Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2022-12-30 | 31 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Введение
Силовой трансформатор – это важнейший элемент большинства электрических сетей. Передача электроэнергии на значительные расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях неоднократного трансформирования в повышающих и понижающих трансформаторах.Коэффициент полезного действия трансформатора очень велик и для большинства составляет 98-99%. Однако необходимость многократной трансформации энергии и установки в сетях трансформаторов с общей мощностью, в несколько раз превышающей мощность генераторов, приводит к тому, что общие потери энергии во всем парке трансформаторов достигают существенных значений. Ввиду вышеуказанного расчет потерь короткого замыкания и холостого хода требует особой тщательности и точности. Уменьшение потерь холостого хода достигается путем все более широкого применения холоднокатной рулонной электротехнической стали с улучшенными магнитными свойствами – низкими и особо низкими удельными потерями и низкой удельной намагничивающей мощностью. Уменьшение потерь короткого замыкания достигается повышением плотности тока за счет увеличения массы металла в обмотках. В значительной мере это стало возможным после замены медного провода алюминиевым в силовых трансформаторах общего назначения мощностью до 16000 кВА.В качестве основных критериев экономичной работы трансформаторов служат уровни потерь короткого замыкания и холостого хода, уровни тока холостого хода и напряжения короткого замыкания, масса трансформатора, отнесенная к единице мощности и т.д. Для обеспечения экономичности работы электрических сетей и надлежащего качества энергии, отпускаемой потребителем, т.е. для поддержания постоянства напряжения возникает необходимость в расширении выпуска трансформаторов с регулируемым напряжением под нагрузкой (РПН).Современными стандартами предусмотрен выпуск всех понижающих трансформаторов и автотрансформаторов классов 110, 150, 220, 330 и 500 кВ, а также части трансформаторов класса напряжения 35 кВ мощностью от 10000 до 63000 кВА с регулированием напряжения под нагрузкой.Трансформаторы классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью от 63 до 6300 кВА также могут иметь устройства РПН, однако, они выпускаются с переключением без возбуждения (ПБВ).
|
Задание
Тип трансформатора | ТМ – 320/20 |
Номинальная мощность, кВА | 320 |
Число фаз | 3 |
Частота, Гц | 50 |
Напряжение на стороне ВН, кВ | 20 |
Напряжение на стороне НН, кВ | 3,15 |
Схема соединения обмоток | Д/Д |
Способ охлаждения | Естественное, масляное |
Напряжение короткого замыкания, % | Uк = 5.5 |
Потери короткого замыкания, Вт | Pк = 5500 |
Коэффициент | 2,73 |
Определение параметров короткого замыкания
Потери короткого замыкания
4.1.1. Масса меди обмотки НН
Mм1=28*С*D1ср*W1*П1*10-3=28*3*0,28*298*9,895*10-3=69.47 кг
Где D1ср= = =0,28 м
4.1.2. Масса меди обмотки ВН
Мм2=28*С*D2ср*W2*П2*10-3=28*3*0,4075 *1.77*5,545*10-3=114,69 кг
ГдеD2ср= = =0,4075 м
4.1.3. Основные потери в обмотке НН
Pк1осн=2,4*J12*Mм1*10-12=2,4*(3.42*106)2*69.4*10-12= 1948.2 Вт
4.1.4. Основные потери в обмотке ВН
Pк2осн=2,4*J22*Mм2*10-12=2,4*(3.01*106)2*114,69*10-12=2493.8 Вт
4.1.5. В силовых трансформаторах общего назначения основные потери в обмотках составляют до 0,95 потерь короткого замыкания Pк.
Обозначив Pкр/Pосн=Kдк, получим Pкр=Pосн*Kдк, где Кдк учитывает добавочные потери в обмотках от вихревых токов, вызванных собственным магнитным полем рассеяния обмоток, электрические потери в стенках бака и может быть принят в пределах 1,03…1,05. Принимаем Kдк=1,05.
