3.Приведенный трансформатор. Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения, векторные диаграммы. Коэффициент нагрузки трансформатора

Коэффициент нагрузки трансформатора - Энциклопедия по экономике

Коэффициент нагрузки трансформатора при равномерном графике нагрузки определяется из выражения [c.384]

Однако в условиях эксплуатации не всегда возможно регулировать нагрузку трансформатора для получения оптимального коэффициента загрузки, [c.88]

Диагностика трансформаторов. Одной из составляющих диагностической системы может служить подсистема, построенная на базе математической модели нагрузочной способности трансформатора, которая для своей работы не требует установки датчиков внутри трансформатора. Для ее функционирования необходимы данные о текущей нагрузке трансформатора, о его напряжении и температуре окружающей среды. Кроме того, должны быть известны потери холостого хода и короткого замыкания, а также расчетные (номинальные) значения превышений температуры обмотки и масла в верхних слоях. Такая подсистема оценки интегрального износа изоляции позволяет в непрерывном режиме получать данные о степени износа изоляции и прогнозировать срок службы трансформатора. Эта информация, в сочетании с плановыми проверками характеристик изоляции (сопротивление изоляции, коэффициент абсорбции и др.), позволяет проводить ремонт по мере необходимости в зависимости от степени реального износа изоляции трансформатора. В настоящее время установлены связи между выделяемыми в масло газами и причинами их появления. Так, выделение водорода свидетельствует о наличии в трансформаторе частичных разрядов, ацетилена — о наличии электрической дуги и искрения, этилена — о местных нагревах масла и бумажно-масляной изоляции выше 873 К, метана -о местных нагревах изоляции в диапазоне 673... 873 К, этана — о местных нагревах масла и изоляции в диапазоне 573...673 К, оксида и диоксида углерода - о старении и увлажнении масла и твердой изоляции, диоксида углерода - о нагреве твердой изоляции. Кроме указанных газов в масле может содержаться кислород (воздух), наличие которого свидетельствует о нарушении герметичности трансформаторов. [c.137]

Экономия электроэнергии в системе электроснабжения может быть достигнута применением схем глубоких вводов 35—110 кв и сооружением одной или нескольких подстанций с первичным напряжением 35—ПО кв вблизи от основных потребителей энергии. При этом значительно сокращается протяженность электросетей напряжением 6 и 10 кв, отпадает необходимость установки блок-трансформаторов 10/6 кв и в результате снижаются потери электроэнергии. Кроме того, правильный выбор количества и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях исключает их работу с малой нагрузкой. Применение связей между отдельными подстанциями исключает необходимость иметь включенными все подстанции цехов во время уменьшения нагрузки или для производства ремонтных работ, для электрического освещения и т. п. Связь между отдельными подстанциями обеспечивает регулирование нагрузки трансформаторов, сокращение количества работающих трансформаторов и, как следствие, снижение потерь энергии в сетях и недопущение понижения коэффициента мощности. 10—1217 145 [c.145]

Уменьшение этой нагрузки может быть достигнуто с помощью правильного размещения оборудования и выбора соответствующего коэффициента трансформации трансформаторов тока. Оптимальная величина этого коэффициента лежит в пределах 400 1—800 1. [c.46]

Среди экономических показателей важное место занимает коэффициент мощности ( os ср), на основании которого устанавливается степень использования и качество эксплуатации электрооборудования. Низкие значения os ф приводят к дополнительным потерям активной электроэнергии, понижают уровень использования мощности генерирующих установок и пропускную способность электросетей. Для получения высоких значений os ф при минимальных затратах электроэнергии и оптимальных величин присоединенной мощности необходимо систематически поддерживать (соответствие мощности электродвигателя с потребной его нагрузкой. К таким же результатам приводит увеличение нагрузки трансформаторов. [c.148]

Расчет производится с учетом параметров трансформатора, часов его использования и степени нагрузки. Коэффициент нагрузки определяется как отношение тока нагрузки к номинальному току трансформатора. [c.70]

В случаях, когда суточный график нагрузки трансформатора имеет большую неравномерность (большие пики и провалы в потреблении), коэффициент нагрузки принимается равным [c.70]

