Трансформаторы с плавным регулированием напряжения

При отсутствии нагрузки трансформатора (режим хх) напряжение на выходах вторичной обмотки U2`=U1. При подключении нагрузки напряжение U2`=U1ном-I1Zk. Если же в процессе работы трансформатора меняются нагрузки или ее характер, то это приводит к колебаниям напряжения на выходе трансформатора. Изменение вторичного напряжения трансформатора при увеличении нагрузки от хх до номинальной определяется выражением

Конечное выражение для определения изменения вторичного напряжения получается в результате использования упрощенной векторной диаграммы трансформатора. С учетом коэффициента нагрузки получим: , где

Из данных выражений видно, что изменение вторичного напряжения зависит не только от величины нагрузки трансформатора (β), но и от характера этой нагрузки (φ2).

Зависимость вторичного напряжения U2 трансформатора от нагрузки I2 называют внешней характеристикой трансформатора. Вид внешней характеристики трансформатора зависит от характера нагрузки.

Обмотки ВН понижающих трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального, соответствующего номинальному вторичному напряжению при номинальном первичном. Это объясняется тем, что напряжение в разных точках линии электропередачи отличаются при подключении к ним понижающих трансформаторов, либо это напряжение может изменяться из-за колебания нагрузки. Т.к. Потребитель нуждается в высокостабильном напряжении, появляется необходимость незначительного изменения коэффициента трансформации. Регулировочные ответвления делают в каждой фазе. Переключать ответвления обмоток можно при отключенном от сети трансформаторе (ПБВ – переключение без возбуждения) или без отключения трансформатора (РПН – регулирование под нагрузкой). Плавное регулирование напряжения осуществляется с помощью добавления в цепь вольтодобавочного трансформатора, состоящего из трансформатора постоянного тока, включенного последовательно и регулировочного автотрансформатора с переключающим устройством.

При активно-индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает, а при активно-емкостной нагрузке при достаточно большом угле сдвига фаз оно повышается. Это обусловлено тем, что при протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток вызывает понижение напряжения, а емкостной ток повышение его.

 

6.Трехфазные трансформаторы: групповой и стержневой. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Особенности работы.

Трансформирование трехфазной системы напряжений можно выполнить тремя однофазными трансформаторами, соединенными в трансформаторную группу. Однако повышенные габариты и стоимость ограничивают применение трансформаторной группы. Данный способ главным образом применяется в установках более 60 000 кВА. В установках мощностью до 60 000 кВА обычно применяют трехфазные трансформаторы, у которых обмотки расположены на трех стержнях, объединенных в общий магнитопровод двумя ярмами. Для уменьшения магнитной несимметрии трехстержневого магнитопровода, т.е. уменьшения магнитного сопротивления потокам крайних фаз, сечение ярм делают на 10-15% больше сечения стержней, что уменьшает их магнитное сопротивление.

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в "звезду" (Y), либо в "треугольник" (Δ) и реже в "зигзаг" (Z). Первые две схемы соединения трехфазных обмоток обозначаются прописными русскими буквами: соответственно У, Д.

Сдвиг фаз между ЭДС Е_АХ и Е_ах первичной и вторичной обмоток очень важен для параллельной работы трансформаторов, его принято выражать группой соединения.

Те же закономерности прослеживаются и для трехфазных трансформаторов, только групп там будет всего 12 (0-11).

Маркировка выводов и определение групп осуществляется по следующим принципам:

· При смене маркировки одной из обмоток вкруговую на шаг, группа изменяется на 4, вектор линейных ЭДС поворачивается на 120⁰.

· При смене маркировки 1-й из обмоток на другую группа изменяется на 6, вектор линейных ЭДС сменяется на 180⁰.

· Если схемы соединения обмоток НН и ВН одинаковы, то меняя маркировку одной из обмоток, получается 6 четных групп соединения.

· Если схемы соединения обмоток ВН и НН разные, то изменяя маркировку 1-й из обмоток, получаем 6 нечетных групп соединения.

При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, получают четные группы соединения, а при неодинаковых – нечетные. 0,6,11 и 5 называют основными, а все получаемые из них производными. Основные группы соединения имеют некоторое преимущество перед производными, т.к. предусматривают одноименную маркировку выводов обмоток, расположенных на одном стержне.