Тогда суммарные расчётные потери короткого замыкания
Pкр=Kдк*(Pк1осн+Pк2осн)=1,04*(1948.2 +2493.8)=4664.1 Вт
4.2. Напряжение короткого замыкания
4.2.1. Активная составляющая короткого замыкания
|
uа= = *100%=1,4575%
4.2.2. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания
uр= *100%= =5,04%
где β= = =3,297
d12=d+2*а01+2*а1+а12=0,21+2*0,015+2* +0,02=0,331 м
а01=0,015 м из таблицы 4.4 а12=0,02 м из таблицы 4.5
ар=а12+
Kр=1-σ=1-0,108=0,8922
σ= = =0,108
Kд=1, так как разрыва в обмотке нет.
4.2.3. Напряжение короткого замыкания
uкр= = =5,2465%
4.2.4. Ошибка, %
*100%= *100%=4,6 % - В пределах нормы (+- 5%)
4.3. Определение механических сил в обмотках
4.3.1. Установившийся ток короткого замыкания
Iку1=I1ф* 33,8625* =645.43 А
Iку2=I2ф* =5.333* =101,65А
4.3.2. Мгновенное максимальное значение тока короткого замыкания
iкм= *Kмакс*Iку, где Kмакс=1+ , Kмакс*
iкм1=2*645.43=1297.7 А иiкм2=2*101.93=204.384 А
4.3.3. Радиальная сила
Fр=0,628*(iкм2*W2)2*β*Kр*10-6=0,628*(204,38*1893)2*3,297*0,892*10-6=281.2 кН
4.3.4. Среднее сжимающее напряжение в проводе обмоток НН
σсж=Fр/(2*π*W1*П1)=281.2/(2*3,14*298*9,895*10-6)=15,1 МПа
4.3.5. Среднее растягивающее напряжение
σр= = =13,35 МПа,
т.е13.35*100/60=22.26% от допустимого значения σргост=60(МПа).
4.3.6. Температура обмоток через 5с после короткого замыкания
θкмеди= +θн= =169˚С
где tк=4(с), θн=90˚С.
Значение ГОСТ в 250 ˚С не превышено
Введение
Силовой трансформатор – это важнейший элемент большинства электрических сетей. Передача электроэнергии на значительные расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях неоднократного трансформирования в повышающих и понижающих трансформаторах.Коэффициент полезного действия трансформатора очень велик и для большинства составляет 98-99%. Однако необходимость многократной трансформации энергии и установки в сетях трансформаторов с общей мощностью, в несколько раз превышающей мощность генераторов, приводит к тому, что общие потери энергии во всем парке трансформаторов достигают существенных значений. Ввиду вышеуказанного расчет потерь короткого замыкания и холостого хода требует особой тщательности и точности. Уменьшение потерь холостого хода достигается путем все более широкого применения холоднокатной рулонной электротехнической стали с улучшенными магнитными свойствами – низкими и особо низкими удельными потерями и низкой удельной намагничивающей мощностью. Уменьшение потерь короткого замыкания достигается повышением плотности тока за счет увеличения массы металла в обмотках. В значительной мере это стало возможным после замены медного провода алюминиевым в силовых трансформаторах общего назначения мощностью до 16000 кВА.В качестве основных критериев экономичной работы трансформаторов служат уровни потерь короткого замыкания и холостого хода, уровни тока холостого хода и напряжения короткого замыкания, масса трансформатора, отнесенная к единице мощности и т.д. Для обеспечения экономичности работы электрических сетей и надлежащего качества энергии, отпускаемой потребителем, т.е. для поддержания постоянства напряжения возникает необходимость в расширении выпуска трансформаторов с регулируемым напряжением под нагрузкой (РПН).Современными стандартами предусмотрен выпуск всех понижающих трансформаторов и автотрансформаторов классов 110, 150, 220, 330 и 500 кВ, а также части трансформаторов класса напряжения 35 кВ мощностью от 10000 до 63000 кВА с регулированием напряжения под нагрузкой.Трансформаторы классов напряжения 10 и 35 кВ мощностью от 63 до 6300 кВА также могут иметь устройства РПН, однако, они выпускаются с переключением без возбуждения (ПБВ).
