Многообмоточные трансформаторы. Основные уравнения трехобмоточного трансформатора. Соотношение между мощностями обмоток трехобмоточного трансформатора.
 | Данные трансформаторы имеют на своем стрежне более 2-х обмоток с разным числом витков. Это позволяет получать несколько напряжений от 1-г трансформатора. В качестве силовых применяются в основном трехобмоточные трансформаторы. Результирующий магнитный поток трансформатора создается МДС  , которая равна геометрической сумме всех обмоток.  Упрощенная схема замещения трехобмоточного трансформатора показывает, что при изменении параметров вторичной обмотки, меняются и параметры первичной. |
За номинальную мощность такого трансформатора принимают номинальную мощность наиболее нагруженной его обмотки. Токи, сопротивления, напряжения приводят к числу витков этой обмотки.
Уравнение токов трехобмоточного трансформатора: 
Обмотки трансформатора располагают на стержне концентрически, при этом целесообразнее двустороннее расположение вторичных обмоток относительно первичной.
Трехобмоточные трансформаторы выпускают с разными соотношениями мощностей обмоток. Стандартом предусмотрены следующие соотношения в долях от мощности самой мощной обмотки:
Векторная диаграмма трехобмоточного тм.
Схема замещения трехобмоточного трансформатора будет иметь две вторичные цепи. Из представленного рисунка видно, что изменение нагрузки одной вторичной обмотки влияет на напряжение другой вторичной обмотки, т.к. при этом изменяется падение напряжения первичной обмотки Z1I1. Векторные диаграммы трехобмоточного трансформатора можно составить на основе схемы замещения представленной ниже.
Параметры схемы замещения можно определить расчетным путем или из данных трех опытов кз трехобмоточного трансформатора. По опытным значениям сопротивлений кз
По аналогичным формулам через активные и индуктивные составляющие Zk12, Zk13, Zk23 выражают также r1, r2, r3 и x1, x2, x3. В опытах кз определяют также напряжения кз Uk12, Uk13, Uk23.
Автотрансформаторы. Схемы автотрансформаторов. Уравнения. Соотношения между мощностями трансформатора обычного и автотрансформатора. Конструктивные особенности ат, преимущества и недостатки в сравнении с обычным тм. Области применения.
 | Это трансформаторы, у которых помимо магнитной связи между обмотками имеется и электрическая связь. Обмотка с числом витков ωax одновременно является частью первичной и вторичной обмотки. При условии, что коэффициент трансформации автотрансформатора меньше 2-х (это наиболее целесообразно), то витки ωax можно выполнить проводом меньшего сечения. При этом снижается расход материала и снижаются габариты. Поэтому КПД, при прочих равных условиях, выше у автотрансформатора. К недостаткам автотрансформатора следует отнести необходимость наличия высокопрочной изоляции. По технике безопасности нельзя использовать автотрансформаторы, для подачи понимающего напряжения непосредственно потребителю. |
Проходная мощность трансформатора представляет собой всю передаваемую мощность Sпр=U2I2 из первичной цепи во вторичную. Различают расчетную мощность Sрасч, представляющую собой мощность, передаваемую из первичной цепи во вторичную магнитным полем. Расчетной данная мощность называется потому, что она определяет размеры и габариты всего автотрансформатора.
Соотношение токов в различных частях автотрансформатора: I12=I2-I1.
АТ по сравнению с простым трансформатором равной мощности, обладает следующими преимуществами: меньший расход активных материалов, более высокий КПД, меньшие размеры, меньшая стоимость. Данные преимущества тем сильнее, чем больше Sэ.
АТ применяют в электроприводе переменного тока для уменьшения пускового тока двигателей переменного тока значительной мощности, для регулировки режимов работы электрометаллургических печей. АТ малой мощности применяются в устройствах радио, связи и автоматики.
Источник
Трехобмоточный трансформатор
На электрических схемах трехобмоточный трансформатор представляется следующим образом (рис. 5.5):
В
соответствии с принятой систе-мой обозначений аббревиатура транс-форматора ТДТН-25000/110/35/10 рас-шифровывается: трансформатор трехфазный, трехобмоточный с принуди-тельной циркуляцией воздуха и естес-твенной циркуляцией масла и систе-мой регулирования напряжения под нагрузкой. Номинальная мощность – 25000 кВ∙А, класс напряжения обмот-ки высшего напряжения – 110 кВ, среднего напряжения – 35 кВ, низшего напряжения – 10 кВ.
Обмотки трехобмоточного трансформатора могут иметь различные мощности. За номинальную мощность трансформатора принимается мощность, равная наибольшей из мощностей его обмоток. На эту мощность трансформатор рассчитывается по условиям нагрева.
Трансформаторы выполняются со следующим исполнением обмоток –
100 % / 100 % /100 %, 100 % / 100 % / 66,7 % и 100 % / 66,7 % / 66,7 %.
В расчетах трехобмоточный трансформатор представляется схемой замещения в виде трехлучевой звезды (рис. 5.6).
Все сопротивления в схеме приведены к напряжению высшей обмотки.
Для определения параметров схемы замещения трехобмоточного трансформатора нужно выполнить один опыт холостого хода и три опыта короткого замыкания. Из опыта холостого хода определяются данные для расчета активной и реактивной проводимостей. Они рассчитываются по тем же формулам, что и для двухобмоточного трансформатора.
Опыты короткого замыкания выполняются следующим образом – одна обмотка закорачивается, вторая находится на холостом ходу, а на третью обмотку подается напряжение короткого замыкания. В результате опытов определяют следующие паспортные данные:
при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны обмотки высшего напряжения – Uк вн, ∆Рк вн;
при закороченной обмотке низкого напряжения и питании со стороны обмотки среднего напряжения – Uк сн, ∆Рк сн;
при закороченной обмотке среднего напряжения и питании со стороны обмотки высшего напряжения – Uк вс, ∆Рк вс.
Учитывая условия проведения опытов, можно записать следующие системы уравнений:
Решая первую систему уравнений, определяем значение напряжения короткого замыкания каждой обмотки:
Одно из значений напряжений короткого замыкания значительно меньше двух других по абсолютной величине. Чаще всего это Uк с или Uк сн. Это объясняется конструктивным исполнением трансформатора. Обмотки на магнитопроводе трансформатора располагаются концентрически. Поэтому магнитное поле обмотки, которая находится между двумя другими обмотками, практически полностью компенсируется магнитными полями этих обмоток. В практических расчетах величина Uк этой обмотки принимается равной нулю.
Индуктивные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:
Решая первую систему уравнений, определяем значение потери активной мощности в каждой обмотке:
Активные сопротивления обмоток трансформатора рассчитываются по той же формуле, что и для двухобмоточного трансформатора:
Очень часто в справочной литературе приводится только одно значение ∆Рк, определенное из опыта короткого замыкания, выполненного для наиболее мощных обмоток. Обычно это ∆Рк вс. Потери мощности в каждой обмотке определяются с учетом соотношения номинальных мощностей обмоток при решении следующей системы уравнений:
Потери активной мощности в обмотке низшего напряжения рассчитываются из любого из соотношений:
или 
При соотношениях мощностей обмоток 100 % / 100 % / 100 %
Источник
Трехобмоточный трансформатор
Условное обозначение:
Имеет три обмотки, связывает сети трех напряжений.
Обмотки между собой имеют электромагнитную связь.
Схема замещения трехобмоточного трансформатора:
 |
Схему замещения можно отобразить в упрощенном виде, где идеальные трансформаторы отсутствуют и сопротивления представлены в виде комплексных значений:
где r1, r2, r3 – активные сопротивления трех обмоток трансформатора, приведенные к напряжению первичной обмотки;
х1, х2, х3 – условные индуктивности рассеяния обмоток, также приведенные к напряжению первичной обмотки.
Параметры цепи намагничивания 3-х обмоточных трансформаторов определяется аналогично двухобмоточным.
Если в опытах к.з. при замыкании одной обмотки и отсутствии нагрузки у другой, замерить напряжение к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) и потери мощности, то по формулам, полученным выше, можно определить суммарные сопротивления двух последовательно включенных лучей схемы замещения 3-х обмоточного трансформатора. При замыкании накоротко обмотки 2 и включения трансформатора под напряжение через обмотку 1 можно найти:
r12=r1+r2=
x12=x1+x2=
Другие опыты к.з. позволяют аналогично определить суммарные сопротивления:
(15)
Из систем уравнений (14) и (15) следует, что:
Значения напряжений к.з. Uк(1-2), Uк(1-3), Uк(2-3) нормированы и приводятся в каталожных данных.
Значение потерь к.з. дается в таблицах. В первом случае активные сопротивления обмоток могут быть найдены в предположении, что эти сопротивления приведены к одной ступени трансформации, обратно пропорциональны номинальным мощностям соответствующих обмоток, и отвечающие наибольшим потерям мощности. Приводятся три значения потерь: DRкз(1-2), DRкз(1-3), DRкз(2-3).
При определении активных и индуктивных сопротивлений обмоток, следует принять во внимание их исполнение.
Трехобмоточные тр-ры имеют несколько исполнений. В одном из них каждая из обмоток тр-ра рассчитана на номинальную мощность. Есть возможность по любым двум обмоткам при отключенной третьей передавать полную номинальную мощность.
Соотношение мощностей обмоток у такого тр-ра 100/100/100%
Есть исполнение у новых трансформаторов, где соотношение мощностей 100/50/50%
50% или 67% или 33% соответствуют загрузке соответствующих обмоток на 50 или 67 или 33% от номинальной мощности тр-ра.
Выбор исполнения трехобмоточного тр-ра зависит от соотношения между мощностями нагрузок, питающихся от различных обмоток тр-ра.
При исполнении тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/100% все его активные сопротивления (приведенные) равны: r1=r2=r3=
Для тр-ров с соотношением мощностей обмоток 100/100/66,7 сопротивление первых двух обмоток определяется соотношением (17) сопротивление же третьей находиться из соотношения: 
При известных трех значениях потерь к.з. можно найти:
DRкз1=
DRкз2=
DRкз3=
а затем с помощью формулы: rТ=
; определить сопротивления r1, r2, r3 по найденным значениям DRкз1, DRкз2, DRкз3.
Потери реактивной и активной мощностей в 3-х обм. тр-рах можно вычислить суммированием потерь мощности в трех его обмотках; которые определяются по величине мощности, протекающей через соответствующую обмотку.
При неизвестных напряжениях в точках схемы замещения расчет ведется по номинальному напряжению, к которому приведены сопротивления обмоток.
Когда известны потери к.з. DRкз1, DRкз2, DRкз3, потери активной мощности м.б. найдены приблизительно как:
DRТ=
Для потерь реактивной мощности при приблизительном расчете справедливо выражение:
DQТ=
(при выводе формул (18) и (19) принято, что потери мощности и напряжения к.з. приведены к номинальной мощности соответствующих обмоток).
Трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения
Соединяет ветви двух напряжений.
 |
НАПРИМЕР: 110/10,5/10,5кВ или (110-ВН; 10,5-НН1; 10,5-НН2).
Соединяет сети ВН и двух ближайших (одного класса) напряжений.
НАПРИМЕР: 110/10,5/6,3кВ (110-ВН; 10,5-НН1; 6,3-НН2).
Мощность каждой обмотки низшего напряжения составляет часть номинальной мощности (1/2 Sном). Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки (одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена или обе ветви нагружены полностью).
; 
;
;
;
.
Схема замещения трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения.
Источник
