Меню

Трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения это

Трансформаторы с расщепленными обмотками?

Разновидностью трехобмоточного трансформатора является трехфазный трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения. В таком трансформаторе обмотка низшего напряжения каждой фазы выполняется из двух частей (ветвей), расположенных симметрично по отношению к обмотке высшего напряжения. Номинальные напряжения ветвей обмотки одинаковы. Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет 1/2от общей мощности.

Каждая ветвь расщепленной обмотки имеет самостоятельные выводы, рис.1.

Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки, например при двух ветвях одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена, или обе ветви нагружены полностью.

Расположение обмоток однофазного трансформатора представлено на рис. 3.

Достоинством трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения является большое сопротивление короткого замыкания между ветвями, что дает возможность ограничить ток к.з. на стороне низшего напряжения, например на подстанциях.

Одной из характеристик трансформатора с расщепленной обмоткой является коэффициент расщепления , который для случая двух ветвей равен отношению сопротивления короткого замыкания между ветвями расщепленной обмотки к сопротивлению короткого замыкания между обмоткой высшего напряжения и параллельно соединенными ветвями расщепленной обмотки, рис…

для однофазных трансформаторов коэффициент расщепления
, а для трехфазных трансформаторов . сопротивления лучей в схеме замещения трансформатора с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на две ветви (рис…), могут быть определены из следующих выражений:

после подстановки в которые соответствующих значений получим:

для однофазных трансформаторов

Для трехфазных трансформаторов

видим. Что сопротивления

увеличены на 1,75 раза, что приводит к ограничению токов короткого замыкания.

Регулирование напряжения?

Регули́рованиенапряже́ниятрансформа́тора — изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии.

Большинство силовых трансформаторов оборудовано некоторыми приспособлениями для настройки коэффициента трансформации путём добавления или отключения числа витков.

Настройка может производиться с помощью переключателя числа витков трансформатора под нагрузкой либо путём выбора положения болтового соединения при обесточенном и заземлённом трансформаторе.

Степень сложности системы с переключателем числа витков определяется той частотой, с которой надо переключать витки, а также размерами и ответственностью трансформатора.

В зависимости от нагрузки электрической сети меняется её напряжение. Для нормальной работы электроприёмников потребителей необходимо, чтобы напряжение не отклонялось от заданного уровня больше допустимых пределов, в связи с чем применяются различные способы регулирования напряжения в сети. Одним из способов является изменение соотношения числа витков обмоток первичной и вторичной цепи трансформатора (коэффициента трансформации), так как
<\displaystyle U_<2>=U_<1> \over w_<1>>> В зависимости от того, происходит это во время работы трансформатора или после его отключения от сети, различают «переключение без возбуждения» (ПБВ) и «регулирование под нагрузкой» (РПН). И в том и в другом случае обмотки трансформатора выполняются с ответвлениями, переключаясь между которыми, можно изменить коэффициент трансформации трансформатора.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник



Применение трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения

date image2014-02-24
views image11010

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

При номинальной мощности трансформаторов 25 МВА и выше для ограничения токов КЗ при равномерной нагрузке секций шин широко применяются трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 – Схема ЗРУ-6(10) кВ при трансформаторах с расщепленной обмоткой низшего напряжения

У трансформаторов с расщепленной обмоткой мощность каждой из обмоток низшего напряжения в два раза меньше номинальной мощности трансформатора. При этом сопротивление каждой из обмоток низшего напряжения увеличивается в два раза по сравнению с двухобмоточным трансформатором такой же мощности. Сопротивление трансформатора сквозным токам КЗ по сравнению с двухобмоточным трансформатором такой же мощности при этом увеличивается примерно в 1,8-1,9 раза.

Также как и сдвоенные реакторы, трансформаторы с расширенной обмоткой позволяют организовать четыре секции шин и разнести ЭД МНА по одному на каждую из секций (при питании от трансформаторов одной насосной станции). При этом, кроме ограничения тока КЗ от энергосистемы трансформаторы с расщепленной обмоткой дополнительно ограничивают токи подпитки точки КЗ от СД других секций шин. Для тока подпитки сопротивление трансформатора равно сумме сопротивлений обмоток низшего напряжения.XТ=2XНН – сопротивление одной обмотки низшего напряжения).

С точки зрения повышения надежности и экономичности системы электроснабжения применение трансформаторов с расщепленными обмотками предпочтительнее токоограничивающих реакторов. При реакторном присоединении необходимо обеспечивать достаточную вентиляцию помещений для надежной работы реакторов, не допуская их перегрева [9]. Кроме того, при реакторном присоединении увеличиваются потери напряжения, как в нормальном режиме, так и при пуске и, как следствие, ухудшаются условия пуска электродвигателей. Реакторы целесообразно применять только в случае недостаточного ограничения токов КЗ с помощью трансформаторов с расщепленными обмотками.

Читайте также:  Для чего нужно измерять напряжение

При мощности трансформаторов SН=63 МВА для ограничения токов КЗ от системы и токов подпитки от ЭД может потребоваться одновременное применение и трансформаторов с расщепленной обмоткой и токоограничивающих реакторов (рисунок 1.11).

Источник

Трансформаторы с расщепленными обмотками

В некоторых случаях с целью создания более рациональных условий коммутации электрических цепей одна из обмоток трансформатора разделяется на две или большее число гальванически несвязанных частей. Суммарная номинальная мощность этих обмоток равна номинальной мощности трансформатора, а их напряжения КЗ относительно другой обмотки практически равны, так что эти части допускают независимую нагрузку или питание. Такие обмотки, обычно обмотки НН, называются расщепленными.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой являются разновидностью двухобмоточного трансформатора. В таком трансформаторе обмотка НН выполнена из двух или более обмоток, расположенных симметрично по отношению к обмотке ВН (рисунок 6.6). Номинальные напряжения ветвей одинаковы, а их мощности составляют часть номинальной мощности трансформатора и в сумме равны мощности обмотки ВН. В этом состоит отличие трансформаторов с расщепленными обмотками от трехобмоточных трансформаторов, у которых суммарная мощность обмоток СН и НН всегда больше мощности обмоток ВН.

Рисунок 6.6 – Устройство трехобмоточного трансформатора (а) и двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой НН (б)

На рисунке 6.7 представлена схема соединений обмоток для одной фазы трехфазного двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой НН на две ветви.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой в первом приближении можно рассматривать как два независимых трансформатора, питаемых от общей сети.

При КЗ в цепи одной из частей расщепленной обмотки в обмотках трансформатора возникают токи и напряжения существенно меньше, чем в том же трансформаторе с нерасщепленной обмоткой НН.

Применение трансформаторов с расщепленными обмотками НН, обладающими повышенными значениями индуктивных сопротивлений, способствует снижению мощности короткого замыкания на шинах НН почти вдвое, что позволяет во многих случаях обойтись без токоограничивающих реакторов.

Трансформаторы или трехфазные группы с расщепленными на две (или более) обмотками низшего напряжения устанавливают на электростанциях и крупных подстанциях районных электрических сетей и систем электроснабжения промышленных предприятий. Это позволяет присоединять к одному трансформатору два и более генераторов или независимых нагрузок одного или разных классов напряжений.

На электростанциях трансформаторы с расщепленными обмотками НН обеспечивают возможность присоединения нескольких генераторов к одному повышающему трансформатору. Такие укрупненные энергоблоки позволяют упростить схему РУ 330 – 500 кВ, Широкое распространение трансформаторы с расщепленной обмоткой НН получили в схемах питания собственных нужд крупных ТЭС с блоками 200 – 1200 МВт, а также на понижающих подстанциях с целью ограничения токов КЗ.

В настоящее время трехфазные двухобмоточные трансформаторы с расщепленными обмотками НН являются основным типом трансформаторов мощных приемных подстанций напряжением 110 – 220 кВ.

Автотрансформаторы

Наряду с трансформаторами для связи сетей с различающимися напряжениями широко применяют автотрансформаторы.

Автотрансформатором называется трансформатор, две или более обмотки которого гальванически связаны между собой.