|
Задание
Тип трансформатора | ТМ – 320/20 |
Номинальная мощность, кВА | 320 |
Число фаз | 3 |
Частота, Гц | 50 |
Напряжение на стороне ВН, кВ | 20 |
Напряжение на стороне НН, кВ | 3,15 |
Схема соединения обмоток | Д/Д |
Способ охлаждения | Естественное, масляное |
Напряжение короткого замыкания, % | Uк = 5.5 |
Потери короткого замыкания, Вт | Pк = 5500 |
Коэффициент | 2,73 |
Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний
1.1. Мощность одной фазы
Sф = = 106.67 кВА
1.2. Мощность на один стержень
S’ = = 106.67 кВА
1.3. Номинальные линейные токи
1.3.1. На стороне ВН
I2 = = =9.237 A
1.3.2. На стороне НН
I1 = = =58.651 A
1.4. Фазные токи
1.4.1. На стороне ВН (соединение Д)
I2ф = = А
1.4.2. На стороне НН (соединение Д)
I2ф = = А
1.5. Фазные напряжения
1.5.1. Сторона ВН
В
1.5.2. Сторона НН
В
1.6. Испытательные напряжения (по таблице 4.1)
Uисп2 = 55 кВ; Uисп1 = 18 кВ
1.7. Активная составляющая напряжения короткого замыкания
Uка = = = 1.718 %
1.8. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания
Up = = = 5.224 %
2. Определение основных размеров трансформатора
|
2.1. Диаметр стержня трансформатора
где
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3. Канал рассения
ар=а12+ =0,027+0,019=0,046(м),
где а12= 0.02 м – размер канала между обмотками ВН и НН по таблице 4.5
=K* *10-2=0,62* *10-2=0,02 м
K=0.62 по таблице 3.3
2.1.4. Kр=0,95 – коэффициент Роговского
2.1.5. f=50Гц
2.1.6. Uр=5,224%
2.1.7. Bс=1,55 Тл – индукция в стержне по таблице 2.4 для стали 3404
толщиной пластин 0,35 мм
2.1.8. Kс=Kкр*Kз=0,918*0,97=0,89 – коэффициент заполнения стержня
сталью, где Kкрпо таблице 2.5 для 6 ступеней, Kз по таблице 2.2.
2.1.9. Приблизительный диаметр стержня
d`=0,507* =0,1958 м
Выбираем стандартный стержень, учитывая, что для диаметров стержней силовых трансформаторов принят стандарт, который содержит определённые нормализованные диаметры
dст=0,21 м (далее просто d)
2.2. Так как полученный диаметр стержня d` не соответствует нормализованной шкале диаметров, то определяют значение βн, соответствующее нормализованному(стандартному) диаметру dст.
βн=β*(d/d`)=2,73*(0,21/0,1958)=2,928
2.3. Средний диаметр канала между обмотками d12может быть принят предварительно по формуле
d`12=d+2*a01+2*a1+a12
илиd`12=a*d,
где а=1,4 из таблицы 3.4 для Pкпо ГОСТ для медных обмоток.
Тогда
d`12=1,4*d=1,4*0,21=0,294 м
2.4. Осевая длина обмотки
l= = =0,3154 м
2.5. Активное сечение стержня, т. е. чистое сечение стали по формуле
Пс=Kс* =0,89* =0,0308 м2,
где Кс=0,89
2.6. Электродвижущая сила одного витка
Uв1=4,44*f*Bс*Пс=4,44*50*1,6*0,0308=10,5983(В)
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!