Трансформатори з розщепленої обмоткою нижчої напруги - силові трансформатори
Трансформатори з розщепленої обмоткою нижчої напруги
На електростанціях і великих підстанціях районів електричних мереж і систем електропостачання промислових підприємств встановлюють трансформатори або трифазні групи з розщепленими на дві (або більше) обмотки нижчої напруги, що дозволяє приєднувати до одного трансформатора два і більше генераторів або незалежних навантажень одного або різних класів напруг (умовні позначення таких трансформаторів наведені на малюнку 1, е, ж).
Трансформатори з розщепленої обмоткою НН є різновидом двохобмотувальні трансформатора. В такому трансформаторі обмотка НН виконана з двох або більше обмоток, розташованих симетрично по відношенню до обмотці ВН (рисунок 24). Номінальні напруги гілок однакові, а потужності їх складають частину номінальної потужності трансформатора і в сумі дорівнюють потужності обмотки ВН. У цьому полягає відмінність трансформаторів з розщепленими обмотками від триобмоткових трансформаторів, у яких сумарна потужність обмоток СН і НН завжди більше потужності обмоток ВН.
На малюнку 25, а представлена схема з'єднань обмоток для однієї фази трифазного двохобмотувальні трансформатора з розщепленої обмоткою НН на дві гілки. Схема його заміщення має вигляд трипроменевою зірки (рисунок 25, б), де RНН 1. RНН 2. XНН 1. XНН 2 - активні та індуктивні опори розщеплених обмоток НН, наведені до напруги обмотки ВН. З достатньою для практичних розрахунків точністю такий трансформатор можна розглядати як два незалежних трансформатора, що живляться від загальної мережі ВН. Потужність кожної обмотки НН дорівнює половині потужності обмотки ВН, тобто половині номінальної потужності трансформатора. Відповідно представлені співвідношення для опорів:
Малюнок 24 - Пристрій триобмоткового трансформатора (а) і двохобмотувальні трансформатора з розщепленої обмоткою НН (б)
Малюнок 25 - двообмоткових трансформатор з розщепленими обмотками НН: а - з'єднання обмоток трансформатора; б - схема заміщення
При паралельному з'єднанні обмоток НН трансформатор з розщепленими обмотками буде працювати як звичайний двохобмотувальні. При цьому опору трансформатора між висновками обмотки ВН і загальним висновком НН-1 і ПН-2 дорівнюватимуть опорам Rобщ і XОБЩ. віднесених до номінальної потужності трансформатора:
званими загальними, або наскрізними, опорами трансформатора.
З урахуванням (1.26) маємо:
Індуктивний опір обмотки ВН застосовують рівним нулю, тобто можна вважати XОБЩ цілком зосередженим в обмотках НН, включених паралельно. З огляду на при цьому, що XНН 1 = XНН 2. з (1. 27) отримаємо
Наведені відповідності дійсні тільки для груп однофазних трансформаторів, розщеплені обмотки яких можна розглядати як обмотки окремих трансформаторів. Коефіцієнт розщеплення (відношення опорів короткого замикання між розщепленими обмотками до опору короткого замикання між обмоткою ВН і паралельно з'єднаними розщепленими обмотками) для однофазних трансформаторів дорівнює 4.
У той же час в трифазних трансформаторах ступінь магнітного зв'язку між розщепленими обмотками відрізняються від однофазних і залежить від розташування обмоток на стержні магнітопроводу. При розташуванні розщеплених обмоток одна над іншою коефіцієнт розщеплення дорівнює 3,5 і індуктивні опору обмоток трифазних трансформаторів складають:
Зв'язок напружень обмоток вищої і нижчої напруги враховується ідеальними трансформаторами з коефіцієнтами трансформації (рисунок 25, б)
Провідності трансформаторів з розщепленими обмотками визначаються так само, як і для двообмоткових трансформаторів за формулами (1.16) і (1.18).
Застосування трансформаторів з розщепленими обмотками НН, що володіють підвищеними значеннями індуктивних опорів (дивитися (1.29) і (1.30)), сприяє зниженню потужності короткого замикання на шинах НН майже вдвічі, що дозволяє в багатьох випадках обійтися без токоограничивающих реакторів.
В даний час трифазні двохобмотувальні трансформатори з розщепленими обмотками НН є основним типом трансформаторів потужних прийомних підстанцій напругою 110-220кВ.