Трёхобмоточный трансформатор

На электрических схемах трёхобмоточный трансформатор представляется следующим образом (рис. 5.5):

В соответствии с принятой системой обозначений аббревиатура трансформатора ТДТН-25000/110/35/10 расшифровывается: трансформатор трёхфазный, трёхобмоточный с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла и системой регулирования напряжения под нагрузкой. Номинальная мощность – 25000 кВ∙А, класс напряжения обмотки высшего напряжения – 110 кВ, среднего напряжения – 35 кВ, низшего напряжения – 10 кВ.

Обмотки трёхобмоточного трансформатора могут иметь различные мощности. За номинальную мощность трансформатора принимается мощность, равная наибольшей из мощностей его обмоток. На эту мощность трансформатор рассчитывается по условиям нагрева.

Трансформаторы выполняются со следующим исполнением обмоток –
100 % / 100 % /100 %, 100 % / 100 % / 66,7 % и 100 % / 66,7 % / 66,7 %.

В расчётах трёхобмоточный трансформатор представляется схемой замещения в виде трёхлучевой звезды (рис. 5.6).

Все сопротивления в схеме приведены к напряжению высшей обмотки.

Для определения параметров схемы замещения трёхобмоточного трансформатора нужно выполнить один опыт холостого хода и три опыта короткого замыкания. Из опыта холостого хода определяются данные для расчёта активной и реактивной проводимостей. Они рассчитываются по тем же формулам, что и для двухобмоточного трансформатора.

Опыты короткого замыкания выполняются следующим образом – одна обмотка закорачивается, вторая находится на холостом ходу, а на третью обмотку подаётся напряжение короткого замыкания. В результате опытов определяют следующие паспортные данные:

· при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны обмотки высшего напряжения – U_{к вн}, ∆Р_{к вн};

· при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны обмотки среднего напряжения – U_{к сн}, ∆Р_{к сн};

· при закороченной обмотке среднего напряжения и питании со стороны обмотки высшего напряжения – U_{к вс}, ∆Р_{к вс}.

Учитывая условия проведения опытов, можно записать следующие системы уравнений:

Решая первую систему уравнений, определяем значение напряжения короткого замыкания каждой обмотки:

Одно из значений напряжений короткого замыкания значительно меньше двух других по абсолютной величине. Чаще всего это U_{к с} или U_{к сн}. Это объясняется конструктивным исполнением трансформатора. Обмотки на магнитопроводе трансформатора располагаются концентрически. Поэтому магнитное поле обмотки, которая находится между двумя другими обмотками, практически полностью компенсируется магнитными полями этих обмоток. В практических расчётах величина U_к этой обмотки принимается равной нулю.

Индуктивные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:

Решая первую систему уравнений, определяем значение потери активной мощности в каждой обмотке:

Активные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:

Очень часто в справочной литературе приводится только одно значение ∆Р_к, определённое из опыта короткого замыкания, выполненного для наиболее мощных обмоток. Обычно это ∆Р_{к вс}. Потери мощности в каждой обмотке определяются с учётом соотношения номинальных мощностей обмоток при решении следующей системы уравнений:

Потери активной мощности в обмотке низшего напряжения рассчитываются из любого из соотношений:

или

При соотношениях мощностей обмоток 100 % / 100 % / 100 %

∆Р_{к в} = ∆Р_{к с} = ∆Р_{к н} = 0,5 ∆Р_{к вс},

а при соотношении 100 % / 100 % / 66,7 % –

∆Р_{к в} = ∆Р_{к с} = 0,5 ∆Р_{к вс}; ∆Р_{к н} = 1,5 ∆Р_{к в}.