ТРАНСФОРМАТОРИ

Для силових трифазних трансформаторів можна вважати, що практично дорівнює потужності вторинних обмоток , оскільки номінальне значення ККД близьке до одиниці. Тому номінальні (лінійні) первинні і вторинні струми трансформатора слід визначати з цих співвідношень. Значення фазних струмів і напруг знаходять на основі відомих з курсу ТОЄ співвідношень між лінійними і фазними величинами в трифазній системі при схемах з’єднання обмоток трансформатора Y/∆ .

Величину струму холостого ходу визначають із співвідношення:

Для визначення параметрів схеми заміщення трансформатора спочатку знаходять фазну напругу короткого замикання Uкф, а також величину повного Zк, активного Rк та індуктивного Хк опорів короткого замикання з таких залежностей:

; ;

; .

Оскільки Rк = R1 + і Xк = X1 + , то опори обмоток трансформатора можна визначити на основі припущення, що і , тобто і , Ом.

Дійсні значення опорів вторинної обмотки трансформатора R2 i X2 визначають, виходячи з приведених значень і на основі співвідношень:

, Ом .

Значення величини повного Z0, активного r0 та індуктивного опорів вітки намаг­нічу­вання для схеми заміщення трансформатора визначається за формулами:

Оптимальний коефіцієнт навантаження трансформатора за струмом, що відпові­дає максимальному ККД, визначається за співвідношенням:

Величину ККД трансформатора ηі при заданому навантаженні за струмом знаходять методом окремих втрат за формулою:

.

Для побудови залежності η = F(β) При U1 =Const і Cosφ2 = Const У цей вираз послі­довно підставляють значення βі = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 та βопт і знаходять відповідні їм значення ηі. За одержаними даними будують графік (рис 1).

Рис.1 – Залежність ККД трансформатора від навантаження.

Для побудови зовнішньої характеристики трансформатора U2і = f ( β ) при U1 = const знаходять вторинну напругу U2 При вказаних вище значеннях βі, тобто U2і = U2н% - ∆Uі%. На основі одержаних даних будують графік (Рис.2, лінія 2):

Рис.2 – Залежність втрати напруги ∆U% (1) і вторинної напруги U2% (2) від навантаження трансформатора.

Спрощену векторну діаграму трансформатора будують таким чином: на відведе­ному місці будують горизонтально вектор номінального вторинного струму І2н в довільному масштабі. (Рис.3)

 

Рис.3 – Спрощена векторна діаграма трансформатора.

Під кутом φ2 = Arccos φ2 в бік випередження струму І2н проводять вектор вторинної номінальної напруги U2н завдовжки 100 мм (відрізок ОА ). З кінця вектора U2н паралельно вектору будують вектор , який за модулем дорівнює (відрізок АВ). Від точки В перпендикулярно вектору І2н відкладають вектор Uкр, що за модулем дорівнює Uкр%, і одержують точку С. З’єднавши точки А і С, отримають прямокутний трикутник короткого замикання трансформатора. Відрізок ОС характеризує величину підведеної до трансформатора напруги U1н.

На паралельну роботу трансформатори можна вмикати коли виконуються вимоги:

а) рівність коефіцієнтів трансформації:

∆K% = ≤ 0,5% ,

де k = ;

б) рівність напруг короткого замикання:

де Uк. ср =

в) трансформатори належать до однієї групи з’єднання обмоток;

Відношення номінальних потужностей трансформаторів повинне не переви­щу­вати 3:1.

Завантаження кожного трансформатора визначається за формулами:

В умовах паралельної роботи трансформаторів навантаження кожного з них не повинне перевищувати номінального. Тому необхідно зменшити зовнішнє навантаження таким чином, щоб навантаження перевантаженого трансформатора зменшити до номінального значення. При цьому пропорційно зменшиться також навантаження недовантаженого трансформатора.

Сумарне допустиме навантаження паралельно працюючих трансформаторів визначається за формулою:

Σ КВА,

де Sперев – реальне навантаження перевантаженого трансформатора, кВА;

Sн. перев – номінальна потужність перевантаженого трансформатора, кВА.

При такому сумарному допустимому навантаженні недовантажений трансфор­матор буде мати навантаження нижче номінального значення:

Sнедов = ΣSдоп – Sн. перев, кВА.

Таким чином, в умовах паралельної роботи трансформаторів з неоднаковими напругами короткого замикання трансформатор з більшою напругою короткого замикання не буде повністю використовуватись за потужністю.