Ανταλλακτικά κυκλώματα μετασχηματιστών στον υπολογισμό ηλεκτρικών δικτύων
Από τη φύση των εργασιών που πρέπει να επιλυθούν, οι υπολογισμοί των ηλεκτρικών δικτύων χωρίζονται σε δύο μέρη:
1. Υπολογισμοί λειτουργιών δικτύου. Πρόκειται για υπολογισμούς τάσεων σε κομβικά σημεία, ρευμάτων και ισχύος σε γραμμές και μετασχηματιστές σε συγκεκριμένα διαστήματα.
2. Υπολογισμοί επιλογής παραμέτρων. Αυτοί είναι υπολογισμοί της επιλογής τάσεων, παραμέτρων γραμμών, μετασχηματιστών, αντισταθμιστικών και άλλων συσκευών.
Για να κάνετε τους παραπάνω υπολογισμούς, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε τα ισοδύναμα κυκλώματα, την αντίσταση και την αγωγιμότητα των γραμμών ισχύος και των μετασχηματιστών.
Στους υπολογισμούς των ηλεκτρικών δικτύων, λαμβάνοντας υπόψη μετασχηματιστές, αντί για το ισοδύναμο κύκλωμα σχήματος Τ που είναι γνωστό από το μάθημα της ηλεκτροτεχνικής, χρησιμοποιείται συνήθως το απλούστερο ισοδύναμο κύκλωμα σχήματος L, το οποίο απλοποιεί σημαντικά τους υπολογισμούς και δεν προκαλεί σημαντικά σφάλματα . Ένα τέτοιο ισοδύναμο κύκλωμα φαίνεται στο Σχ. 1.
Ρύζι. 1. Ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστή σχήματος L
Οι κύριες παράμετροι του ισοδύναμου κυκλώματος μιας φάσης του μετασχηματιστή είναι η ενεργή αντίσταση RT, αντιδραστικότητα HT, ενεργή αγωγιμότητα GT και αντιδραστική αγωγιμότητα BT. Η αντιδραστική αγωγιμότητα του VT είναι επαγωγικής φύσης. Αυτές οι παράμετροι λείπουν από τη βιβλιογραφία αναφοράς. Προσδιορίζονται πειραματικά σύμφωνα με δεδομένα διαβατηρίου: απώλειες χωρίς φορτίο ∆PX, απώλειες βραχυκυκλώματος DRK, τάση βραχυκυκλώματος UK% και ρεύμα χωρίς φορτίο i0%.
Για μετασχηματιστές με τρεις περιελίξεις ή αυτομετασχηματιστές, το ισοδύναμο κύκλωμα παρουσιάζεται σε ελαφρώς διαφορετική μορφή (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστή με τρεις περιελίξεις
Στα δεδομένα διαβατηρίου των μετασχηματιστών με τρεις περιελίξεις, η τάση βραχυκυκλώματος υποδεικνύεται για τρεις πιθανούς συνδυασμούς: UK1-2%-βραχυκύκλωμα στην περιέλιξη μέσης τάσης (MV) και στην πλευρά τροφοδοσίας της περιέλιξης υψηλής τάσης (HV). ; UK1-3% — σε περίπτωση βραχυκυκλώματος της περιέλιξης χαμηλής τάσης (LV) και τροφοδοσίας από την περιέλιξη HV. UK2-3% — σε περίπτωση βραχυκυκλώματος του πηνίου LV και της τροφοδοσίας από την πλευρά HV.
Επιπλέον, οι εκδόσεις του μετασχηματιστή είναι δυνατές όταν και οι τρεις περιελίξεις έχουν σχεδιαστεί για την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή ή όταν το ένα ή και τα δύο δευτερεύοντα τυλίγματα έχουν σχεδιαστεί (από άποψη θέρμανσης) για μόνο το 67% της ισχύος του πρωτεύοντος τυλίγματος.
Η ενεργή και η αντιδραστική αγωγιμότητα του ισοδύναμου κυκλώματος προσδιορίζονται από τους τύπους:
όπου ∆PX — σε kW, UN — σε kW.
Η συνολική ενεργή αντίσταση των περιελίξεων RTotot υπολογίζεται από τον τύπο:
Εάν και οι τρεις περιελίξεις έχουν σχεδιαστεί για πλήρη ισχύ, τότε η ενεργή αντίσταση καθενός από αυτά λαμβάνεται ίση:
R1T = R2T = R3T = 0,5 RT σύνολο
Εάν ένα από τα δευτερεύοντα τυλίγματα έχει σχεδιαστεί για το 67% της ισχύος, τότε οι αντιστάσεις των περιελίξεων που μπορούν να φορτωθούν στο 100% λαμβάνονται ίσες με 0,5 RTotal. Ένα πηνίο που επιτρέπει τη μετάδοση του 67% της ισχύος και του οποίου η διατομή είναι 67% της κανονικής έχει αντίσταση 1,5 φορές μεγαλύτερη, δηλ. 0,75 RTotot.
Για τον προσδιορισμό της αντίστασης καθεμιάς από τις δέσμες, τα ισοδύναμα κυκλώματα της τάσης βραχυκυκλώματος παρουσιάζονται ως το άθροισμα των σχετικών πτώσεων τάσης στις μεμονωμένες δέσμες:
UK1-2% = UK1% + UK2%,
UK1-3% = UK1% + UK3%,
UK2-3% = UK2% + UK3%.
Λύνοντας αυτό το σύστημα εξισώσεων για το UK1% και το UK3%, παίρνουμε:
UK1% = 0,5 (UK1-2% + UK1-3%-UK2-3%),
UK2% = UK1-2% + UK1%,
UK3% = UK1-3% + UK1%.
Σε πρακτικούς υπολογισμούς για μία από τις δέσμες η πτώση τάσης είναι συνήθως μηδέν ή μια μικρή αρνητική τιμή. Για αυτήν τη δέσμη του ισοδύναμου κυκλώματος, η επαγωγική αντίσταση θεωρείται ότι είναι μηδέν και για τις υπόλοιπες δέσμες, οι επαγωγικές αντιδράσεις βρίσκονται ανάλογα με τις σχετικές πτώσεις τάσης με τον τύπο: