Circuitos sobressalentes para transformadores no cálculo de redes elétricas
Pela natureza das tarefas a serem resolvidas, os cálculos de redes elétricas são divididos em duas partes:
1. Cálculos dos modos de rede. São cálculos de tensões em pontos nodais, correntes e potências em linhas e transformadores em determinados intervalos.
2. Cálculos de seleção de parâmetros. Estes são cálculos da seleção de tensões, parâmetros de linhas, transformadores, compensadores e outros dispositivos.
Para fazer os cálculos acima, você deve primeiro conhecer os circuitos equivalentes, resistência e condutância de linhas de energia e transformadores.
Nos cálculos de redes elétricas, levando em consideração os transformadores, em vez do circuito equivalente em forma de T conhecido no curso de engenharia elétrica, costuma-se usar o circuito equivalente em forma de L mais simples, o que simplifica muito os cálculos e não causa erros significativos . Tal circuito equivalente é mostrado na Fig. 1.
Arroz. 1. Circuito equivalente de transformador em forma de L
Os principais parâmetros do circuito equivalente de uma fase do transformador são a resistência ativa RT, reatividade HT, condutância ativa GT e condutância reativa BT. A condutância reativa do VT é de natureza indutiva. Esses parâmetros estão faltando na literatura de referência. Eles são determinados experimentalmente de acordo com os dados do passaporte: perdas em vazio ∆PX, perdas em curto-circuito DRK, tensão em curto-circuito UK% e corrente em vazio i0%.
Para transformadores com três enrolamentos ou autotransformadores, o circuito equivalente é apresentado de forma ligeiramente diferente (Fig. 2).
Arroz. 2. Circuito equivalente de um transformador com três enrolamentos
Nos dados do passaporte de transformadores com três enrolamentos, a tensão de curto-circuito é indicada para três combinações possíveis: UK1-2%-curto-circuito no enrolamento de média tensão (MV) e o lado da alimentação do enrolamento de alta tensão (HV) ; UK1-3% — em caso de curto-circuito do enrolamento de baixa tensão (LV) e fonte de alimentação do enrolamento HV; UK2-3% — em caso de curto-circuito da bobina de BT e da alimentação no lado de alta tensão.
Além disso, versões do transformador são possíveis quando todos os três enrolamentos são projetados para a potência nominal do transformador ou quando um ou ambos os enrolamentos secundários são projetados (em termos de aquecimento) para apenas 67% da potência do enrolamento primário.
A condutividade ativa e reativa do circuito equivalente são determinadas pelas fórmulas:
onde ∆PX — em kW, UN — em kW.
A resistência ativa total dos enrolamentos RTotot é calculada pela fórmula:
Se todos os três enrolamentos forem projetados para potência total, a resistência ativa de cada um deles será igual:
R1T = R2T = R3T = 0,5 RT total
Se um dos enrolamentos secundários for projetado para 67% da potência, as resistências dos enrolamentos que podem ser carregados em 100% serão iguais a 0,5 RTotal. Uma bobina que permite a transmissão de 67% da potência e cuja seção transversal é 67% do normal tem uma resistência 1,5 vezes maior, ou seja, 0,75 RTotot.
Para determinar a resistência de cada um dos feixes, os circuitos equivalentes da tensão de curto-circuito são apresentados como a soma das quedas de tensão relativas nos feixes individuais:
Reino Unido1-2% = Reino Unido1% + Reino Unido2%,
UK1-3% = UK1% + UK3%,
Reino Unido2-3% = Reino Unido2% + Reino Unido3%.
Resolvendo este sistema de equações para UK1% e UK3%, obtemos:
Reino Unido1% = 0,5 (Reino Unido1-2% + Reino Unido1-3%-Reino Unido2-3%),
Reino Unido2% = Reino Unido1-2% + Reino Unido1%,
UK3% = UK1-3% + UK1%.
Em cálculos práticos para um dos feixes, a queda de tensão é geralmente zero ou um pequeno valor negativo. Para esta viga do circuito equivalente, a resistência indutiva é assumida como zero, e para as vigas restantes, as reatâncias indutivas são encontradas dependendo das quedas de tensão relativas pela fórmula:
