Resistencias, conductancias y circuitos equivalentes de transformadores y autotransformadores

Un transformador con dos devanados se puede representar mediante un circuito equivalente en forma de T (Fig. 1, a), donde rt y xt son la resistencia activa e inductiva de los devanados, gt es la conductividad activa debido a la pérdida de potencia activa en el transformador acero, bt es la conducción inductiva debida a la corriente magnetizante...

La corriente en la conducción del transformador es muy pequeña (del orden de un pequeño porcentaje de su corriente nominal), por lo tanto, al calcular redes eléctricas de importancia regional, generalmente se usa un circuito equivalente con un transformador en forma de L, en el que la conducción se agrega a los terminales del devanado primario del transformador (Fig. 1, b) - al devanado de alto voltaje para transformadores reductores y al devanado de bajo voltaje para transformadores elevadores. El uso de un esquema en forma de L simplifica los cálculos de las redes eléctricas.

Arroz. 1.Circuitos equivalentes de un transformador con dos devanados: circuito en forma de a-T; b — esquema en forma de G; c — esquema simplificado en forma de L para el cálculo de redes regionales; d — un esquema simplificado para el cálculo de redes locales y para el cálculo aproximado de redes regionales.

El cálculo es aún más simple si la conductividad del transformador se reemplaza por una carga constante (Fig. 1, c) igual a la potencia sin carga del transformador:

Aquí ΔPCT — pérdidas de potencia en el acero iguales a las pérdidas durante la operación sin carga del transformador, y ΔQST — potencia de magnetización del transformador igual a:

donde Ix.x% es la corriente sin carga del transformador como porcentaje de su corriente nominal; Snom.tr — potencia nominal del transformador.

Para redes locales n, en cálculos aproximados de redes regionales, generalmente solo se tienen en cuenta las resistencias activa e inductiva de los transformadores (Fig. 1, d).

La resistencia activa de los devanados de un transformador de dos devanados está determinada por las pérdidas de potencia conocidas en el cobre (en los devanados) del transformador ΔPm kW a su carga nominal:

dónde

En los cálculos prácticos, se supone que las pérdidas de potencia en el cobre (en los devanados) de un transformador a su carga nominal son iguales a las pérdidas por cortocircuito a la corriente nominal del transformador, es decir ΔPm ≈ ΔPk.

Conociendo la tensión de cortocircuito uk% del transformador, numéricamente igual a la caída de tensión en sus devanados a carga nominal, expresada como porcentaje de su tensión nominal, es decir

la impedancia de los devanados del transformador se puede determinar

y luego la resistencia inductiva de los devanados del transformador

Para transformadores grandes con muy baja resistencia, la resistencia inductiva suele estar dada por la siguiente condición aproximada:

Al usar las fórmulas de cálculo, debe tenerse en cuenta que las resistencias de los devanados del transformador se pueden determinar a la tensión nominal de sus devanados primario y secundario. En los cálculos prácticos, es más conveniente determinar rt y xt a la tensión nominal del devanado para el que se realiza el cálculo.

Arroz. 2... Circuitos de transformadores con tres devanados y autotransformadores: a — diagrama de un transformador con tres devanados; b — circuito autotransformador; c — circuito equivalente de un transformador con tres devanados y un autotransformador.

Si el devanado del transformador tiene un número ajustable de vueltas, se toma Ut.nom como la salida del devanado principal.

Los transformadores con tres devanados (Fig. 2, a) y los autotransformadores (Fig. 2, b) se caracterizan por los valores de pérdidas de potencia ΔРm = ΔРк. y tensiones de cortocircuito ir% para cada par de devanados:

ΔPk. c-s, ΔPk. vn, ΔPk. s-n

y

ik.v-s, ℅, ik.v-n, ℅, ik. sn, ℅,

reducida a la potencia nominal del transformador o autotransformador. La potencia nominal de este último es igual a su potencia de paso. El circuito equivalente de un transformador o autotransformador de tres devanados se muestra en la Fig. 2, v.

Las pérdidas de potencia y la tensión de cortocircuito relativas a los rayos individuales de una estrella equivalente de un circuito equivalente se determinan mediante las fórmulas:

y

La resistencia activa e inductiva de los rayos de la estrella equivalente del circuito equivalente se determinan a partir de las fórmulas para transformadores de dos devanados, sustituyendo en ellas los valores de pérdida de potencia y voltaje de cortocircuito para el rayo correspondiente de la estrella equivalente. del circuito equivalente.