Анализ резервов снижения технологических (технических) потерь и разработка мероприятий по их реализации осуществляются с учетом физических факторов, определяющих указанные потери. Так, известно, что потери активной мощности в воздушных и кабельных ЛЭП уменьшаются при сокращении протяженности сети, уменьшении нагрузки (передаваемой мощности), увеличении напряжения и повышении коэффициента мощности электроустановок потребителей (см. главу 26). Коэффициент полезного действия трансформаторов зависит от потерь в стали сердечника (на покрытие которых затрачивается мощность холостого хода), коэффициента загрузки трансформатора, а также коэффициента мощности ( os ф), при котором работает аппарат. В связи с этим важное значение, например, имеет оптимизация загрузки трансформаторов в разных узлах сети. [c.321]

При оптимизации режима определяются оптимальные значения всех параметров режима реактивных мощностей, генерирующих источников, коэффициентов трансформации трансформаторов и т. д. Планируемый режим должен быть допустимым, т.е. должны удовлетворяться условия надежности электроснабжения и качества электроэнергии, и, кроме того, наиболее экономичным среди допустимых режимов. Условия надежности электроснабжения и качества электроэнергии при расчетах допустимых режимов учитываются в виде ограничений равенств и неравенств на контролируемые параметры режима. Наиболее экономичным режимом является тот из допустимых режимов, при котором обеспечивается минимум потерь активной и реактивной мощности при заданной в каждый момент времени нагрузке потребителей. [c.213]

Как известно, с повышением напряжения в сети растет потребление реактивной мощности, и наоборот. Поэтому иногда в питающей незагруженные асинхронные двигатели сети применяется снижение напряжения за счет переключения ответвлений на трансформаторах. К этому мероприятию можно прибегать лишь в случаях, когда в сети держится чрезмерно высокое напряжение. Если же этого нет, то при совместном питании осветительной и силовой нагрузки понижение напряжения в сети с целью повышения коэффициента мощности приведет к понижению напряжения на лампах, уменьшению их светоотдачи, снижению освещенности [c.263]

Характеристика работ. Сборка схем сложных испытаний электрооборудования и электроаппаратуры сложной конструкции. Испытание, проверка работы и снятие технических характеристик по приборам сложных электрических машин. Испытание высоковольтного оборудования и силовых трансформаторов напряжением свыше 10 кВ и мощностью свыше 560 кВ- А, генераторов и двигателей постоянного тока. Измерение коэффициента трансформации, омического сопротивления обмоток, характеристик изоляции, опережающих степень ее увлажнения, тангенса угла диэлектрических потерь. Проверка работы переключателей напряжения трансформаторов с регулированием натяжения под нагрузкой. Испытание оборудования импульсным напряжением. Проверка и испытание узлов электронной аппаратуры. Выполнение работ по сборке, ремонту оборудования и аппаратуры при испытании. [c.105]

Характеристика работ. Полная сборка схем сложных испытаний электрооборудования и электроаппаратуры сложной конструкции. Испытание, проверка работы и снятие технических характеристик по приборам сложных электрических машин. Испытание высоковольтного оборудования и силовых трансформаторов напряжением свыше 10 кв и мощностью свыше 560 ква, генераторов и двигателей постоянного тока. Измерение коэффициента трансформации, омического сопротивления обмоток, характеристик изоляции, опережающих степень ее увлажнения, угла диэлектрических потерь. Проверка работы переключателей напряжения трансформаторов с регулированием натяжения под нагрузкой. Испытание оборудования импульсным напряжением. Проверка и испытание узлов электронной аппаратуры. Выполнение работ по сборке, ремонту оборудования и аппаратуры при испытании. Должен знать основы электротехники, электромеханики и электроники конструкцию сложных генераторов и электродвигателей переменного и постоянного тока, силовых и измерительных трансформаторов полную электрическую схему испытательной станции или лаборатории измерительные схемы особо сложных промышленных установок для испытаний. [c.116]

Оплачиваемая мощность потребителей и их максимальная нагрузка взаимосвязаны. Наиболее удобно взимать основную плату за электроэнергию по величине суммарной присоединенной электрической мощности, под которой понимают мощность понизительных трансформаторов и высоковольтных электродвигателей, присоединенных непосредственно к подстанциям энергоснабжающего предприятия. В этом случае облегчается проверка и учет, а потребители стремятся к улучшению коэффициента мощности os qp, так как они заинтересованы в снижении присоединенной мощности. [c.137]

Под заявленной понимается наибольшая получасовая электрическая мощность потребителя, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы. Заявленная мощность характеризует участие потребителя в формировании совмещенного максимума нагрузки энергосистемы. Дополнительная плата за 1 кВт- ч установлена за отпущенную потребителю активную электрическую энергию, учтенную счетчиком на стороне первичного напряжения головного абонентского трансформатора. Если счетчик установлен на стороне вторичного напряжения, вводится повышающий коэффициент 1,025 (так как в этом случае не учитываются потери в самом трансформаторе). [c.161]

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели, индукционные печи, вентильные преобразователи, сварочные агрегаты. При этом доля асинхронной нагрузки в потребляемой реактивной мощности на промышленных предприятиях достигает 60-70%. Крупными потребителями реактивной мощности также являются трансформаторы всех ступеней трансформации - 20-25%. В табл. 26.6 приведены примерные значения коэффициентов мощности ( os ф) для разных электроустановок. [c.568]

На рис. 26.7, а показан случай, когда при потреблении реактивной мощности из электросети асинхронным электродвигателем возрастает токовая нагрузка на сеть и трансформатор это, как сказано выше, ведет к потерям активной мощности в элементах системы электроснабжения предприятия и недоиспользованию мощности трансформаторов. Двигатель работает с пониженным коэффициентом мощности ( os ф). [c.569]

Дифференциация по группам потребителей (промышленность, население, сельское хозяйство, транспорт и т.д.) обусловлена отраслевыми различиями в режимах электропотребления, объемах спроса на энергию и мощность, затратах в электрораспределение. Так, удельная стоимость обслуживания крупного промышленного потребителя с высоким коэффициентом нагрузки, получающего электроэнергию непосредственно от высоковольтной ЛЭП и имеющего собственную трансформаторную подстанцию, значительно отличается от издержек электроснабжения бытового потребителя с неравномерной в течение суток нагрузкой и потребностью в дорогих трансформаторах и низковольтной распределительной сети. [c.217]

Под коэффициентом спроса Кс понимается отношение максимальной нагрузки предприятия (цеха, отдельного производства) Ртах к суммарной мощности установленных на нем электроприемников Ру (электродвигатели, электротехнологические процессы, освещение и др.). Под Ртк понимается получасовой максимум нагрузки предприятия, заложенный в его технический проект и заявляемый предприятием при составлении договора с электроснабжающей организацией. По величине Fmax определяют необходимую суммарную мощность связывающих его с электрической системой трансформаторов. Таким образом, [c.146]

При отсутствии на предприятиях самопишущих приборов используют значения средних Рср, Q p и среднеквадратичных Р , Q K нагрузок, определяемые для выбора мощности питающих трансформаторов ГПП предприятий с резкопеременными нагрузками на стадии проектирования. Поправочные коэффициенты [c.54]

Определение коэффициентов использования и анализ работы электростанции за месяц, квартал или год ничем не отличается от анализа работы за сутки. Эти же методы пригодны для определения использования других генерирующих установок — котлов, двигателей, а также преобразующих и потребляющих установок — трансформаторов, электромоторов и пр. Все.показатели использования режима работы и нагрузки можно наглядно представить на графике (см. рис. 8.1). Площадь графика,. расположенная ниже прямой установленной мощности, изображает в некотором масштабе максимально возможную выработку электроэнергии площадь графика, расположенная ниже кривой нагрузки в том же масштабе, — фактическую выработку электроэнергии. Действительно, площадь прямоугольника измеряется произведением основания на высоту, т. е. киловатт на часы. Это и есть энергия в киловатт-часах. Отношение этих площадей характеризует использование установленной мощности. [c.181]

economy-ru.info

44. Как кпд трансформатора зависит от коэффициента нагрузки?

Построим зависимость КПД от нагрузки. При β= 0 полезная мощность и КПД равны нулю. С увеличением отдаваемой мощности КПД увеличивается, так как уменьшается удельное значение магнитных потерь в стали, имеющих постоянное значение. При некотором значении (βопткривая КПД достигает максимума, после чего начинает уменьшаться с увеличением нагрузки. Причиной этого является сильное увеличение электрических потерь в обмотках, возрастающих пропорционально квадрату тока.

