Сопротивления, проводимости и схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов

Двухобмоточный
трансформатор можно представить Т-образной схемой замещения. Ток
в проводимостях трансформатора очень мал (порядка нескольких процентов
от его номинального тока), поэтому при расчетах электросетей районного
значения обычно используют Г-образную схему замещения трансформатора, в которой проводимости приключают к зажимам первичной обмотки трансформатора — к обмотке высшего напряжения для понижающих трансформаторов и к обмотке низшего напряжения для повышающих трансформаторов …

Двухобмоточный трансформатор можно представить Т-образной схемой замещения (рис. 1,а), где rт и хт— соответственно активное и индуктивное сопротивления обмоток, gт — активная проводимость, обусловленная потерями активной мощности в стали трансформатора, bт — индуктивная проводимость, обусловленная намагничивающим током.

Ток в проводимостях трансформатора очень мал (порядка нескольких процентов от его номинального тока), поэтому при расчетах электросетей районного значения обычно используют Г-образную схему замещения трансформатора, в которой проводимости приключают к зажимам первичной обмотки трансформатора (рис. 1, б) — к обмотке высшего напряжения для понижающих трансформаторов и к обмотке низшего напряжения для повышающих трансформаторов. Применение Г-образной схемы упрощает расчеты электросетей.

Рис. 1. Схемы замещения двухобмоточного трансформатора: а —Т-образная схема; б — Г-обрааная схема; в — упрощенная Г-образная схема для расчета районных сетей; г — упрощенная схема для расчета местных сетей и для приближенного расчета районных сетей.

Расчет еще более упрощается, если проводимости трансформатора заменить постоянной нагрузкой (рис. 1, в), равной мощности холостого хода трансформатора:

Здесь РСТ— потери мощности в стали, равные потерям при холостом ходе трансформатора, a QСТ — намагничивающая мощность трансформатора, равная:

где Ix.x% — ток холостого хода трансформатора в процентах от его номинального тока; Sном.тр — номинальная мощность трансформатора.

Для местных сетей n при приближенных расчетах районных сетей обычно учитывают только активное и индуктивное сопротивления трансформаторов (рис. 1,г).

Активное сопротивление обмоток двухобмоточного трансформатора определяют по известным потерям мощности в меди (в обмотках) трансформатора Рм квт при его номинальной нагрузке:

откуда

В практических расчетах потери мощности в меди (в обмотках) трансформатора при его номинальной нагрузке принимают равными потерям короткого замыкания при номинальном токе трансформатора, т. е. Рм Рк.

Зная напряжение короткого замыкания ик% трансформатора, численно равное падению напряжения в его обмотках при номинальной нагрузке, выраженное в процентах от его номинального напряжения, т. е.

можно определить полное сопротивление обмоток трансформатора

а затем и индуктивное сопротивление обмоток трансформатора

Для крупных трансформаторов, имеющих очень небольшое активное сопротивление, обычно определяют индуктивное сопротивление из следующего приближенного условия:

При пользовании расчетными формулами следует учитывать, что сопротивления обмоток трансформатора могут быть определены при номинальном напряжении как его первичной, так и вторичной обмотки. В практических расчетах удобнее определять rт и хт при номинальном напряжении той обмотки, для сети которой ведут расчет.