной обмоткой

    Исходная публикация

    Что касается важности моделирования короткого замыкания и пускового тока в трансформаторе с разделенной обмоткой, в этой статье представлена ​​новая нелинейная эквивалентная схема для нелинейного моделирования этого трансформатора. Эквивалентная схема расширена за счет нелинейных индуктивностей. Используя численный метод, индуктивность рассеяния и намагничивания …

    Мы изучаем нетрадиционные сверхпроводящие корреляции, вызванные одиночной изолированной магнитной примесью в обычном s-волновом сверхпроводнике.Из-за локального нарушения симметрии относительно обращения времени примесь вызывает нетрадиционную сверхпроводимость, которая является четной как в пространственной, так и в спиновой переменных, но нечетной при обращении времени. Мы получаем точный про …

    … В [24] были представлены новые линейные и нелинейные эквивалентные схемы, которые основаны на индуктивностях рассеяния для моделирования поведения многообмоточного трансформатора. Точный метод, основанный на подходе связанных цепей возбуждения, был также представлен для низкочастотного моделирования многообмоточных тяговых трансформаторов [28] .Кроме того, в [29] представлены исследования по оптимизации конструкции тягового трансформатора с разъемной обмоткой при нормальной нагрузке. …

    … Электромагнитное моделирование трехфазного трансформатора займет очень много времени, а в некоторых аспектах может оказаться невозможным. Принимая во внимание симметрию геометрии трансформатора, можно показать, что моделирование однофазного трансформатора не вызовет значительной ошибки при расчетах короткого замыкания [24,25, 28] . Поэтому в данном исследовании трансформатор будет смоделирован как однофазный трансформатор (рис.2). …

    … Шаг 1: Первым шагом в магнитном моделировании трансформатора является расчет тока обмоток. Для его расчета при различных условиях нагружения можно использовать схему замещения тягового трансформатора с разделенной обмоткой [25, 28] . Используя токи обмоток (и, следовательно, плотность тока обмоток), можно рассчитать распределение магнитного поля, а затем потери в проводниках обмоток. …

    Моделирование высокочастотных электромагнитных переходных процессов распределения напряжения и тока из-за электромагнитных переходных процессов имеет большое значение при проектировании трансформаторов.В этом исследовании представлены двухмерные и трехмерные конечно-элементы, связанные полевые цепи и модифицированная подробная модель для исследования высокочастотных электромагнитных переходных процессов в тяговых трансформаторах с расщепленной обмоткой. Предлагаемый подход со связанными полевыми цепями использует двухмерную модель конечных элементов, которая связана с внешней цепью, для анализа электромагнитных переходных процессов тягового трансформатора с расщепленной обмоткой. Кроме того, представлена ​​подробная модель трансформатора этого типа, и ее результаты сравниваются с представленной моделью связанных полевых цепей и полной трехмерной конечно-элементной моделью.После проверки представленных моделей они используются для анализа частотной характеристики тягового трансформатора с разделенной обмоткой.

    … Эти индуктивности очень важны для разработчиков трансформаторов и системных экспертов. Индуктивность утечки пары обмоток можно рассчитать по формуле (20) [25] . …

    … где, D mij — средний диаметр обмоток i и j, ∆ i — ширина обмотки i, ∆ ij — осевой зазор между обмотками i и j, hi — высота обмотки i. , h ij — радиальный зазор между обмотками i и j, а K rog-a / r — коэффициент Роговского [25] .Лучше спроектировать импедансы (а также индуктивности рассеяния) между плоскими (нижней и верхней) обмотками как можно более высокими. …

    … Для оптимизации трансформатора наименьшая стоимость рассматривается как целевая функция, заданная (25) , а ограничения накладываются как штрафной коэффициент. (26) где общая стоимость трансформатора с разделенной обмоткой (C t) представляет собой сумму производственных (проводники, изоляторы, железо и т. Д.) И эксплуатационных затрат (холостой ход и потери нагрузки)….

    Конструирование трансформатора с раздельной обмоткой — трудоемкая и сложная процедура. Принимая во внимание количество обмоток и их геометрию, невозможно легко определить конструктивные параметры трансформатора с раздельными обмотками для достижения приемлемой и недорогой схемы. Стоимость их изготовления и эксплуатации намного выше, чем у обычных двухобмоточных трансформаторов, и они могут подвергаться многомерным ограничениям. В конструкции трансформатора с разделенной обмоткой необходимо выбрать около двадцати параметров для достижения различных целей, таких как индуктивность утечки обмоток, повышение температуры четырех обмоток, потери холостого хода и нагрузки, размеры трансформатора, согласование обмоток и т. Д.В этой статье представлен новый гибридный алгоритм, основанный на оптимизации роя частиц (PSO) и улучшенном алгоритме Big Bang-Big Crunch (I-BB-BC) (названный PSO-IBB) для оптимизации (оптимального дизайна) разделения обмотка трансформатора. С помощью этого нового алгоритма извлекаются оптимальные планы и сравниваются с результатами, полученными с помощью алгоритмов PSO и I-BB-BC. Анализируя расхождение извлеченных результатов, видно, что предложенный гибридный алгоритм оптимизации PSO-IBB имеет хорошую производительность и может очень быстро достичь глобальных оптимумов.