В отличие от обычного трансформатора в автотрансформаторе для преобразования напряжения используется не только магнитная связь обмоток, но и их прямое или встречное последовательное электрическое соединение. У автотрансформатора вторичной обмоткой служит часть первичной обмотки, или наоборот (рисунок 6.8). На преобразование напряжения при помощи автотрансформатора затрачивается меньше активных материалов, чем на такое же преобразование, осуществляемое при помощи трансформатора. Это также снижает потери мощности, связанные с процессом преобразования. При малых коэффициентах трансформации автотрансформатор легче и дешевле многообмоточного трансформатора.

Наиболее экономично применять автотрансформаторы для связи сетей с глухозаземленными нейтралями напряжением 110 кВ и выше с соотношением номинальных напряжений до 3 – 4, например, 220 и 110 кВ, 500 и 220 кВ и др. Такие автотрансформаторы обычно выполняют на большие мощности (до 500 МВ . А и выше). Мощные автотрансформаторы изготавливают как в трехфазном, так и в однофазном (собираемом в трехфазные группы) исполнении. Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяют в звезду (рисунок 6.9) с обязательным глухим заземлением нейтрали.

Также автотрансформаторы находят применение в электрических установках, когда требуется длительно или временно повышать или понижать напряжение в отдельных точках сети до 2 раз, например для снижения пусковых токов двигателей большой мощности или при регулировании режимов специальных электрометаллургических печей, а также в разнообразных установках радиосвязи, проводной и электронной техники.

Обмотка высшего напряжения состоит из двух обмоток – общей и последовательной. Обмотка среднего напряжения является частью обмотки ВН и называется общей обмоткой. Недостаток автотрансформатора – невозможность гальванического обособления цепей и как следствие возможность появления высокого напряжения на стороне СН.

Читайте также:  Иглоукалывание при головной боли напряжения

Рисунок 6.9 – Схемы соединения обмоток трехобмоточного автотрансформатора

и соответствующие им векторные диаграммы напряжений

Помимо гальванически связанных обмоток автотрансформатор может иметь и третичные обмотки, работающие как в обыкновенном трансформаторе, не имеющие гальванической связи с другими обмотками. Дополнительные обмотки выполняются обычно низшего напряжения и соединяются треугольником (рисунок 6.9) , что способствует подавлению третьей гармоники фазных ЭДС, предотвращая их появление в линиях. Наличие таких обмоток также приводит к выравниванию фазных напряжений при несимметричной нагрузке. Номинальная мощность обмотки НН составляет от 20 до 50 % номинальной (проходной) мощности автотрансформатора.

Рассмотрим условия работы трехобмоточного трансформатора (рисунок 6.9). Автотрансформаторы могут работать в автотрансформаторных или комбинированных режимах. При работе в автотрансформаторном режиме мощность передается из сети ВН в сеть СН или наоборот. Третичная обмотка НН при этом не нагружена. При работе в комбинированном режиме к обмотке НН присоединяется нагрузка или компенсирующее устройство. При этом мощность в последовательной и общей обмотках состоит из мощности передаваемой в автотрансформаторном режиме, и мощности, передаваемой через обмотку НН.

В отличие от трансформатора, где вся мощность с первичной обмотки ВН передается на вторичную обмотку СН магнитным путем, в автотрансформаторе часть мощности передается непосредственно – без трансформации, через электрическую связь между последовательной и общей обмотками (электрическая мощность):

а также с помощью пронизывающего их магнитного поля, т.е. магнитным путем (трансформаторная мощность):

Сумма трансформаторной и электрической мощности равна проходной мощности автотрансформатора:

Под номинальной мощностью автотрансформатора понимается предельная мощность, которая может быть передана через автотрансформатор по обмоткам ВН и СН, имеющим между собой автотрансформаторную связь. Для отечественных трансформаторов мощности обмоток ВН и СН одинаковы и равны номинальной или проходной. Следовательно,

В общей обмотке протекает разность токов сетей ВН и СН. Поэтому эту обмотку рассчитывают на ток, меньший номинального тока автотрансформатора, определяемого на стороне ВН, и она может иметь площадь меньшего сечения, чем обмотка того же напряжения двухобмоточного трансформатора. Меньшую площадь имеет и магнитопровод автотрансформатора. В результате, чем ближе к единице коэффициент трансформации

тем меньше расход активных материалов (меди обмоток, стали магнитопровода и изоляционных материалов) и приблизительно – стоимость автотрансформатора. Поэтому понижающие автотрансформаторы оказываются дешевле трансформаторов равной номинальной мощности, а применение автотрансформаторов взамен трансформаторов становится тем выгоднее, чем ближе друг к другу напряжения UВН и UСН.

