Формирование токов в общей и последовательной обмотках при автотрансформаторном, трансформаторном и комбинированном режимах.

При выборе мощности автотрансф-ра, при решении вопроса о допустимости того или иного режима, при подсчете потерь мощности и энергии в автотрансф-ре необходимо знать нагрузку каждой его обмотки, в особенности наиболее нагруженной. Режимы, в которых мощность передается из системы высшего напряжения в систему среднего напряжения или в обратном направлении (третичная обмотка не нагружена), являются автотрансф-. При этих режимах передаваемая мощность не должна превышать номинальную мощность автотрансформатора. Если третичная обмотка также нагружена (такой режим принято называть комбинированным), то токи в последовательной и общей обмотках можно представить состоящими из двух слагаемых, а именно: а) тока, соответствующего мощности, передаваемой в автотрансформаторном режиме из системы высшего напряжения в систему среднего напряжения (или в обратном направлении); б) тока, соответствующего мощности, передаваемой в трансформаторном режиме через третичную обмотку в том или ином направлении. Слагаемые токов в последовательной и общей обмотках должны быть суммированы геометрически с учетом направления передачи мощности. Комбинированные режимы трехобмот-ых автотрансформаторов наиболее часты. Характерными являются следующие два.

Режим 1. Мощность передается в направлении ВН -» СН и одновременно ВН->НН или в обратном направлении: СН-+ВН и одновременно НН -» ВН. Слагаемые токов автотрансф-го режима в последоват-ой и общей обмотках обозначены на схемах соответственно /_Пат и /_Оат. Они находятся в противофазе. Слагаемая тока трансф-го режима в общей и последовательной обмотках обозначена. Схемы, поясняющие распределение тока в обмотках трехобмоточного автотрансформатора в комбинированных режимах: В общей обмотке составляющие тока автотрансформаторного и трансформаторного режимов направлены встречно, поэтому

Iо = Iоат — Iтр

Активная и реактивная составляющие нагрузки общей обмотки могут быть положительными или отрицательными в зависимости от значений составляющих автотрансформаторного и трансформаторного режимов. Кажущаяся мощность не зависит от знака составляющих. В рассматриваемом режиме ток в общей обмотке меньше, чем в трансформаторном режиме НН ↔ ВН или в автотрансформаторном режиме СН ↔ВН. Рассматриваемый комбинированный режим ограничен мощностью последовательной обмотки.

Режим 2. Мощность передается в направлении ВН →СН и одновременно НН →СН или в обратном направлении СН→ВН и СН→ НН.

В последовательной обмотке составляющая тока трансформаторного режима отсутствует

Нагрузка последовательной обмотки

В общей обмотке составляющие тока автотрансформаторного и трансформаторного режимов направлены согласно

Нагрузка общей обмотки может быть определена из следующего выражения: Составляющие тока (мощности) автотрансформаторного и трансформаторного режимов суммируются в общей обмотке. Рассматриваемый режим ограничен мощностью общей обмотки. Заметим, что расчет по приведенным выше формулам необходимо в том случае, когда токи в обмотках значительно различаются по фазе. При не значительной разнице в фазных углах кажущиеся мощности в обмотках могут быть суммированы алгебраически Сумма трансформаторной и электромагнитной мощностей равна проходной мощности АТ: Отношение трансформаторной мощности к проходной называется коэффициентом типовой мощности (коэффициент выгодности): Под номинальной мощностью АТ понимают его проходную мощность при номинальных условиях. Соответствующую номинальной мощности трансформаторную (электромагнитную) называют типовой мощностью. Размеры и масса АТ определяется не проходной, а трансформаторной мощностью. Чем ближе к единице U_С/U_В, тем меньше трансформаторная мощность при заданной проходной мощности. Следовательно, замена трансф-ра соответствующим АТ выгодна. Для АТ характерны следующие основные режимы работы:

1. Режимы ВН — СН и СН — ВН являются чисто автотрансформаторными режимами. В этих режимах может быть передана полная номинальная мощность АТ.

2. Режимы ВН — НН и НН — ВН являются чисто трансформаторными и позволяют осуществлять передачу мощности, равной мощности обмотки НН.

3. Режимы СН — НН и НН — СН являются чисто трансформаторными и позволяют осуществлять передачу мощности, равной мощности обмотки НН.

4. Комбинированные трансформаторные и автотрансформаторные режимы ВН — СН и одновременно ВН — НН, а также СН — ВН и одновременно НН-ВН. Если нагрузка на стороне НН отсутствует, то эти режимы переходят в автотрансформаторные ВН — СН и СН — ВН. При возрастании нагрузки в обмотке НН должна соответственно снижаться мощность на стороне СН, чтобы последовательная обмотка не перегружалась.

