Αντιστάσεις, αγωγιμότητα και ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστών και αυτομετασχηματιστών
Ένας μετασχηματιστής με δύο περιελίξεις μπορεί να αναπαρασταθεί από ένα ισοδύναμο κύκλωμα σχήματος Τ (Εικ. 1, a), όπου rt και xt είναι η ενεργή και επαγωγική αντίσταση των περιελίξεων, gt είναι η ενεργή αγωγιμότητα λόγω απώλειας ενεργού ισχύος στον μετασχηματιστή χάλυβας, bt είναι η επαγωγική αγωγιμότητα λόγω του ρεύματος μαγνήτισης...
Το ρεύμα στην αγωγή του μετασχηματιστή είναι πολύ μικρό (της τάξης του μερικού τοις εκατό του ονομαστικού ρεύματος), επομένως, κατά τον υπολογισμό ηλεκτρικών δικτύων περιφερειακής σημασίας, χρησιμοποιείται συνήθως ένα ισοδύναμο κύκλωμα με μετασχηματιστή σχήματος L, στο οποίο η αγωγιμότητα προστίθεται στους ακροδέκτες της περιέλιξης του πρωτεύοντος μετασχηματιστή (Εικ. 1, β) - στην περιέλιξη υψηλής τάσης για τους μετασχηματιστές βαθμιαίας τάσης και στην περιέλιξη χαμηλής τάσης για τους μετασχηματιστές ανόδου. Η χρήση ενός σχήματος L απλοποιεί τους υπολογισμούς των ηλεκτρικών δικτύων.
Ρύζι. 1.Ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστή με δύο περιελίξεις: κύκλωμα α-Τ. β — σχήμα σχήματος G. γ — απλοποιημένο σχήμα σχήματος L για τον υπολογισμό των περιφερειακών δικτύων. δ — ένα απλοποιημένο σχήμα για τον υπολογισμό των τοπικών δικτύων και για τον κατά προσέγγιση υπολογισμό των περιφερειακών δικτύων.
Ο υπολογισμός είναι ακόμη πιο απλός εάν η αγωγιμότητα του μετασχηματιστή αντικατασταθεί από ένα σταθερό φορτίο (Εικ. 1, γ) ίσο με την ισχύ χωρίς φορτίο του μετασχηματιστή:
Εδώ ΔPCT — απώλειες ισχύος σε χάλυβα ίσες με απώλειες κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή χωρίς φορτίο, και ΔQST — ισχύς μαγνήτισης του μετασχηματιστή ίση με:
όπου Ix.x% είναι το ρεύμα χωρίς φορτίο του μετασχηματιστή ως ποσοστό του ονομαστικού ρεύματος του. Snom.tr — ονομαστική ισχύς του μετασχηματιστή.
Για τα τοπικά δίκτυα n, στους κατά προσέγγιση υπολογισμούς των περιφερειακών δικτύων, συνήθως λαμβάνεται υπόψη μόνο η ενεργός και η επαγωγική αντίσταση των μετασχηματιστών (Εικ. 1, δ).
Η ενεργός αντίσταση των περιελίξεων ενός μετασχηματιστή δύο περιελίξεων προσδιορίζεται από τις γνωστές απώλειες ισχύος σε χαλκό (στις περιελίξεις) του μετασχηματιστή ΔPm kW στο ονομαστικό του φορτίο:
που
Σε πρακτικούς υπολογισμούς, θεωρείται ότι οι απώλειες ισχύος σε χαλκό (στις περιελίξεις) ενός μετασχηματιστή στο ονομαστικό του φορτίο είναι ίσες με τις απώλειες βραχυκυκλώματος στο ονομαστικό ρεύμα του μετασχηματιστή, δηλ. ΔPm ≈ ΔPk.
Γνωρίζοντας την τάση βραχυκυκλώματος uk% του μετασχηματιστή, αριθμητικά ίση με την πτώση τάσης στις περιελίξεις του στο ονομαστικό φορτίο, εκφρασμένη ως ποσοστό της ονομαστικής τάσης του, δηλ.
μπορεί να προσδιοριστεί η σύνθετη αντίσταση των περιελίξεων του μετασχηματιστή
και μετά την επαγωγική αντίσταση των περιελίξεων του μετασχηματιστή
Για μεγάλους μετασχηματιστές με πολύ χαμηλή αντίσταση, η επαγωγική αντίσταση δίνεται συνήθως από την ακόλουθη κατά προσέγγιση συνθήκη:
Κατά τη χρήση των τύπων υπολογισμού, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι αντιστάσεις των περιελίξεων του μετασχηματιστή μπορούν να προσδιοριστούν στην ονομαστική τάση τόσο των πρωτευόντων όσο και των δευτερευόντων περιελίξεων του. Σε πρακτικούς υπολογισμούς, είναι πιο βολικό να προσδιορίζονται τα rt και xt στην ονομαστική τάση της περιέλιξης για την οποία γίνεται ο υπολογισμός.
Ρύζι. 2... Κυκλώματα μετασχηματιστή με τρεις περιελίξεις και αυτομετασχηματιστές: α — διάγραμμα μετασχηματιστή με τρεις περιελίξεις. β — κύκλωμα αυτομετασχηματιστή. γ — ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστή με τρεις περιελίξεις και αυτομετασχηματιστή.
Εάν η περιέλιξη του μετασχηματιστή έχει ρυθμιζόμενο αριθμό στροφών, τότε το Ut.nom λαμβάνεται ως έξοδος της κύριας περιέλιξης.
Οι μετασχηματιστές με τρεις περιελίξεις (Εικ. 2, α) και οι αυτομετασχηματιστές (Εικ. 2, β) χαρακτηρίζονται από τις τιμές των απωλειών ισχύος ΔРm = ΔРк. και τάσεις βραχυκυκλώματος ir% για κάθε ζεύγος περιελίξεων:
ΔPk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n
και
ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. s-n, ℅,
μειωμένη στην ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή ή του αυτομετασχηματιστή. Η ονομαστική ισχύς του τελευταίου είναι ίση με την ισχύ του. Το ισοδύναμο κύκλωμα ενός μετασχηματιστή ή αυτομετασχηματιστή τριών περιελίξεων φαίνεται στο Σχ. 2, v.
Οι απώλειες ισχύος και η τάση βραχυκυκλώματος που σχετίζονται με τις επιμέρους ακτίνες ενός ισοδύναμου αστέρα ενός ισοδύναμου κυκλώματος προσδιορίζονται από τους τύπους:
και
Η ενεργός και επαγωγική αντίσταση των ακτίνων του ισοδύναμου αστέρα του ισοδύναμου κυκλώματος προσδιορίζονται από τους τύπους για μετασχηματιστές δύο περιελίξεων, αντικαθιστώντας σε αυτούς τις τιμές απώλειας ισχύος και τάσης βραχυκυκλώματος για την αντίστοιχη ακτίνα του ισοδύναμου αστέρα του ισοδύναμου κυκλώματος.