    В настоящее время многообмоточные трансформаторы широко используются в энергосистемах, особенно в тяговых сетях и на металлургических предприятиях. Многообмоточные трансформаторы имеют особую геометрию. Они сталкиваются с серьезными проблемами и трудностями при проектировании по сравнению с обычными двухобмоточными трансформаторами. Учитывая важность потерь в обмотках (и выделяемого тепла), текущие исследования в первую очередь фокусируются на тепловых расчетах в этом типе трансформаторов, а также вводят получисловой метод электромагнитного анализа трансформатора тяговой системы с разделенной обмоткой.Комбинируя методы конечных элементов и аналитические методы, рассчитывается распределение потерь в обмотках из-за вихревых токов, и результаты моделирования подтверждаются с использованием экспериментальных результатов. Как показано, представленный получисловой метод представляет собой мощный метод электромагнитного моделирования и расчета потерь в обмотках трансформаторов с разделенной обмоткой. Также обсуждаются потери в обмотке трансформатора с разделенной обмоткой и сравниваются результаты с результатами для обычного двухобмоточного трансформатора. Наконец, в этой статье исследуется связь между потерями в обмотке и частотой.

    Моделирование высокочастотных электромагнитных переходных процессов и моделирование распределение напряжения и тока в многообмоточном тяговом трансформаторе обмотки очень важны из-за этих переходных волн. В настоящей статье в Помимо представления моделей конечных элементов, подход связанных полевых цепей предложен для моделирования высокочастотных электромагнитных переходных процессов в многообмотке. тяговый трансформатор. Предлагаемый метод использует двумерный конечный элемент. модели в сочетании с внешней схемой для моделирования электромагнитного переходного режима многообмоточного тягового трансформатора.После этого результаты представленных метода сравниваются с результатами, полученными из полного трехмерного конечного элементная модель, а также результаты детальной модели и результаты проверяются. Ну наконец то, проверенная высокочастотная модель используется для изучения импульсной характеристики трансформатор. Как показано, предлагаемый подход является простым и быстрым методом, а также имеет хорошая точность моделирования распределения импульсного напряжения в многообмотке обмотки тягового трансформатора.

    ::: SKM Power * Tools ::: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

    3 трансформатора обмотки

    Информация, представленная в этом руководстве по применению, предназначена для просмотра, утверждения, интерпретации и применения только зарегистрированным профессиональным инженером.SKM не несет никакой ответственности, связанной с использованием и интерпретацией этой информации.

    Воспроизведение этого материала разрешено при условии надлежащего подтверждения со стороны SKM Systems Analysis Inc.

    Введение

    В начале проекта у инженеров есть много вариантов выбора при разработке проекта системы распределения электроэнергии. Например, рассмотрим случай новой электростанции, состоящей из 2 генераторов.Для подключения генераторов к энергосистеме обычно рассматриваются три подхода к преобразованию. Самый простой подход — обслуживать оба генератора от одного двухобмоточного трансформатора, рис. 1а. Эта конструкция, как правило, характеризуется наименьшей стоимостью преобразования, но наивысшими возможными неисправностями на шине генератора. Второй подход заключается в поставке одного трансформатора для каждого генератора, рис. 1b. Эта конструкция решает проблему тока короткого замыкания, однако затраты на преобразование резко возрастают.Часто, чтобы уравновесить стоимость и проблемы тока короткого замыкания, инженеры выбирают трехобмоточные трансформаторы, рис. 1c.

    Термин «трехобмоточный трансформатор» может вводить в заблуждение, поскольку трехобмоточный трансформатор может иметь три или более обмоток внутри бака трансформатора. Фактически термин «3-обмотка» означает трансформатор с 3 наборами вводов, обозначенных H для первичной обмотки, X для вторичной и Y для третичной, см. Рис.2.
    Затем указываются импедансы клемм H-X, H-Y и X-Y в процентах на выбранной обмотке (обычно обмотки X), кВА. Инженер-проектировщик отвечает за определение полного сопротивления, необходимого для приложения. Допуск по сопротивлению ANSI для трехобмоточных трансформаторов составляет ± 10%, а не ± 7½% для двухобмоточных трансформаторов.

    Конфигурации обмоток трансформатора

    В промышленности используется несколько конфигураций обмоток, каждая из которых имеет собственные характеристики импеданса, о которых инженеры должны знать. Конструкция Слабо-связанной многослойной вторичной обмотки (LCSS) показана на рис. 3. Обратите внимание, что в этой конструкции на самом деле имеется четыре обмотки вокруг сердечника. Физически обмотка H разделена на две части, чтобы соответствовать высоте обмоток X и Y. Электрически обмотки h2 и h3 расположены параллельно внутри резервуара.Такой подход к проектированию используется для уравновешивания полей в обмотках H, когда вторичные поля неуравновешены из-за дисбаланса нагрузки или неисправности. Эта конструкция предназначена для равномерного и непрерывного обслуживания нагрузки через вторичные обмотки. Это не лучший выбор конструкции, если вторичные обмотки будут обслуживать несбалансированную нагрузку в течение длительного периода времени, например, один вторичный выключатель разомкнут.