Нагрузка (перегрузка) АТ в трехобмоточном режиме определяется по току наиболее нагруженной обмотки, причем контролируются как линейные токи, так и ток общей обмотки.Загрузка общей обмотки определяется как отношение фактического тока к ее наибольшему длительно допустимому току, указанному в паспорте. Ниже приводятся значения наибольшего допустимого тока в общей обмотке АТ нового поколения.

4 4 Существенные ограничения накладываются на комбинированные режимы работы автотрансформаторов.

Существенные ограничения в применимости контактных методов-возникают при необходимости измерения локальных температур в неоднородном температурном поле исследуемого объекта. Всякий контактный измеритель вносит искажения в исследуемое температурное поле, осуществляя некоторое осреднение значений температур в сфере пространства внутри объекта, диаметр которой превышает габаритные размеры преобразователя. Соотношение диаметра сферы возмущенного пространства объекта и определяющего размера преобразователя находят, решая задачу теплообмена.

Существенные ограничения накладывает также специфика проявления Н - связи на обертонах валентного колебания. Большое уширение полосы и понижение ее интегральной интенсивности (на первом обертоне) приводит к резкому уменьшению коэффициента поглощения. В совокупности с ограниченной прозрачностью растворителей это вызывает большие экспериментальные трудности при определении основных параметров полосы. Поэтому нами были выбраны для исследования восемь доноров протона: дейтерированный метанол CD3OH, третичный бутанол, 2 4-диметил - З - этил - З - пентанол, фенол, пиррол, карбазол, диэтиламин, дифениламин. В третичных спиртах, феноле и дифениламине активная группа не имеет общей связи с группой СН, что позволяет ожидать отсутствия (ничтожно малой интенсивности) полосы смешанного колебания

Существенные ограничения накладываются на комбинированные режимы работы автотрансформаторов.

Существенные ограничения установлены в отношении имущества, находящегося в государственной собственности. Все же остальные вещи могут сдаваться в аренду свободно.

Существенные ограничения на данный метод накладывают погрешности определения водопроводимости, интерполяции ее значений так же, как и значений напоров по площадиСущественные ограничения на использование этой системы накладывает применение в схеме интерферометра.

Существенное ограничение в пространственных группах симметрии имеет место для кристаллов природных соединений. Действительно, например, почти все природные (I - или d -) аминокислоты кристаллизуются в одной из двух указанных групп.

Существенные ограничения на разработку БИС накладывает выход годных схем при их изготовлении

5 Однофазный АТ имеет электрически связанные обмотки ОВ и ОС. Часть обмотки заключённая между В и С, называется последовательной, а между С и О общей.

При работе АТ в режиме понижения напряжения в последовательной обмотке проходит ток, который, создавая магнитный поток наводит в общей обмотке ток. Ток нагрузки вторичной обмотки складывается из тока проходящего благодаря гальванической (электрической) связи обмоток, и тока, созданного магнитной связью этих обмоток:

Полная мощность, передаваемая АТ из первичной сети во вторичную, называется проходной. Если пренебречь потерями в сопротивлениях обмоток АТ, можно записать следующее выражение:

электрическая мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную за счёт их гальванической связи, без трансформации.

Эта мощность не нагружает общей обмотки, потому что ток из последовательной обмотки проходит на вывод С минуя обмотку ОС.

В номинальном режиме проходная мощность является номинальной мощностью АТ, а трансформаторная мощность – типовой мощностью.

Размеры магнитопровода, а, следовательно, его масса, определяются трансформаторной (типовой) мощностью, которая составляет лишь часть номинальной мощности: где: коэффициент трансформации, выбирают; коэффициент выгодности или коэффициент типовой мощности. Получаем, что чем ближе к, тем меньше и меньшую долю номинальной составляет типовая мощность. Это означает, что размеры АТ, его масса, расход активных материалов, уменьшается по сравнению с трансформатором одинаковой номинальной мощности.. Наиболее целесообразно применение АТ при сочетаниях напряжений 220/110, 330/150, 500/220, 750/330.

Таким образом, обмотки и магнитопровод АТ рассчитываются на типовую мощность, которую иногда называют расчётной мощностью.

Какая бы мощность не подводилась к зажимам В и С, последовательную и общую обмотки загружать больше чем на нельзя. Этот вывод особенно важно помнить при рассмотрении комбинированных режимов работы АТ.

