15. Схема замещения трехобмоточного трансформатора для расчета режима электрической сети.
Трехобмоточным называется трансформатор, у которого имеется 3 обмотки: высшего, среднего и низшего напряжений. Условное обозначение показано на рисунке 15.1, а схема замещения – на рисунке 15.2. Обозначения на рисунках: Uв, Uс, Uн – соответственно высшее, среднее и низшее напряжения; Rв, Rс, Rн – активные сопротивления обмоток соответственно высшего, среднего и низшего напряжений, приведенные к высшему напряжению; Хв, Хс, Хн – индуктивные сопротивления обмоток; kтрвс – коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону среднего напряжения; kтрвн – коэффициент трансформации со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения.
В отличие от двухобмоточных, у трехобмоточных трансформаторов производится не один, а три опыта короткого замыкания.
Опыт №1: обмотка низшего напряжения размыкается, обмотка среднего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и среднего напряжений. Оно выражается в процентах от номинального напряжения трансформатора и обозначается Uквс%. Как и у двухобмоточных трансформаторов, в данном опыте фиксируется потребляемая трансформатором активная мощность. Она называется потерями короткого замыкания в обмотках высшего и среднего напряжений и обозначается ΔРквс.
Опыт №2: обмотка среднего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку высшего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток высшего и низшего напряжений и обозначается Uквн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются ΔРквн.
Опыт №3: обмотка высшего напряжения размыкается, обмотка низшего напряжения замыкается накоротко, а на обмотку среднего напряжения подается такое напряжение, чтобы в трансформаторе протекали номинальные токи. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания обмоток среднего и низшего напряжений и обозначается Uксн%. Соответствующие потери короткого замыкания обозначаются ΔРксн.
У трехобмоточных
трансформаторов все три обмотки
выполняются одинаковой мощности. Поэтому
потери короткого замыкания и активные
сопротивления обмоток одинаковы.
Поскольку
,
то
.
Тогда
,
(15.1)
где Sном – номинальная мощность трансформатора, МВА;
Uв,ном – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;
Рxx(1) – активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;
nт – число трансформаторов.
Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора (по аналогии с двухобмоточным) равны
,
(15.2)
где под i понимаются индексы в, с или н;
Uкi% – напряжение короткого замыкания в i-й обмотке, выраженное в процентах от номинального напряжения.
Выражения для расчета величин Uкв%, Uкс% и Uкн%:
,
(15.3)
,
(15.4)
.
(15.5)
Потери холостого хода трехобмоточных трансформаторов определяются так же, как у двухобмоточных трансформаторов.
,
,
(15.6)
где Рxx(1) – активные потери холостого хода одного трансформатора, кВт;
Номинальные коэффициенты трансформации равны
,
,
(15.7)
где Uв,ном – номинальное высшее напряжение трансформатора, кВ;
Uс,ном – номинальное среднее напряжение трансформатора, кВ;
Uн,ном – номинальное низшее напряжение трансформатора, кВ.