Мощность общей части обмоток автотрансформатора (рисунок 6.9)

где – так называемый коэффициент выгодности.

Для характеристики автотрансформаторов введено также понятие типовой мощности, на которую рассчитывается последовательная обмотка:

Типовая мощность отображает экономическую сторону конструкции автотрансформаторов, т.е. расход активных материалов. Различие технико-экономических показателей трансформаторов и автотрансформаторов зависит от соотношения между номинальной и типовой (расчетной) мощностями, т.е. от коэффициента выгодности αв. Поскольку

то очевидно, что преимущества автотрансформатора проявляются в большей степени тогда, когда с его помощью связываются сети более близких номинальных напряжений.

Мощность обмотки НН, обычно равную 50 % номинальной мощности автотрансформатора, рассчитывают на передачу типовой мощности.

В отдельных автотрансформаторах мощность обмотки НН составляет 20, 25 и 40 % и не равна типовой мощности. В этом случае коэффициент выгодности не равен отношению , именуемый в дальнейшем коэффициент приведения (пересчета).

Обмотка НН соединяется в треугольник и предназначена для питания нагрузок, расположенных в районе рассматриваемой подстанции, а также для подключении компенсирующих реактивную мощность устройств (батарей конденсаторов, синхронных компенсаторов и др.). Номинальное напряжение третьей обмотки в зависимости от удаленности нагрузок может быть 6,6, 11 и 38,5 кВ.

Наличие электрической связи между обмотками ВН и СН обуславливает возможность применения автотрансформаторов только в сетях с глухозаземленной нейтралью, т.е. в сетях напряжением 110 кВ и выше, а сами автотрансформаторы изготавливают с высшим напряжением не менее 150 кВ и средним не менее 110 кВ. При отсутствии заземления нейтрали и замыкания на землю одной фазы в сети ВН потенциал относительно земли двух других фаз сети СН повысится до недопустимого значения. Если, например, выполнить автотрансформатор напряжением 115/38,5/11 кВ с изолированной нейтралью, то при замыкании на землю фазы А сети 110 кВ потенциал относительно земли фаз а и с сети 35 кВ до 3,5 Uср. Это недопустимо как для изоляции обмотки 38,5 кВ автотрансформатора, так и для аппаратуры сети 35 кВ.

Читайте также:  Падение напряжение для сети освещения

Охлаждение трансформаторов

Отсутствие у трансформаторов вращающихся частей умень­шает нагрев трансформатора из-за отсутствия механических по­терь, но это же обстоятельство усложняет процесс охлаждения, так как исключает применение в трансформаторах самовентиля­ции. По этой причине основной способ охлаждения трансформа­торов – естественное охлаждение. Однако в трансформаторах значительной мощности с целью повышения удельных электро­магнитных нагрузок применяют более эффективные методы охлаждения. Наибольшее применение получили следующие способы охлаждения:

Сухой трансформатор с естественным воздушным охлаждением (С) открытого исполнения.Все нагреваемые час­ти трансформатора непосредственно соприкасаются с воздухом. Их охлаждение происходит за счет излучения теплоты и естест­венной конвекции воздуха. Иногда такие трансформаторы снаб­жают защитным кожухом, имеющим жалюзи или же отверстия, закрытые сеткой. Этот вид охлаждения применяют в трансформаторах низкого напряжения при их уста­новке в сухих закрытых помещениях.

Сухие трансформаторы применяются при мощностях до 1600 кВ . А, напряжении до 20 кВ и устанавливаются в помещениях с относительной влажностью воздуха до 80 %.