Третья обмотка АТ (обмотка НН) используется для питания нагрузки, для присоединения генераторов и синхронных компенсаторов (а в некоторых случаях служит лишь для компенсации токов третьих гармоник). Мощность обмотки НН - не может быть больше, т. к. иначе размеры АТ будут определяться мощностью этой обмотки.

Режимы работы 3-х обмоточных АТ с ВН, СН и НН. Возможна передача номинальной мощности из обмотки ВН в обмотку СН или наоборот. В обоих режимах в общей обмотке проходит разность токов а поэтому последовательная и общая обмотки загружены типовой мощностью, что допустимо.

Возможна передача мощности из обмотки НН в обмотку СН или ВН, причём обмотку НН можно загрузить не более чем на. Условие допустимости режима НН→ ВН или НН → СН: Если происходит трансформация из НН в СН, то общая обмотка загружена такой же мощностью и дополнительная передача мощности из ВН в СН невозможна, хотя последовательная обмотка не загружена.В трансформаторном режиме передачи мощности из обмотки НН в ВН, общая и последовательная обмотки загружены не полностью: поэтому возможно дополнительно передать из обмотки СН в ВН некоторую мощность. Передача мощности осуществляется автотрансформаторным путём ВН → СН и трансформаторным путём НН → СН Ток в последовательной обмотке: где: - активная и реактивная мощности передаваемые из ВН в СН.

Нагрузка последовательной обмотки:

Отсюда видно, что даже при передаче номинальной мощности последовательная обмотка не будет перегружена. В общей обмотке токи автотрансформаторного и трансформаторных режимов направлены одинаково: Нагрузка общей обмотки: Подставляя значения токов и производя преобразования, получаем: где: активная и реактивная мощности передаваемые из обмотки НН в обмотку СН. Т.о. комбинированный режим НН-СН, ВН-СН ограничивается загрузкой общей обмотки и может быть допущен при условии: Если значения cos на стороне ВН и НН незначительно отличаются друг от друга то кажущиеся мощности можно складывать алгебраически и упрощается:В комбинированном режиме передачи мощности из обмоток НН и СН в обмотку ВН распределение токов. В общей обмотке ток АТ режима направлен встречно току трансформаторного режима, поэтому загрузка обмотки значительно меньше допустимой и в пределе может быть равна нулю. Этот режим ограничивается загрузкой последовательной обмотки: где: активная и реактивная мощности на стороне СН, Р_нв,Q_нв на стороне НН.

Комбинированный режим НН-ВН, СН-ВН допустим, если

Если значения cos на стороне СН и НН незначительно отличаются друг от друга тогда формула упрощается Возможны и другие комбинированные режимы передачи мощности из обмотки СН в обмотки НН и ВН. В этом случае направления токов в обмотках изменяются на обратные но приведенные рассуждения и формулы останутся неизменными. Во всех случаях надо контролировать загрузку АТ, устанавливая трансформаторы тока (и амперметры) во всех обмотках. Допустимая нагрузка общей обмотки указывается в паспортных данных АТ. Выводы, сделанные для однофазного трансформатора справедливы и для трёхфазного трансформатора. Обмотки ВН и СН соединяются в звезду с выведенной нулевой точкой, обмотки НН в треугольник. К особенностям конструкции АТ следует отнести необходимость глухого заземления нейтрали общей для обмотки ВН и СН. Объясняется это следующим:

Если в системе с эффективно заземленной нейтралью включить понижающий АТ с незаземлённой нейтралью, то при замыкании на землю одной фазы в сети СН напоследовательную обмотку этой фазы будет воздействовать полное напряжение вместо, напряжение выводов обмотки СН возрастёт примерно до, резко увеличится напряжение, приложенное к обмоткам неповреждённых фаз. Аналогично будет при подключении повышающего АТ.Такие перенапряжения недопустимы, поэтому нейтрали всех АТ глухо заземляются. В этом случае заземления на линии со стороны ВН и СН не вызывают опасных перенапряжений, однако в системах ВН и СН возрастают токи однофазного КЗ.

7 Комбинированный режим характеризуется одновременной передачей мощности автотрансформаторным и трансформаторным путями. Два основных комбинированных режима, наиболее часто используемые.

1) Передача из обмотки автотрансформаторным ВН в обмотку СН и трансформаторным путем из НН в СН и одновременно НН-ВН, поясняющая схема на рисунке 2.12а. Если на НН нагрузка отсутствует, то режимы переходят в автотрансформаторные режимы.

Ток последовательной обмотки

где Р_В - активная мощность, передаваемая из ВН в СН,

Q_B - реактивная мощность, передаваемая из ВН в СН.

Нагрузка последовательной обмотки определяется по