    В этом случае при одинаковых емкостях обмоток X и Y и импедансах, выраженных на одной базе, выполняются следующие соотношения.
    Другой конфигурацией обмотки является конструкция Tightly-Coupled Stacked Secondary (TCSS), см. Рис. 4. В этом случае вторичная и третичная обмотки попеременно наматываются на сердечник. Полные сопротивления H-X и H-Y определены ранее. Импеданс X-Y имеет следующее соотношение.
    Это не лучший выбор конструкции для приложений, где возникают проблемы с высокими токами замыкания во вторичной и третичной обмотках.Эта конструкция чаще используется в приложениях для тяговых устройств и выпрямителей.
    Третий вариант — конструкция «низкий-высокий-низкий» (LHL), показанная на рис. 5. Опять же, импедансы H-X и H-Y такие, как определено ранее. Диапазон импеданса, доступный для обмоток X-Y, будет немного больше, чем у конструкции LCSS.
    Пример 1

    Рассмотрим новую распределительную систему 480 В, которая включает 3000 кВА нагрузки двигателя и 600 кВА другой немоторной нагрузки.
    Предположим, что все двигатели имеют Xd «0,15 Ом о.е. Коммунальные услуги рассчитаны на 13,8 кВ с мощностью короткого замыкания 600 МВА.
    Изучите следующие конфигурации конструкции.

    • Одиночный двухобмоточный трансформатор
    • Два двухобмоточных трансформатора
    • 3-обмоточный трансформатор с конструкцией LCSS
    • 3-обмоточный трансформатор конструкции TCSS
    • 3-обмоточный трансформатор конструкции LHL
    Для этого применения подходит общая мощность обмотки трансформатора 4000 кВА.Исходя из номинального первичного напряжения 13,8 кВ и стандартного BIL 110 кВ, для данного приложения предполагается типичное полное сопротивление 6%. В таблице 1 приведены номинальные параметры трансформатора, выбранные для каждой конфигурации.
    Результаты приведены в Таблице 2. Первоначальное обоснование выбора трехобмоточного трансформатора подтверждено. Одиночный корпус с двумя трансформаторами имеет самые высокие нагрузки на отказ при минимальных затратах на преобразование.Корпус трансформатора с двумя 2 обмотками имеет самую высокую стоимость трансформации. Один трехобмоточный трансформатор уравновешивает как ток короткого замыкания, так и затраты. Однако для поддержания низкого уровня неисправностей следует использовать трансформаторы конструкции LCSS или LHL.
    Результаты действительно указывают на своеобразное поведение по отношению к трехобмоточным трансформаторам.Обратите внимание на разницу между случаями 3 и 5. Полное сопротивление между вторичными и третичными цепями возрастает с 12% в случае 3 до 15% в случае 5, но характеристики неисправности отслеживаются наоборот. Чтобы понять эти результаты, необходимо более пристальное рассмотрение модели схемы.
    Модель схемы трехобмоточного трансформатора состоит из трех импедансов, соединенных звездой, см. Рис. 6. Уравнения 8, 9 и 10 необходимы для преобразования импедансов Z H-X, Z H-Y и Z X-Y в их эквиваленты Z H, Z X и Z Y.
    Эквивалентная схема, показанная на рис.6 точно представляет трансформатор с точки зрения полного сопротивления утечки, взаимных эффектов между обмотками и потерь нагрузки [1]. Возбуждающие токи и потери холостого хода не учитываются. Также обратите внимание, что нередки случаи, когда один из импедансов может быть отрицательным или нулевым!
    Пример 2

    Рассчитайте полное сопротивление обмотки для случаев 3 и 5, перечисленных в таблице 1, а затем проиллюстрируйте расчет имеющегося тока короткого замыкания на третичной шине, см. Рис.7. Для упрощения расчетов предположим все реактивное сопротивление.

    Решение

    Во-первых, преобразуйте системные импедансы в основание 2 МВА, 480 В.

    Z s-t ПРЕДЕЛЫ ИМПЕДАНСА

    Конструкция TCSS устанавливает нижний предел импеданса вторичной-третичной обмотки, а конструкция LHL устанавливает верхний предел.Теоретический верхний предел может быть рассчитан, если предположить, что в первичной обмотке трансформатора имеется бесконечная шина, при этом закорачивая вторичные и третичные клеммы (12).

    Z Thévenin = Z H + Z X II Z Y (12)

    Опять же, это предполагает равные мощности на обмотках X и Y со всеми импедансами, выраженными на одной базе. Пределы импеданса приведены в таблице 3.Результаты показывают, что максимальный верхний предел для Z X-Y примерно в 4 раза больше Z H-X. В этот момент импеданс Тевенина на закороченных вторичных и третичных клеммах приближается к нулю.