Разновидности сухих трансформаторов (видов охлаждения):

С – естественное воздушное при открытом исполнении;

СЗ – естественное воздушное при защищенном исполнении;

СГ – естественное воздушное при герметичном исполнении;

СД – воздушное с принудительной циркуляцией воздуха.

Естественное масля­ное охлаждение (М), т.е. естественная циркуляция масла.Магнитопровод с обмотками поме­щают в бак, заполненный трансформаторным маслом, которое омывает нагревае­мые части трансформатора, путем конвекции отводит теплоту и передает ее стен­кам бака, последние, в свою очередь, охлаждаются путем излучения теплоты и конвекции воздуха. Для увеличения охлаждаемой поверхности бака его де­лают ребристым или же применяют трубчатые баки (рисунок 6.1). В транс­форматорах большой еди­ничной мощности трубы объединяют в радиаторы (радиаторные баки). Нагре­тые частицы масла подни­маются в верхнюю часть бака и по трубам опуска­ются вниз. При этом, со­прикасаясь со стенками труб, масло охлаждается. Трансформаторное масло обладает вы­сокими электроизоляционными свойствами, поэтому, пропитывая изоляцию обмоток, оно улучшает ее свойства и повышает надеж­ность трансформаторов при высоких напряжениях. Это особенно важно для трансформаторов, устанавливаемых на открытых пло­щадках. Следует заметить, что масляное охлаждение усложняет и удорожает эксплуатацию трансформаторов, так как требует сис­тематического контроля за качеством масла и периодической его замены.

Трансформаторы с охлаждением типа М применяют при мощности до 6300 кВ . А.

Разновидности масляных трансформаторов типа М (видов охлаждения):

М – естественная циркуляция воздуха и масла;

МЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла;

НМЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла.

Масляное охлаждение с дутьем (Д).Трансформаторы снабжают электрическими вентиляторами, которые обдувают радиаторы трансформатора. Конвекция масла внутри бака остается естест­венной. Этот вид охлаждения позволяет увеличить единичную мощность трансформатора на 40 – 50%.

Система охлаждения типа Д применяется в трансформаторах мощностью 10 000 – 80 000 кВ . А. При снижении нагрузки трансформатора с дутьевым охлаждением на 50 – 60% вентиляторы можно отключить, т.е. пе­рейти на естественное масляное охлаждение.

Принудительная циркуляция масла через водяной охладитель (Ц)(Масляно-водяное охлаждение)(рисунок 6.10).

Рисунок 6.10 – Масляно-водяное охлаждение трансфор­матора

Ц – с принудительной циркуляцией воды и ненаправленным потоком масла:

НЦ – с принудительной циркуляцией воды и направленным потоком масла.

Нагретое в транс­форматоре 1 масло посредством насоса 2 прогоняется через охладитель 3, в котором циркулирует вода. Это наиболее эффективный способ охлаждения, так как коэффициент теплопередачи от масла в воду значительно выше, чем в воздух. Одновременно масло про­ходит через воздухоохладитель 4 и фильтр 5, где освобождается от нежелательных включений.

Водяные охладители систем Ц и НЦ компактнее воздушных и рассеивают мощности до 1000 кВт.

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла (ДЦ).Масляное охлаждение с дутьем и направленным потоком масла (НДЦ). С помощью насоса 1 (рисунок 6.11) создают принудительную циркуляцию трансформаторного масла через специальные охладители 2, собранные из трубок. Одновременно необходимое число вентиляторов 3 создает направленный поток воздуха, обдувающий поверхность трубок охладителя.

Системы охлаждения типов ДЦ и НДЦ применяют для трансформаторов общего назначения мощностью 80 000 – 400 000 кВ . А, каждый охладитель такой системы может рассеивать мощность до 200 кВт.

Трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком (Н) – совтолом устанавливаются в тех производственных помещениях, где окружающая среда не допускает использования масляных трансформаторов. Например они рекомендуются для крупных машинных залов.

Разновидности видов охлаждения совтоловых трансформаторов:

Н – естественное негорючим жидким диэлектриком;

НД – негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха;

ННД – негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха и направленным потоком жидкого диэлектрика.

Источник

Adblock
detector