Widerstände, Leitwerte und Ersatzschaltbilder von Transformatoren und Spartransformatoren

Ein Transformator mit zwei Wicklungen kann durch ein T-förmiges Ersatzschaltbild dargestellt werden (Abb. 1, a), wobei rt und xt der aktive und induktive Widerstand der Wicklungen sind, gt die aktive Leitfähigkeit aufgrund des Wirkleistungsverlusts im Transformator Stahl, BT ist die induktive Leitung aufgrund des Magnetisierungsstroms...

Der Strom in der Leitung des Transformators ist sehr gering (in der Größenordnung von einigen Prozent seines Nennstroms), daher wird bei der Berechnung elektrischer Netze von regionaler Bedeutung üblicherweise ein Ersatzschaltbild mit einem L-förmigen Transformator verwendet, in dem Die Leitung wird zu den Anschlüssen der Primärtransformatorwicklung (Abb. 1, b) hinzugefügt – zur Hochspannungswicklung für Abwärtstransformatoren und zur Niederspannungswicklung für Aufwärtstransformatoren. Die Verwendung eines L-förmigen Schemas vereinfacht die Berechnung elektrischer Netze.

Reis. 1.Ersatzschaltungen eines Transformators mit zwei Wicklungen: a-T-förmige Schaltung; b – G-förmiges Schema; c – vereinfachtes L-förmiges Schema zur Berechnung regionaler Netze; d – ein vereinfachtes Schema zur Berechnung lokaler Netze und zur Näherungsberechnung regionaler Netze.

Die Berechnung wird noch einfacher, wenn die Leitfähigkeit des Transformators durch eine konstante Last (Abb. 1, c) ersetzt wird, die der Leerlaufleistung des Transformators entspricht:

Hier sind ΔPCT – Leistungsverluste in Stahl gleich den Verlusten im Leerlaufbetrieb des Transformators und ΔQST – Magnetisierungsleistung des Transformators gleich:

wobei Ix.x% der Leerlaufstrom des Transformators als Prozentsatz seines Nennstroms ist; Snom.tr – Nennleistung des Transformators.

Für lokale Netze n werden bei Näherungsberechnungen regionaler Netze üblicherweise nur der aktive und induktive Widerstand von Transformatoren berücksichtigt (Abb. 1, d).

Der Wirkwiderstand der Wicklungen eines Zweiwicklungstransformators wird durch die bekannten Leistungsverluste in Kupfer (in den Wicklungen) des Transformators ΔPm kW bei seiner Nennlast bestimmt:

Wo

In praktischen Berechnungen wird davon ausgegangen, dass die Leistungsverluste im Kupfer (in den Wicklungen) eines Transformators bei Nennlast gleich den Kurzschlussverlusten bei Nennstrom des Transformators sind, d. h. ΔPm ≈ ΔPk.

Kenntnis der Kurzschlussspannung uk% des Transformators, numerisch gleich dem Spannungsabfall in seinen Wicklungen bei Nennlast, ausgedrückt als Prozentsatz seiner Nennspannung, d. h.

die Impedanz der Transformatorwicklungen kann bestimmt werden

und dann der induktive Widerstand der Transformatorwicklungen

Bei großen Transformatoren mit sehr niedrigem Widerstand wird der induktive Widerstand normalerweise durch die folgende Näherungsbedingung angegeben:

Bei der Verwendung der Berechnungsformeln ist zu berücksichtigen, dass die Widerstände der Transformatorwicklungen bei der Nennspannung sowohl der Primär- als auch der Sekundärwicklung ermittelt werden können. In praktischen Berechnungen ist es bequemer, rt und xt bei der Nennspannung der Wicklung zu bestimmen, für die die Berechnung durchgeführt wird.

Reis. 2... Transformatorschaltungen mit drei Wicklungen und Spartransformatoren: a — Diagramm eines Transformators mit drei Wicklungen; b – Spartransformatorschaltung; c – Ersatzschaltbild eines Transformators mit drei Wicklungen und eines Spartransformators.

Wenn die Transformatorwicklung eine einstellbare Windungszahl hat, wird Ut.nom als Leistung der Hauptwicklung verwendet.

Transformatoren mit drei Wicklungen (Abb. 2, a) und Spartransformatoren (Abb. 2, b) werden durch die Verlustleistungswerte ΔРm = ΔРк charakterisiert. und Kurzschlussspannungen ir% für jedes Wicklungspaar:

ΔPk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n

Und

ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. s-n, ℅,

auf die Nennleistung des Transformators bzw. Spartransformators reduziert. Die Nennleistung des letzteren entspricht seiner Durchgangsleistung. Das Ersatzschaltbild eines Dreiwicklungstransformators oder Spartransformators ist in Abb. dargestellt. 2, V.

Die Verlustleistungen und die Kurzschlussspannung bezogen auf die einzelnen Strahlen eines Ersatzsterns einer Ersatzschaltung werden durch die Formeln ermittelt:

Und

Der aktive und induktive Widerstand der Strahlen des Ersatzsterns des Ersatzschaltkreises wird aus den Formeln für Zweiwicklungstransformatoren bestimmt, indem in diese die Werte der Verlustleistung und der Kurzschlussspannung für den entsprechenden Strahl des Ersatzsterns eingesetzt werden des Ersatzschaltbildes.