    Обратите внимание, когда Z X-Y > 4 Z H-X , результатом является общий отрицательный импеданс Тевенина, видимый за пределами бака трансформатора. Это невозможно.

    Пример 3

    Примените результаты, перечисленные в этом руководстве, к случаю трехобмоточного трансформатора из примера 1, но в этом случае предположите, что Z H-Y = Z H-X = 6.50% при одинаковой мощности на обмотках X и Y.

    • для Z X-Y = 0,65% (TCSS) соответствует SC кА на клеммах низкого напряжения 57,5 ​​кА
    • для Z X-Y = 13,0% (LCSS) соответствует SC кА на клеммах низкого напряжения 47,0 кА
    • для Z X-Y = 16,25% (LHL) соответствует SC кА на клеммах низкого напряжения 47,3 кА
    • для Z X-Y = 26.0% соответствует КЗ кА на выводах НН 56,2к
    Эти результаты показывают, что нет никакого практического преимущества в увеличении импеданса между вторичной обмоткой и третью, более чем в 2 раза превышающего импеданс между первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Поскольку более высокие импедансы приведут только к более высоким нагрузкам на неисправности и потерям.
    Ссылки
    • Справочник по передаче и распределению электроэнергии, ABB Power T&D Company, Роли, Северная Каролина, 1997.
    • Харлоу, Дж. Х., Electric Power Transformer Engineering, CRC Press, New York, 2004.
    назад к руководству по применению

    ▷ Трансформаторы с несколькими обмотками

    Посмотрите 7-ю статью Насира из его серии «Назад к основам» о трансформаторах! Не стесняйтесь присылать нам работы, свидетельства, личное мнение, обзоры или учебные пособия по почте.Мы будем рады опубликовать его здесь.

    Определение многообмоточного трансформатора

    Трансформатор с несколькими обмотками можно определить как трансформатор, в котором более одной первичной или вторичной обмотки соединены друг с другом в некотором особом типе конфигурации, чтобы обеспечить требуемые уровни выходного напряжения или управлять несколькими нагрузками на выходе.

    Это можно назвать одной из особых характеристик трансформатора, поскольку трансформаторы являются довольно универсальными устройствами, и обычно с ними необходимо выполнять очень сложные операции, а не управлять только одним выходом от одной первичной обмотки.

    Трансформаторы с множеством обмоток

    также известны как «Трансформаторы с множеством обмоток» или «Трансформаторы с множеством обмоток».

    Принцип многообмоточного трансформатора

    Принцип работы многообмоточного трансформатора точно такой же, как и у простого трансформатора, имеющего одну первичную обмотку и обеспечивающего магнитный поток на своей единственной вторичной обмотке на выходе. Если на входном выводе имеется более одной катушки, всем им будет подаваться переменное напряжение источника аналогичным образом, и они будут связаны через один и тот же железный сердечник с двумя или более вторичными катушками на выходе.Таким образом, переменный магнитный поток также будет создаваться во всех вторичных катушках, который в большинстве случаев одинаков по величине, и напряжение также может быть получено в соответствии с требованиями. Например, можно сделать многообмоточный повышающий трансформатор, а также понижающий трансформатор.

    Если мы хотим управлять более чем одним выходом, то есть если у нас есть несколько нагрузок, то трансформатор все равно можно подключить так, чтобы вторичная обмотка была разделена на несколько подобмоток, каждая из которых управляет независимой нагрузкой на концах.

    Здесь следует отметить то, что, поскольку все первичные обмотки соединены через общий железный сердечник со своими вторичными обмотками, то в соответствии с Законом взаимной индукции Фарадея каждая отдельная суб-катушка будет иметь одинаковое количество напряжений на виток. то есть его отношение витков первичной обмотки к вторичному по-прежнему будет равно отношению первичного напряжения к вторичному напряжению, как для обычного трансформатора.

    N P / N S = V P / V S

    Таким образом, каждая вторичная катушка производит напряжение, которое прямо пропорционально ее количеству витков, поскольку все катушки электрически изолированы и магнитно связаны друг с другом, а также с первичной катушкой.

    Как показано на рисунке выше, две отдельные первичные обмотки можно соединить последовательно друг с другом, чтобы получить более высокое первичное напряжение питания, или то же самое можно сделать на другом конце, соединив две отдельные вторичные обмотки последовательно с каждой. другой для достижения более высокого напряжения питания на выходе вместо двух отдельных небольших напряжений. Такие соединения будут называться последовательными соединениями обмоток.

    Точно так же две или более обмоток могут быть соединены параллельно для получения более низких напряжений, но более высоких токов, поскольку мы знаем, что напряжение при параллельном соединении остается тем же, но ток складывается.Помимо этих двух конфигураций, катушки могут использоваться, как показано на рисунке выше, для управления двумя отдельными цепями.

