По характеру решаемых задач расчеты электрических сетей делятся на две части:
1. Расчеты режимов сетей. Это расчеты напряжений в узловых точках, токов и мощностей в линиях и трансформаторах в определенные промежутки времени.
2. Расчеты выбора параметров. Это расчеты выбора напряжений, параметров линий, трансформаторов, компенсирующих и других устройств.
Для производства выше указанных расчетов, прежде всего, необходимо знать схемы замещения, сопротивления и проводимости линий электропередачи и трансформаторов.
В расчетах электрических сетей с учетом трансформаторов взамен Т-образной схемы замещения, известной из курса электротехники, обычно применяют наиболее простую Г-образную схему замещения, которая значительно упрощает расчеты и не вызывает существенных ошибок. Такая схема замещения представлена на рис. 1.
Рис. 1. Г-образная схема замещения трансформатора
Основными параметрами схемы замещения одной фазы трансформатора является активное сопротивление RТ, реактивное сопротивление ХТ, активная проводимость GТ и реактивная проводимость ВТ. Реактивная проводимость ВТ имеет индуктивный характер. Эти параметры в справочной литературе отсутствуют. Их определяют экспериментально по паспортным данным: потерям холостого хода ∆РХ, потерям короткого замыкания DРК, напряжению короткого замыкания UК% и току холостого хода i0%.
Для трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторов, схема замещения представляется в несколько ином виде (рис.2).
Рис. 2. Схема замещения трехобмоточного трансформатора
В паспортных данных трехобмоточных трансформаторов напряжение короткого замыкания указывается для трех возможных сочетаний: UК1-2% - при коротком замыкании обмотки среднего напряжения (СН) и питании со стороны обмотки высшего напряжения (ВН); UК1-3% - при коротком замыкании обмотки низшего напряжения (НН) и питания со стороны обмотки ВН; UК2-3% - при коротком замыкании обмотки НН и питании со стороны СН.
« Подписывайтесь на наши каналы в Telegram: Школа для электрика и Электрика, электромонтажные работы
Кроме того, возможны варианты исполнений трансформаторов, когда все три обмотки рассчитаны на номинальную мощность трансформатора или когда одна или обе вторичные обмотки рассчитаны (по нагреву) только на 67% мощности первичной обмотки.
Активная и реактивная проводимости схемы замещения определяются по формулам:
где ∆РХ – в кВт, UН – в кВ.
Общее активное сопротивление обмоток RТобщ вычисляют по формуле:
Если все три обмотки рассчитаны на полную мощность, то активное сопротивление каждый из них принимается равным:
R1Т = R2Т = R3Т = 0,5 RТобщ
Если же одна из вторичных обмоток рассчитана на 67% мощности, то сопротивления обмоток, которые могут быть нагружены на 100%, принимаются равными 0,5 RТобщ. Обмотка, позволяющая передавать 67% мощности и сечение которой составляет 67% от нормального, имеет сопротивление в 1,5 раза больше, т.е. 0,75 RТобщ.
Для определения реактивного сопротивления каждого из лучей схемы замещения напряжения короткого замыкания представляют в виде суммы относительных падений напряжения на отдельных лучах:
UК1-2% = UК1% + UК2%,
UК1-3% = UК1% + UК3%,
UК2-3% = UК2% + UК3%.
Решая эту систему уравнений относительно UК1% и UК3%, получаем:
UК1% = 0,5(UК1-2% + UК1-3% - UК2-3%),
UК2% = UК1-2% + UК1%,
UК3% = UК1-3% + UК1%.
При практических расчетах для одного из лучей падение напряжения обычно получается равным нулю или небольшой отрицательной величине. Для этого луча схемы замещения индуктивное сопротивление принимают равным нулю, а для остальных лучей индуктивные сопротивления находят в зависимости от относительных падений напряжения по формуле:
