2.4.2. Параметры и схемы замещения трансформаторов

Передачу электроэнергии на большие расстояния в основном осуществляют на повышенном (35–750 кВ) напряжении. Распределение электроэнергии выполняют сетями 6–35(110) кВ. Электропотребителей подключают к сетям более низких напряжений (0,22–10 кВ). Для соответствующих преобразований (трансформаций) напряжений, а также связи электрических сетей различных классов напряжений и распределения электроэнергии используют силовые трансформаторы и автотрансформаторы однофазного и трехфазного исполнений.

Если в некотором узле сети потребляемую мощность удается распределить используя одну ступень напряжения, то подстанция в этом узле выполняется с двухобмоточными трансформаторами. Если потребители существенно отличаются по мощности и удалены друг от друга. То и питание может оказаться целесообразнее осуществлять с использованием двух ступеней пониженного напряжения с трехобмоточными трансформаторами. В сетях высокого и сверхвысокого напряжений используют автотрансформаторы. Трансформаторы и автотрансформаторы являются важными элементами электрических сетей. Их параметры необходимо учитывать при анализе режимов работы сети.

Двухобмоточные трансформаторы. Графическое изображение двухобмоточного трансформатора, используемое в схемах электрических сетей, показано на рис. Первичным напряжением U₁ считается напряжение со стороны пистания трансформатора, вторичным U₂ – напряжение со стороны нагрузки S = P + jQ. Соответственно и обмотки трансформатора называются первичной и вторичной. Стрелка, перечеркивающая обозначение трансформатора, показывает, что трансформатор имеет устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Отсутствие такой стрелки означает переключение без возбуждения (ПБВ), т.е. регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмоток возбуждения после отключения трансформатора от сети.

3. Режимы сетей передачи и распределения электроэнергии

3.1. Расчеты режимов разомкнутых сетей с одним источником питания

3.2. Методы расчета режимов замкнутых сетей

лабораторный практикум

Лабораторная работа №1. Моделирование простейших электрических цепей в программном обеспечении схемотехнической САПР

Цель: Исследование сдвига фаз, активной и реактивной мощности в цепях с активным и реактивным сопротивлением.

Программное обеспечение: CircuitMaker.

Теоретические сведения: см. раздел 1 начиная с определения активной мощности P(t) по формуле (1) и до Error: Reference source not found.

Время выполнения: 2 часа.

Ход выполнения работы

Дано: две схемы простейших участков электрических цепей с различными значениями активных и реактивных сопротивлений, а также параметры работы генератора переменного напряжения (см. Варианты индивидуальных заданий). Все пункты хода выполнения работы выполняются для каждой из схем.

1. Создать модель схемы в пакете схемотехнического моделирования CircuitMaker. Получить на интервале времени, равном периоду синусоидальных колебаний тока (напряжения), осциллограммы тока i(t), напряжения u(t) и мгновенной мощности p(t).

2. Измерить действующие значения напряжения U и тока I с использованием мультиметров. Определить амплитудные значения напряжения U_m, тока I_m и мгновенной мощности P_m по осциллограммам с использованием измерительных курсоров. Если в схеме имеет место сдвиг фаз, определить с использованием измерительных курсоров задержку (опережение) по времени  тока по сравнению с напряжением и рассчитать сдвиг фаз  с учетом знака. Результаты занести в таблицу.

3. Результаты выполнения работы по пунктам 1–2 и выводы занести в отчет. Правила оформления отчета – см. Введение в курс.