    Другая конфигурация нескольких обмоток — это трансформатор с центральным ответвлением, в котором только вторичная обмотка разделена на две обмотки точно в своей центральной точке, так что мы можем получить два равных и противоположных напряжения с центральной точкой, отмеченной как нейтраль. Таким образом, можно использовать ряд конфигураций для достижения желаемых уровней напряжения и тока или для управления несколькими выходными цепями.

    Следующий пост будет о трансформаторе двойного напряжения. Это особый тип трансформатора, который выдает на выходе два типа напряжения. В следующем посте мы рассмотрим его и увидим, как можно использовать трансформатор двойного напряжения.

    Насир.

    Преимущества трехобмоточного трансформатора перед двухобмоточным

    Трехобмоточный трансформатор можно рассматривать как два трансформатора в одном, и уровень короткого замыкания зависит от реактивного сопротивления связи между двумя вторичными обмотками.Например, два генератора, питающие одну общую шину, и только с одним трансформатором имеют наименьшие затраты на преобразование, но самый высокий уровень короткого замыкания на этой шине. Тот же самый генератор, каждый со своими трансформаторами, теперь дает самый низкий Icc, но самую высокую стоимость преобразования. С трехобмоточным трансформатором стоимость трансформации должна быть посередине между двумя предыдущими решениями, а уровень короткого замыкания будет зависеть от конструкции трансформатора.

    В приложениях, где две вторичные обмотки используются в силовых цепях и в выпрямителях, они обеспечивают высокую связь (и такое же напряжение), что увеличивает короткое замыкание во вторичных обмотках (конструкция «плотно связанной вторичной обмотки»).Для приложений, которые непрерывно обслуживают равные нагрузки в обеих вторичных цепях, более подходящей является конструкция со слабосвязанной многоярусной вторичной обмоткой. Но если нагрузки неуравновешиваются в течение длительного времени, такая конструкция не подходит. При меньшей связи между вторичными обмотками будет меньше короткого замыкания во вторичных обмотках. Существуют и другие аспекты проектирования, влияющие на более или менее неисправные обязанности и потери, которые очень хорошо представлены и обобщены в публикации SKM.

    Я видел ненагруженный третичный треугольник в трансформаторах типа «Y-Y-треугольник», с первичной обмоткой Y с глухозаземленной нейтралью.Первичная нейтральная точка Y на стороне ВН, как правило, должна быть надежно заземлена, чтобы обеспечить уровень короткого замыкания SLG, чтобы можно было отключить максимальную токовую защиту энергокомпании. Вторичная нейтральная точка Y на стороне среднего напряжения заземлена резистором (например, 400 А) для ограничения повреждений, вызванных неисправностью SLG на стороне потребителей. Только обмотки Y-Y могут привести к тому, что любой дисбаланс или наличие 3-й гармоники со стороны потребителя будет проходить на сторону высокого напряжения, если только не будет этой обмотки треугольника, которая улавливает этот дисбаланс нагрузки в виде циркулирующего тока в треугольнике.Таким образом, этот третичный дельта-фильтр работает как фильтр нулевой последовательности. Энергетические компании проводят исследования, в которых сравниваются преимущества и недостатки конструкции трансформатора такого типа с конструкцией треугольника Y. Бывают случаи, когда у третичной службы есть вспомогательные нагрузки подстанции.

    Орудие многообмоточный трансформатор с ответвлениями

    Количество обмоток с левой стороны

    Задает количество обмоток с левой стороны первичной обмотки трансформатора.По умолчанию 1 .

    Количество обмоток на правой стороне

    Задает количество обмоток на вторичной стороне (правой стороне) трансформатора. По умолчанию: 3 .

    Обмотка с резьбой

    Выберите без отводов (по умолчанию), если вы не хотите добавлять отводы к трансформатор. Выберите отводы на верхней левой обмотке , чтобы добавить отводы к первая обмотка первичной обмотки трансформатора.Выберите кранов сверху правая обмотка для добавления отводов к вторичной обмотке с правой стороны трансформатор. Количество ответвлений определяется числом Число ответвлений (равно с интервалом) параметр.

    Количество отводов (равномерно разнесенных)

    Этот параметр не активен, если параметр Обмотка с отводом установлен на без отводов . По умолчанию 2 .

    Если параметр Обмотка с отводом установлен на отводов на верхняя левая обмотка , вы указываете количество отводов, которое нужно добавить к первому обмотка с левой стороны.

    Если параметр Обмотка с отводом установлен на отводов на верхняя правая обмотка , вы указываете количество отводов, которое нужно добавить к первому обмотка с правой стороны.

    Насыщаемый сердечник

    Если выбрано, реализует насыщаемый трансформатор. См. Также параметр «Характеристика насыщенности » на вкладке «Параметры». По умолчанию очищено.

    Имитация гистерезиса

    Выберите для моделирования характеристики насыщения гистерезиса вместо однозначной кривая насыщения.Этот параметр доступен, только если Saturable core параметр выбран. По умолчанию очищено.

