1.2. ПАРАМЕТРЫ И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОНИЖАЮЩИХ ПОДСТАНЦИЙ 1.2.1. ПОДСТАНЦИИ С ДВУХОБМОТОЧНЫМИ ТРАНСФОРМАТОРАМИ На понижающих подстанциях 35…330 кВ устанавливаются трёх-фазные двухобмоточные трансформаторы, имеющие устройство авто-матического регулирования коэффициента трансформации без отклю-чения трансформатора от сети (под нагрузкой). Кратко они называют-ся трансформаторами с устройством РПН, где аббревиатура рас-шифровывается как «регулирование под нагрузкой». Принципиальная схема такого трансформатора показана на рис. 1.1, а, где стрелка символизирует наличие РПН в нейтрали обмотки высокого напряжения (U1). Вторая стрелка здесь является символом нагрузки S2 на шинах низшего напряжения (U2). Рис. 1.1. Двухобмоточный трансформатор с РПН в принципиальной схеме сети (а), его полная (б) и упрощённая (в) схемы замещения Активная мощность, потребляемая трансформатором в опыте короткого замыкания, практически целиком расходуется на нагрев его обмоток. Потери в стали при этом ничтожны из-за малости приложенного напряжения, поэтому можно считать, что в опыте короткого замыкания 2 2 Pк ≈ 3Iном rт = (Sт.ном /Uв.ном ) rт . Отсюда вытекает выражение для определения активного сопротивле-ния одной фазы трансформатора: r = PU т 2 /S к в. ном 2 . (1.1) т. ном Напряжение короткого замыкания Uк складывается из двух составляющих: падения напряжения в активном (Uк.а ) и реактивном (Uк. р ) сопротивлениях короткогозамыкания от (КЗ), тока, протекающего причём в в современных режиме крупных трансформаторах первое слагаемое составляет лишь небольшую долю от второго, так как в таких трансформаторах rт << xт . Пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении трансформатора, можно считать. U =U ∗к откуда ∗к. р = 3I в. ном 2 x =U U т ∗к в.ном x /U т /S в. ном . , (1.2) т.ном Проводимости g т и bт схемы замещения трансформатора опре-деляются по результатам опыта холостого хода, в котором при разомкнутой вторичной обмотке к первичной обмотке трансформатора подводится номинальное напряжение. Как следует из схемы замещения трансформатора, ток и соответствующая мощность, потребляемая трансформатором в этом режиме, определяются параметрами цепи намагничивания. Намагничивающая мощность Qx обычно принимается равной полной мощности потерь холостого хода трансформатора P малости потерь активной мощности Qx ≈ S x . Так как I∗x = то Ix I ном x = ном Sx в.ном 3I U = в.ном Q =I S ∗x x в сравнении с x 3I U S т.ном S x ввиду т.ном . ≈ Qx , т.е. Q x S , т.ном 1.5) Обратим внимание на то, что значения сопротивлений и прово-димостей, определённые по формулам (1.1) – (1.4), приведены к сторо-не ВН трансформатора. Передача мощности через трансформатор всегда Пот сопровождается потерями мощности в активном и ери реактивном сопротивлениях обмо-ток, а также потерями, связанными с намагничиванием стали. Потери, мощност возникающие в обмотках, зависят от протекающего по ним и могут тока; поте-ри, идущие на намагничивание, определяются быть приложенным напряже-нием и в первом приближении найдены могут быть приняты неизменными и равными потерям и холостого хода. Суммарные потери мощности в непосред соответствии со схемой рис. 1.1, в могут быть вычислены ственно по как катало 2 2 P +Q жным ′ (1.6) Pт = 3(I2 )rт + Px = ′ 2 rт + Px , парамет (U 2 ) рам P2 + Q2 трансфо ′ рматоров (1.7) Qт = 3(I2 )xт + Px = ′ 2 x т + Qx . без (U 2 ) предвари ′ В тех случаях, когда напряжение U 2 неизвестно, его принимают тельного равным номинальному напряжению сети (Uном ) той вычисле ния ступени, к кото-рой приведены сопротивления rт и xт . сопротив При параллельной работе nт одинаковых лений rт трансформаторов их эквивалентное сопротивление уменьшается в nт раз, тогда как потери на намагничивание и xт . Действит увеличиваются в nт раз. При этом ельно, 2 2 подставл P + Q P = 1 r +n яя в (1.8) 2 (1.8) P , т∑ т т n (U ′ ) x 2 т 2 2 2 2 2 2 Q и (1.9) выражения (1.1) и (1.2) для rт и xт , соответственно, получим P ≈ т∑ ≈ Q Uв2.ном nт Uном2 Pк Sт2.ном + nт Px , S 1 2 2 случае (1.8а) 2 Uв .ном U +n 2 ∗к S nт Uном т.ном т∑ В общем S2 2 1 Q т . (1.9а) x номинальное напряжение обмотки ВН (Uв.ном ) отличается от номинального напряжения соответствующей сети (Uном ) в бóльшую сторону (Uв.ном ≥ Uном ). Если пренебречь этим отличием, то получим более простые, но вместе с тем и ещё бо-лее приближённые выражения для суммарных потерь в трансформато-рах подстанции. При этом из (1.8а) и (1.9а) с учётом формулы (1.5) будем иметь 1 P ≈ т∑ Q т∑ ≈ nт 1 U P S2 2 2 к Sт .ном + nт Px , S2 т +n I S т ∗x т.ном ∗к n S (1.8б) 2 т.ном . (1.9б)
