Resistències, conductàncies i circuits equivalents de transformadors i autotransformadors

Un transformador amb dos bobinats es pot representar mitjançant un circuit equivalent en forma de T (Fig. 1, a), on rt i xt són la resistència activa i inductiva dels bobinats, gt és la conductivitat activa deguda a la pèrdua de potència activa en el transformador. acer, bt és la conducció inductiva a causa del corrent de magnetització...

El corrent en la conducció del transformador és molt petit (de l'ordre d'un poc per cent del seu corrent nominal), per tant, quan es calculen xarxes elèctriques d'importància regional, s'acostuma a utilitzar un circuit equivalent amb un transformador en forma de L, en el qual la conducció s'afegeix als terminals del bobinatge del transformador primari (Fig. 1, b): al bobinatge d'alta tensió per als transformadors reduïts i al bobinat de baixa tensió per als transformadors augmentadors. L'ús d'un esquema en forma de L simplifica els càlculs de les xarxes elèctriques.

Arròs. 1.Circuits equivalents d'un transformador amb dos bobinatges: circuit en forma de a-T; b — Esquema en forma de G; c — esquema simplificat en forma de L per calcular xarxes regionals; d — un esquema simplificat per al càlcul de xarxes locals i per al càlcul aproximat de les xarxes regionals.

El càlcul és encara més senzill si la conductivitat del transformador es substitueix per una càrrega constant (Fig. 1, c) igual a la potència sense càrrega del transformador:

Aquí ΔPCT: pèrdues de potència en acer iguals a les pèrdues durant el funcionament sense càrrega del transformador, i ΔQST: potència de magnetització del transformador igual a:

on Ix.x% és el corrent sense càrrega del transformador com a percentatge del seu corrent nominal; Snom.tr — potència nominal del transformador.

Per a les xarxes locals n, en els càlculs aproximats de xarxes regionals, només es té en compte la resistència activa i inductiva dels transformadors (Fig. 1, d).

La resistència activa dels bobinats d'un transformador de dos bobinatges ve determinada per les pèrdues de potència conegudes en coure (en els bobinats) del transformador ΔPm kW a la seva càrrega nominal:

on

En els càlculs pràctics, s'assumeix que les pèrdues de potència en coure (en els bobinatges) d'un transformador a la seva càrrega nominal són iguals a les pèrdues de curtcircuit al corrent nominal del transformador, és a dir. ΔPm ≈ ΔPk.

Coneixent la tensió de curtcircuit uk% del transformador, numèricament igual a la caiguda de tensió dels seus bobinats a càrrega nominal, expressada com a percentatge de la seva tensió nominal, és a dir.

es pot determinar la impedància dels bobinats del transformador

i després la resistència inductiva dels bobinats del transformador

Per als transformadors grans amb una resistència molt baixa, la resistència inductiva normalment ve donada per la següent condició aproximada:

Quan s'utilitzen les fórmules de càlcul, cal tenir en compte que les resistències dels bobinats del transformador es poden determinar a la tensió nominal dels seus bobinatges primaris i secundaris. En els càlculs pràctics, és més convenient determinar rt i xt a la tensió nominal del bobinatge per al qual es fa el càlcul.

Arròs. 2... Circuits transformadors amb tres bobinatges i autotransformadors: a — esquema d'un transformador amb tres bobinatges; b — circuit autotransformador; c — circuit equivalent d'un transformador amb tres bobinatges i un autotransformador.

Si el bobinat del transformador té un nombre ajustable de voltes, es pren Ut.nom com a sortida del bobinatge principal.

Els transformadors amb tres bobinatges (Fig. 2, a) i autotransformadors (Fig. 2, b) es caracteritzen pels valors de pèrdues de potència ΔРm = ΔРк. i tensions de curtcircuit ir% per a cada parell de bobinats:

ΔPk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n

i

ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. s-n, ℅,

reduït a la potència nominal del transformador o autotransformador. La potència nominal d'aquest últim és igual a la seva potència de pas. El circuit equivalent d'un transformador o autotransformador de tres bobinatges es mostra a la Fig. 2, v.

Les pèrdues de potència i la tensió de curtcircuit relatius als raigs individuals d'una estrella equivalent d'un circuit equivalent es determinen per les fórmules:

i

La resistència activa i inductiva dels raigs de l'estrella equivalent del circuit equivalent es determinen a partir de les fórmules dels transformadors de dos bobinatges, substituint-hi els valors de pèrdua de potència i tensió de curtcircuit pel raig corresponent de l'estrella equivalent. del circuit equivalent.