    Файл матрицы гистерезиса

    Параметр Файл матрицы гистерезиса включен, только если Имитация гистерезиса Выбран параметр .

    Укажите файл .mat , содержащий данные, которые будут использоваться для модель гистерезиса. Когда вы открываете Hysteresis Design Tool из Powergui, петля гистерезиса по умолчанию и параметры, сохраненные в гистерезис.mat . Используйте нагрузку кнопку инструмента «Дизайн гистерезиса», чтобы загрузить еще один файл .mat . Использовать Сохранить кнопку в инструменте проектирования гистерезиса, чтобы сохранить модель в новом .mat файл.

    Измерения

    Выберите Напряжение обмотки , чтобы измерить напряжение на клеммы обмотки блока Saturable Transformer.

    Выберите Токи обмотки , чтобы измерить протекающий ток через обмотки блока Saturable Transformer.

    Выберите Flux и ток возбуждения (Im + IRm) для измерения потока связь, в вольт-секундах (В.с), и полный ток возбуждения, включая потери в стали. модель Rm.

    Выберите Магнитный поток и ток намагничивания (Im) для измерения потокосцепление в вольт-секундах (В.с) и ток намагничивания в амперах (А), а не включая потери в стали, смоделированные Rm.

    Выберите Все измерения (V, I, Flux) для измерения обмотки напряжения, токи, токи намагничивания и потокосцепление.

    По умолчанию Нет .

    Поместите блок мультиметра в вашу модель, чтобы отображать выбранные измерения во время моделирование.

    В списке доступных измерений Блок мультиметра, измерения обозначаются меткой, за которой следует имя блока.

    Измерение

    Наклейка

    Напряжение обмотки

    U_LeftWinding_1: U_Tap 21: U_RightWinding_1:

    Токи обмоток

    I_LeftWinding_1:
    I_TapWinding_2.1: I_RightWinding

    c

    Ток намагничивания

    Изображение:

    Потоковая связь

    Поток:

    Расчеты 900
    Спасибо, что посетили одну из наших самых популярных классических статей.Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей «Расчеты трансформатора
    ».

    Названия конфигураций трансформатора, такие как «треугольник» и «звезда», происходят от способа соединения обмоток внутри трансформатора. Эти соединения определяют поведение трансформатора, а также определяют методы расчета, необходимые для правильного применения данного трансформатора.

    Трансформаторы, соединенные треугольником, имеют обмотки трех однофазных трансформаторов, соединенных последовательно друг с другом для образования замкнутой цепи.Линейные провода подключаются к блоку, где встречаются два однофазных трансформатора. Эта конфигурация получила свое название, потому что на электрическом чертеже она выглядит как треугольник (греческий символ Δ для буквы «дельта»). Многие называют это системой с высокой ветвью, потому что напряжение между линией 2 и землей выше, чем на других ветвях. Например, трансформатор дельта 120 В будет иметь ножку 208 В.

    Рис. 1. Важно отметить, что линейный ток от дельта-трансформатора не равен фазному току.В этом примере линейный ток составляет 87 А, а фазный ток - 50 А.

    Токовый трансформатор треугольника. В трансформаторе треугольника линейный ток не равен фазному току (как в трансформаторе звезды). Поскольку каждая линия трансформатора с конфигурацией треугольником подключена к двум фазам трансформатора, линейный ток от трехфазной нагрузки будет больше, чем фазный ток, на квадратный корень из 3. Обратите внимание на следующие формулы:

    I Линия = I Фаза × √3

    I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

    I Фаза = I Линия ÷ √3

    I Фаза = VA Фаза ÷ E Фаза

    Инжир.2. Вы можете использовать ту же формулу, чтобы найти как первичный, так и вторичный ток линии.

    Если вы вставите несколько цифр, вы сможете более четко увидеть влияние дельта-конфигурации на токи. Давайте попробуем это с трехфазной нагрузкой 240 В, 36 кВА ( Рис. 1, выше).

    Сначала давайте решим линейный ток (общая мощность сети = 36 кВА).

    I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

    I Линия = 36000 ВА ÷ (240 В × √3)

    I Строка = 87A

    Теперь давайте решим фазный ток (фазная мощность = 12 кВА на обмотку).

    I Фаза = VA Фаза ÷ E Фаза

    I Фаза = 12000 ВА ÷ 240 В = 50 А

    Вы также можете найти линейный и фазный токи, используя две другие формулы, показанные выше.

    I Линия = I Фаза × √3

    I Линия = 50A × 1,732 = 87A

    I Фаза = I Линия ÷ √3

    I Фаза = 87A ÷ 1,732 = 50A

    Мы также можем использовать формулу: I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3).Например, каков ток вторичной обмотки для трехфазного дельта-трансформатора от 480 В до 240/120 В, 150 кВА (, рис. 2, )? Ответ найден следующим образом:

    I Строка = VA Строка ÷ (E Строка × √3)

    I Линия = 150,000 ВА ÷ (240 В × 1,732) = 360 А

    Рис. 3. При вычислении фазного тока не забудьте разделить общую мощность трансформатора в кВА на 3.