45. При каком условии КПД трансформатора максимален?

Максимальное КПД в трансформаторах большой мощности достигает весьма высоких пределов (0,98...0,99).

βопт, при котором КПД имеет максимальное значение, можно определить, взяв первую производнуюdη/dβ по формуле и приравняв ее нулю. КПДимеет максимум когда электрические потери в обмотках равны магнитным потерям в стали.

46. Оптимальный коэффициент нагрузки, при котором КПД трансформатора максимален. Формула.

47. Какие схемы соединения обмоток применяются в 3-х фазных трансформаторах?

Трехфазные трансформаторы могут быть соединены по схемам «звезда», «звезда с выведенной нулевой точкой», «треугольник» или «зигзаг с выведенной нулевой точкой».

48. В чем особенность соединения «зигзаг»?

Особенностью схемы "зигзаг" является то, что каждую фазу обмотки разделяют на две равные части (полуфазы), которые располагают на разных стержнях магнитопровода и соединяют между собой последовательно и встречно. ЭДС фазы обмотки, соединенной в "зигзаг", равна геометрической разности ЭДС полуфаз, которые сдвинуты на 120º. Поэтому для достижения равенства фазных ЭДС обмотки, соединенной по схеме "звезда", и обмотки, соединенной по схеме "зигзаг", число витков последней должно быть увеличено в 2/(3)1/2~ 1,15 раза. Это является недостатком схемы "зигзаг", так как при таком соединении увеличивается расход обмоточного провода.

49. В каких трансформаторах применяется соединение обмоток «зигзаг»?

Первичная и вторичная обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены по схемам «звезда», «звезда с выведенной нулевой точкой», «треугольник» или «зигзаг с выведенной нулевой точкой».

Схема соединения зигзаг

Каждая фаза состоит из 2ух одинаковых катушек, размещенных на разных стержнях и соединенных между собой встречно так, чтобы векторы индуцируемых в них ЭДС вычитались.

50. Группа соединения трансформатора. Определение.

Из лекций - ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЙ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

Однофазные трансформаторы. В них напряжения первичной и вторичной обмоток могут совпадать по фазе или быть сдвинутыми на 180о

Группы соединений обозначают целыми числами от 0 до 11. Номер группы определяют величиной угла, на который вектор линейного напряжения обмотки НН отстает от вектора линейного напряжения обмотки ВН. Для определения номера группы этот угол следует разделить на 30°.

Для однофазных трансформаторов возможны только две группы соединений: нулевая и шестая.

В зависимости от схемы соединения обмоток (У и Д) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.

При соединении обмотки НН по схеме Zн, а обмотки ВН по схеме У фазные напряжения обмотки НН сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений обмотки ВН на угол 330°, т. е. при таком соединении имеем одиннадцатую группу. Это объясняется тем, что между векторами линейных напряжений имеется такой же угол.

Из инета - Определение группы соединения трехфазных трансформаторов

Группа соединения трансформатора характеризует сдвиг по фазе между векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток. Группу соединения принято выражать числом, полученным от деления на 30 угла (в градусах), на который отстает вектор вторичного напряжения от соответствующего вектора первичного напряжения.

studfiles.net

Лекция 15 Работа трансформатора под нагрузкой

План лекции

15.1. Векторная диаграмма трансформатора при активно-индуктивной нагрузке.

15.2. Внешняя характеристика трансформатора.

15.3. Коэффициент полезного действия трансформатора.

15.1. Векторная диаграмма трансформатора при активно-индуктивной нагрузке

Все параметры схемы замещения работающего трансформатора, за исключением , являются постоянными величинами и могут быть определены из опытов холостого хода и короткого замыкания.

По основным уравнениям эдс и токов можно построить векторную диаграмму, которая наглядно показывает соотношения между токами, эдс и напряжениями.

Она является графическим выражением основных уравнений приведенного трансформатора.

Векторная диаграмма трансформатора при активно-индуктивной нагрузке приведена на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Векторная диаграмма трансформатора при активно-индуктивной нагрузке

Порядок построения векторной диаграммы:

– проводится произвольно вектор магнитного потока ;

– построение векторов ианалогично диаграмме холостого хода;

– эдс отстают на 90 от магнитного потока Фm;

– определив величину тока , откладываем векторпод углом2, который находим по формуле ;

– согласно уравнению (13.13) строим вектор;

– по формуле (13.14) находим вектор;

– по формуле (13.15) получаем вектор.

По полученным данным можно построить внешнюю характеристику U2 =f(I2) и зависимостьcos1 =f(I2).

В случае активно-емкостной нагрузки вид диаграммы изменится при прежнем порядке построений. Ток опережает эдс по фазе на угол.

15.2. Внешняя характеристика трансформатора

Внешней характеристикой трансформатораназывают зависимостьU2 =f(I2) приU1 =const, cos2 =const(рис. 15.2).

Рис. 15.2. Внешние характеристики трансформатора: 1 – нагрузка активно-емкостная; 2 –чисто активная; 3 – активно-индуктивная; 4 – внешняя характеристика сварочного трансформатора

У сварочного трансформатора U0св  70 В достаточное для зажигания дуги. При сварке Uсв = 0, а I2K= Iсв  300 А. Такая крутопадающая характеристика образуется за счет включения последовательно с вторичной обмоткой реактора (катушки с большой индуктивностью).

15.3. Коэффициент полезного действия трансформатора

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется по формуле

, (15.1)

где P2 – мощность, отдаваемая (полезная) вторичной обмоткой; P1 – мощность подведенная (затраченная) к первичной обмотке.

Разность между подведенной и отдаваемой мощностями является потерями мощности:

. (15.2)

Потери мощности в трансформаторе делятся на магнитные и электрические.

Магнитные потери – это потери мощности в магнитопроводе на гистерезис и на вихревые токи.

–потери холостого хода (постоянные, см. подразд. 14.1).

Электрические потери – это потери, связанные с нагревом обмоток трансформатора:

–переменные потери, так как зависят от силы тока Рма (см. 14.7,а),

где  – коэффициент нагрузки.

Полезную мощность можно определить по формуле

, (15.3)

где m – число фаз,

при m = 1 .

Если , то

подставим значения потерь мощности

. (15.4)

Максимальное значение кпд соответствует такой нагрузке, когда магнитные потери равны электрическим потерям ,

откуда . (15.5)

Зависимость коэффициента полезного действия от коэффициента нагрузки  = f() представлена на рис. 15.3.

Рис. 15.3. Зависимость коэффициента полезного действия трансформатора от коэффициента нагрузки

Как правило у трансформаторов кпд очень высокий.

studfiles.net

3.Приведенный трансформатор. Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения, векторные диаграммы.

Параметры вторичной обмотки трансформатора сильно отличаются от параметров первичной обмотки тм. Чем больше коэффициент трансформации, тем больше это отличие. Это затрудняет расчеты и построение векторных диаграмм. Эти затруднения устраняются приведением всех параметров тм к одинаковому числу витков, к числу витков первичной обмотки. С этой целью все величины, характеризующие вторичную цепь тм, - ЭДС, напряжение, ток и сопротивления – пересчитывают на число витков первичной обмотки. Для такого тм К=1=w1\w`2 . Такой тм называют приведенным. Однако все мощности и фазовые сдвиги вторичной обмотки не должны измениться. Получим

С помощью данных выражений получим основные уравнения тм:

хσ1– индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки;

При активно – индуктивной нагр.( РИСУНОК1) Вектор тока опережает по фазе вектор потока на угол δ , а векторы ЭДС отстают от этого вектора на угол 90. В случае активно-емкостной ток опережает ЭДС 2 на угол

При значительной емкостной нагрузки

падение напряжения в емкостной составляющей сопр. И индуктивное падение напряженя рассеяния во вторичной частично компенсируют друг друга.В результате

может оказаться больше.Реактивная составляющая вторичного тока совпадет по фазе с реактивной составляющей тока хх, т.е.оказывает подмагничивающее действие .В случае активно-индуктивной нагрузки.Это введет к уменьшению первичного токаI1 по сравнению с его значением при активно-индуктивной нагрузке,когда составляющая оказывает размагничивающее влияние.

рис1

4.Электрическая схема замещения трансформатора. Определение параметров схемы замещения из опытов хх и кз.

rМ– активное сопротивление ветви намагничивания;

хМ– индуктивное ветви намагничивания;

ХХ – режим работы тм при разомкнутой вторичной обмотке (Zнг = беск,I2 = 0)

Электрическая схема	Схема замещения

Элементы в схеме замещения: Основные уравнения т-ра принимают вид.

По результатам опыта определяют зависимостиIX,PX,cosφX=f(U1X). По ним определяем коэффициент трансформации, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки, а также ее полное сопротивление. Расчет параметров ветви намагничивания

IX=f(U1X):Характер кривой тока определяется его реактивной составляющей., создающей основной магнитный поток в трансформаторе. Активная составляющая на ХХ невелика. При напряженииUXзначительно меньше номинального магнитная система трансформатора ненасыщенна и зависимость прямолинейна. ПО мере насыщения магнитной системы реактивная составляющая тока растёт быстрее и характеристика отгибается вверх.

РX=f(U1X):Мощность, потребляемая трансформатором наХХ идет на покрытие потерь в стали, т.к. потери в меди ничтожно малы. Потери в стали пропорциональны квадрату подводимого напряжения и, следовательно, зависимость имеет вид параболы.

cosφX =f(U1X):По мере насыщения магнитной системы ток ХХ благодаря реактивной составляющей растет, аcosφXобратно пропорционален току, поэтому характеристика падающая.

КЗ – такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Zнг=0), при этом вторичное напряжениеU2 = 0.

Параметры короткого замыкания:

Электрическая схема	Схема замещения

По результатам опыта определяют зависимости IK,PK,cosφK=f(UK). По ним определяем.

cosφК =f(U1К), IК=f(U1К):Так как насыщение магнитной системы слабое, то зависимости тока и коэффициента мощности от подаваемого напряжения практически прямолинейны..

РК=f(U1К):.Так как магнитная система насыщена слабо, то все потери будут приходиться на электрическую часть трансформатора, где потери определяются как. Т.к. зависимость квадратичная, то и характеристика имеет вид параболы.

5.1.Изменение вторичного напряжения трансформатора при работе под нагрузкой.2Влияние характера нагрузки на величину вторичного напряжения.3.Внешняя характеристика трансформатора.4.Регулирование напряжения трансформатора под нагрузкой.5.Трансформаторы с плавным регулированием напряжения.

1.При отсутствии нагрузки тм (режим хх) напряжение на выходах вторичной обмотки U2`=U1. При подключении нагрузки напряжение U2`=U1ном-I1Zk. Если же в процессе работы тм меняются нагрузки или ее характер, то это приводит к колебаниям напряжения на выходе тм. Изменение вторичного напряжения тм при увеличении нагрузки от хх до номинальной определяется выражением

Конечное выражение для определения изменения вторичного напряжения получается в результате использования упрощенной векторной диаграммы тм. С учетом коэффициента нагрузки получим:,где

Из данных выражений видно, что изменение вторичного напряжения зависит не только от величины нагрузки тм (К), но и от характера этой нагрузки (φ2).

2.Влияние: При активно-индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает , а при активно-емкостной нагрузке при достаточно большом угле сдвига фаз оно повышается . Это обусловлено тем, что при протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток вызывает понижение напряжения, а емкостной ток повышение его.

3.Зависимость вторичного напряжения U2 тм от нагрузки I2 называют внешней характеристикой тм. Вид внешней характеристики тм зависит от характера нагрузки.

Обмотки ВН понижающих тм снабжают регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального, соответствующего номинальному вторичному напряжению при номинальном первичном. Это объясняется тем, что напряжение в разных точках линии электропередачи отличаются при подключении к ним понижающих тм, либо это напряжение может изменяться из-за колебания нагрузки. Т.к. Потребитель нуждается в высокостабильном напряжении, появляется необходимость незначительного изменения коэффициента трансформации. Регулировочные ответвления делают в каждой фазе. Переключать ответвления обмоток можно при отключенном от сети тм (ПБВ – переключение без возбуждения) или без отключения тм (РПН – регулирование под нагрузкой).

4.Принцип регулирование под нагрузкой основан на изменение коэфффиц. трансформ. Посредством регулировочных ответвлений. Переключение с одного ответвления на другое осуществляют без разрыва цепи рабочего тока.С этойцелью обмотку каждой фазы снабжают специальным переключающим ус-вом, состоящим из К1, К2- контакторы,П1,П2- переключатели, Р-реактор. Переход с Х1 на Х2 осуществляеться следующим образом.1. Размыкают контактор К1 2.П1 переводиться в положение Х3 без дуги потому,что цепь разокнута. 3.Замыкают контактор К1. 4.Размыкают контактор К2. 5.Переводят П2 в положение Х3. 6.Замыкают контактор К2

Плавное регулирование напряжения осуществляется с помощью добавления в цепь вольтодобавочного тм, состоящего из тм ПТ, включенного последовательно и регулировочного автотрансформатора РА с переключающим устройством.

studfiles.net

Нагрузочная способность силовых трансформаторов

При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях температура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение суток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т.е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изоляции трансформатора.

Нагрузочная способность трансформатора

Нагрузочная способность трансформатора - это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка - это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора - режим, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий поминальному режиму работы. Такой режим возникает, если нагрузка окажется больше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды больше принятой расчетной.

Построение двухступенчатого графика по суточному графику нагрузки трансформатора

Рис.1. Построение двухступенчатого графика посуточному графику нагрузки трансформатора

Допустимые систематические нагрузки

Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его номинальной мощности возможны за счет неравномерности нагрузки в течение суток. На рис.1 изображен суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140°С, наибольшая температура масла в верхних слоях +95°С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +98°С (ГОСТ 14209-85). Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый (см. рис.1).

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению

где s1,s2,...,sm - значения нагрузки в интервалах Δt1, Δt2,...,Δtm.

Коэффициент максимальной нагрузки в интервале h=Δh2+Δh3+...+Δhp.

Если К'2≥0,9Kmax, то принимают К'2=К2, если К'2max, то принимают К2=0,9Кmax.

Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика (0oxт), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведенным в ГОСТ 14209-85 (для трансформаторов до 100 MBА), определяют допустимость относительной нагрузки К2 и ее продолжительность.

Нагрузка более 1,5Sном должна быть согласована с заводом-изготовителем. Нагрузка более 2,0Sном не допускается.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора.

Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (140°С для трансформаторов напряжением выше 110 кВ и 160°С для остальных трансформаторов) и температурой масла в верхних слоях (115°С). Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузкой с износом изоляции ниже нормального.

Значение допустимой аварийной перегрузки определяется по ГОСТ 14209-85 в зависимости от коэффициента начальной нагрузки К1, температуры охлаждающей среды во время возникновения аварийной перегрузки 0охл и длительности перегрузки. Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать 2,0Sном.

При выборе трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, по условиям аварийных перегрузок можно воспользоваться табл.1.

Таблица 1

Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов привыборе их номинальной мощности для промышленных подстанцийпри предшествующей нагрузке, не превышающей 0,8(по ГОСТ 14209-85)

Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе их номинальной мощности для промышленных подстанций при предшествующей нагрузке, не превышающей 0,8

Точный расчет максимально допустимых нагрузок и аварийных перегрузок, а также износ витковой изоляции производится на ЭВМ по вспомогательным схемам, приведенным в ГОСТ 14209-85.

Анализируя приведенные в ГОСТ 14209-85 таблицы допустимых аварийных перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке не более 0.9Sном допускают перегрузку на 40% в течение 6ч при температуре охлаждающего воздуха не более +20°С и 30% в течение 4ч при температуре охлаждающего воздуха +30°С.

Допустимые нагрузки и аварийные перегрузки для трансформаторов мощностью свыше 100 MBА устанавливаются в инструкциях по эксплуатации; для сухих трансформаторов и трансформаторов с негорючим жидким диэлектриком - в стандартах или технических условиях на конкретные типы трансформаторов (ГОСТ 11677-85).

www.gigavat.com

Коэффициенты загрузки трансформаторов на подстанциях

Характер нагрузки и вид ТП	Кз
При преобладании нагрузок 1 категории на двухтрансформаторных ТП	0,65
При преобладании нагрузки 2 категории на однотрансформаторных ТП и взаимном резервировании трансформаторов по связи вторичного напряжения	0,8
При преобладании нагрузок 2 категории и при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а также при нагрузке 3 категории	0,9 - 0,93

Коэффициенты загрузки в первых двух случаях определены исходя из необходимого взаимного резервирования при выходе из работы одного из трансформаторов с учетом допустимой перегрузки оставшегося в работе трансформатора, резервирующего аварийный.

Правилами устройства электроустановок (9) допускается перегрузка одного трансформатора до 140% в аварийном режиме продолжительностью до 5 суток, но не более 6 часов в сутки, т.е. при графиках средней плотности.

При выборе схем защиты цеховых трансформаторов предпочтение отдают наиболее простой схеме, обеспечивающей надежную работу трансформаторов.

Для контроля за работой трансформаторов и учета потребленной электроэнергии включаются следующие электроизмерительные приборы: вольтметр, амперметр, и расчетные и контрольные счетчики активной и реактивной энергии через соответствующие измерительные трансформаторы.

Расчетные счетчики устанавливаются:

- на вводе линии в подстанцию предприятия, если нет связи с другой подстанцией энергосистемы или нет другого потребителя на питающем напряжении;

- на высшем напряжении трансформаторов подстанции при наличии связи с другими подстанциями на питающем напряжении или при питании от нее других подстанций;

- на низшем напряжении трансформатора, если он на стороне высшего напряжения присоединен через выключатель нагрузки или разъединитель и плавкие предохранители. Контрольные счетчики обычно включают на низшем напряжении, что дешевле. Класс точности расчетных счетчиков не менее 2.0 при включении через измерительные трансформаторы класса 0.5; контрольных счетчиков - не менее 2.5, включаемых через измерительные трансформаторы класса 1.0.

6. Методика выбора числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций

Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых ТП производится на основании следующих исходных данных:

расчетная нагрузка ЦТП за наиболее загруженную смену, кВА;
категория надежности потребителей;
экономическая плотность электрической нагрузки кВА/м2;
величина реактивной нагрузки, кВАр;
коэффициент загрузки в нормальном режиме Кз;
коэффициент нагрузки в аварийном режиме Кав;
допустимое число типогабаритов трансформаторов.

Следует иметь в виду, что при нагрузки в цехе меньшей 400 кВт целесообразно решить вопрос о ее объединении с нагрузкой рядом расположенного цеха, в остальных случаях (Рр > 400 кВт) в цехе рационально устанавливать собственную ТП.

Экономически целесообразная мощность трансформатора ТП может быть определена ориентировочно по плотности электрической нагрузки (табл. 4).

Таблица 4

studfiles.net

Определение токов в обмотках при фактической нагрузке; расчет коэффициента трансформации; определение суммарных потерь в трансформаторе при номинальной нагрузке; расчет КПД трансформатора при фактической нагрузке

Задача №3

К трёхфазному трансформатору типа ТМ 630/10 с номинальным напряжением вторичной обмотки присоединена активная нагрузка Р2 при коэффициенте мощности . Трансформатор работает при коэффициенте нагрузки .

Определить:

1) токи в обмотках при фактической нагрузке

2) коэффициент трансформации;

3) суммарные потери в трансформаторе при номинальной нагрузке;

4) К. п. д. трансформатора при фактической нагрузке.

Недостающие данные взять из таблицы 1 методических указаний.

Почему обе обмотки должны располагаться на замкнутом сердечнике? Как будет вести себя трансформатор, если сердечник имеет зазоры?

Определяем номинальные токи обмоток

Первичной обмотки:

Вторичной обмотки:

При :

Ток первичной обмотки:

Ток вторичной обмотки:

Значения отдаваемых трансформатором активной и реактивной и полной мощностей:

Коэффициент трансформации

Технические данные потерь трансформатора из таблицы 1:

Потери в стали (холостого хода)

Потери в обмотках (короткого замыкания)

Напряжение короткого замыкания ;

Ток холостого хода

Реактивные потери холостого хода

Реактивные потери короткого замыкания

где индуктивное сопротивление трансформатора

Суммарные потери мощности при номинальной нагрузке активные:

реактивные:

полные:

К. п. д. трансформатора при фактической нагрузке

Обмотки трансформатора располагаются на замкнутом сердечнике. При подключении первичной обмотки к сети переменного тока по обмотке проходит ток, который создаёт в замкнутом магнитопроводе переменный магнитный поток. Магнитный поток пронизывает витки вторичной обмотки, в неё индуцируется ЭДС.

vunivere.ru