    Вы можете рассчитать фазный ток обмотки трансформатора, соединенного треугольником, разделив фазу VA на фазное напряжение: I Phase = VA Phase ÷ E Phase .Фазная нагрузка в ВА трехфазной нагрузки 240 В - это линейная нагрузка, деленная на три (одна треть нагрузки на каждую обмотку). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 240 В - это линейная нагрузка (все на одной обмотке). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 120 В - это линейная нагрузка (все на одной обмотке).

    Давайте посмотрим на другой пример проблемы. Каков ток вторичной фазы для трехфазного дельта-трансформатора от 480 В до 240/120 В, 150 кВА ( рис. 3, выше)?

    Мощность фаз = 150,000 ВА ÷ 3 на фазу

    Фазная мощность = 50 000 ВА на фазу

    I Фаза = 50,000 ВА ÷ 240 В

    I Фаза = 208A

    Чтобы лучше понять, что происходит в дельта-системе, попробуйте запустить эти числа с нагрузкой 10 А, а затем с нагрузкой 75 А.

    Рис. 4. На этой схеме показана балансировка трансформатора. Для простоты максимальная токовая защита для этих цепей не показана.

    Балансировка трансформаторов треугольником. Чтобы правильно рассчитать трансформатор треугольник / треугольник, фазы (обмотки) трансформатора должны быть сбалансированы. Вы можете сделать это в два этапа:

    Шаг 1 . Определите номинальную мощность в ВА всех нагрузок.

    Шаг 2 . Разбалансируйте нагрузки на обмотках трансформатора следующим образом:

    • Трехфазные нагрузки: одна треть нагрузки на каждой из фаз.

    • Однофазные нагрузки 240 В: 100% нагрузки на фазе A или B. Вы можете поместить часть однофазной нагрузки 240 В на фазу C, когда это необходимо для баланса.

    • Нагрузки 120 В: 100% нагрузки на C1 или C2.

    Для определения размеров щитка и его проводов необходимо уравновесить нагрузки в амперах. Зачем балансировать панель в амперах? Почему бы не взять ВА по фазе и не разделить на фазное напряжение? Поскольку линейный ток трехфазной нагрузки рассчитывается по следующей формуле:

    I Строка = VA ÷ (E Строка × √3)

    I Строка = 150,000 ВА ÷ (240 В × 1.732) = 208 А на строку.

    Если вы возьмете мощность линии 50 000 ВА и разделите ее на одно линейное напряжение 120 В, вы получите неверный линейный ток 50 000 ВА ÷ 120 В = 417 А.

    Расчет трансформатора треугольником. Рассмотрите этот метод в следующий раз, когда будете определять параметры трансформаторов, подключенных по схеме треугольника, где большинство нагрузок являются линейными. После того, как вы сбалансируете трансформатор, подберите его в соответствии с нагрузкой каждой фазы. Измерьте трансформатор «C», используя в два раза большее значение из «C1» или «C2».Трансформатор «C» на самом деле представляет собой единый блок. Если одна сторона имеет большую нагрузку, эта сторона определяет размер трансформатора.

    Обратитесь к этой разбивке нагрузки по фазам для решения практической задачи ниже.

    Давайте попробуем еще одну практическую задачу, чтобы закрепить эти концепции. Какой типоразмер трансформатора от 480 В до 240/120 В требуется для следующих нагрузок: одна трехфазная тепловая пластина 240 В, 36 кВА; две трехфазные нагрузки 240 В, 10 кВА; три нагрузки 120 В, 3 кВА, однофазные ( Рис. 4 )?

    (а) три однофазных трансформатора по 25 кВА

    (b) один трехфазный трансформатор 75 кВА

    (c) a или b

    (d) ничего из вышеперечисленного

    Фазная обмотка A = 22кВА

    Фазная обмотка B = 22кВА

    Фазная обмотка C = (12 кВА C1 × 2) = 24 кВА

    Ответ: (c), a или b.Для этой нагрузки можно использовать один однофазный трансформатор 75 кВА или три трансформатора по 25 кВА.

    Теперь, когда вы понимаете основы расчета трансформаторов и особенности расчетов дельта-трансформаторов, вы сможете правильно рассчитать дельта-трансформаторы, когда большинство нагрузок являются линейными. Трансформаторы дельта-дельта чаще всего встречаются в специальных приложениях. Наиболее распространенная конфигурация - треугольник-звезда. В случае трансформатора треугольник-звезда теперь вы знаете, как определить размер первичной обмотки.После выхода статьи в следующем месяце, в которой будут рассмотрены расчеты трансформатора со звездой, вы сможете определить размер любой комбинации трансформаторов с треугольником и звездой.

    Боковая панель: знайте свои термины

    Чтобы избежать путаницы с расчетами трансформатора, важно иметь твердое представление о некоторых основных концепциях ( рис. 5, ниже). Как только вы освоите эти термины, вы должны быть готовы взяться за все типы расчетов трансформатора.

    Рис. 5. Знание параметров трансформатора является ключом к правильным расчетам.

    Линия - Незаземленный (токоведущий) провод (и).

    Линейный ток - Ток на незаземленных проводниках (B1 и B2 в рис. 6 ). В системе треугольника линейный ток больше фазного тока на квадратный корень из 3, что составляет примерно 1,732). В звездообразной системе линейный ток равен фазному току.

    Линейное напряжение - Напряжение между любыми двумя линейными (незаземленными) проводниками (A1 и A2 на рис. 6 ).В схеме треугольника линейное напряжение равно фазному напряжению. Но у дельта-системы есть и высокая ножка.

    Рис. 6. Основные показания напряжения и тока в системе треугольник / треугольник.

    Фазный ток - Ток, протекающий через обмотку трансформатора (D1 и D2 в рис. 6 ). В треугольной системе фазный ток меньше линейного тока на квадратный корень из 3. В звездообразной системе фазный ток равен линейному току.

    Фазная нагрузка - Нагрузка на обмотку трансформатора.

    Фазное напряжение - внутреннее напряжение трансформатора, генерируемое на одной обмотке трансформатора. Для вторичной обмотки треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению. В звездообразной системе фазное напряжение меньше линейного напряжения на квадратный корень из 3 (A2 и C2 в рис. 6 ).

    Коэффициент - число витков первичной обмотки, деленное на число витков вторичной обмотки.

    Несимметричная нагрузка (ток нейтрали) - Нагрузка на вторичных заземленных (нейтральных) проводниках.

    Вторичное напряжение - обзор

    6.3.2 Промежуточные трансформаторы напряжения

    Точность трансформатора напряжения - не единственный источник ошибок вторичного напряжения. Это также происходит из-за сопротивления проводов (см. Раздел 6.3.4 этой главы). Сумма этих двух ошибок во входящем и текущем питании не будет одинаковой на синхронизирующем оборудовании, особенно если длина соединительных кабелей и, следовательно, сопротивление проводов значительно различаются. Очевидно, что для целей синхронизации важно, чтобы погрешности в измеренных напряжениях были как можно меньше.Однако есть еще одна причина, почему это важно, если два источника питания будут электрически соединены. Несмотря на то, что прямое соединение вторичных обмоток ТН не допускается, с профилактическими мерами, предпринимаемыми внутри и снаружи синхронизирующего оборудования, остается небольшой риск того, что это может произойти из-за неисправности или скрытой цепи. В этом случае трансформатор с более высоким из двух вторичных напряжений будет способствовать нагрузке трансформатора с более низким вторичным напряжением так же, как силовые трансформаторы разделяют нагрузку параллельно.Если разница напряжений мала, это состояние, вероятно, останется незамеченным при нормальной работе с предохранителями. Могут возникнуть сложности с защитой, измерением и т. Д., В которых могут быть задействованы и другие схемы.

    Чтобы уменьшить ошибку напряжения во входящем и работающем источниках питания, промежуточный трансформатор напряжения (который также обеспечивает гальваническую развязку постоянного тока) установлен между вторичной обмоткой ТН и синхронизирующим оборудованием, как показано на рис. 12.22. Предусмотрены ответвления, чтобы облегчить определенную регулировку напряжения на месте.При номинальном системном напряжении каждое промежуточное ответвление ТН выбирается так, чтобы показывать 63,5 В ± 1% на синхронизирующем оборудовании с переключателем как в открытом, так и в закрытом состоянии. В схеме выбора напряжения это включает в себя каждый альтернативный источник питания.

    РИС. 12.22. Упрощенное расположение промежуточных трансформаторов напряжения

    Промежуточные трансформаторы напряжения имеют соотношение между первичной и вторичной обмотками 110 / 63,5 В (63,5 / 63,5 В при напряжении передачи) и имеют минимальную номинальную мощность 25 ВА с максимальным пределом 50 ВА, за исключением при напряжении передачи, когда оно снижается до 36 ВА.Однако предпочтительно, чтобы во всей схеме синхронизации использовался единый рейтинг по причинам взаимозаменяемости. Регулировка напряжения осуществляется с шагом 0,5 В в диапазоне от 0 до +5 В выше номинального вторичного напряжения. Отводы могут быть разделены между первичной и вторичной обмотками, если это удобно. Трансформаторы в целом соответствуют BS3941 [2] класс точности 1.0; т. е. процентная погрешность напряжения ± 1%, сдвиг фаз ± 40 минут, при любом напряжении от 80% до 120% номинального напряжения и с нагрузками от 25% до 100% от номинальной нагрузки при коэффициенте мощности 0.8 с запаздыванием, за исключением того, что диапазон погрешности напряжения составляет от 5% до 100% номинальной нагрузки при единице pf. Чтобы исключить насыщение в условиях перенапряжения, точка перегиба трансформатора не должна быть меньше трехкратного номинального напряжения. В качестве дополнительной меры безопасности между первичной и вторичной обмотками устанавливается заземленный электростатический экран.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *