мдк0101 пр.3. Практическая работа 3 Выбор трансформаторов на параллельную работу

• Название: Практическая работа 3 Выбор трансформаторов на параллельную работу
• Дата: 24.10.2022
• Размер: 24.31 Kb.
• Имя файла: мдк0101 пр.3.docx
• Тип: Практическая работа; #752463

Практическая работа № 3

Выбор трансформаторов на параллельную работу.

Цель работы: Приобретение теоретических знаний и приобретение практических навыков расчета параметров и характеристик реальных трехфазных трансформаторов.

Контрольные вопросы

1. 
   Что такое группа соединения и как она обозначается?
   
   • 
     Группа соединений показывает, как соединены обмотки силового трансформатора. Группу соединений обозначают дробным выражением, числитель которого относится к первичной обмотке , а знаменатель—к вторичной обмотке (обмотка низшего напряжения): например, Y/Д, Y/Y или Д/Y.
     
2. 
   Какие группы соединения предусмотрены ГОСТом?
   
   • 
     ГОСТ предусмотрены две группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных трансформаторов: 0 и 11. Практически могут встретиться 12 групп
     
3. 
   Как из основной группы соединения можно получить производную?
   

Из каждой основной группы соединения методом круговой перемаркировки выводов на одной стороне трансформатора (без изменения схемы соединения) можно получить по 2 производные группы. Если в трансформаторе с группой соединения - 0 выводы обмотки НН перемаркировать и вместо последовательности abc принять последовательность cab, то вектор ЭДС повернётся на 120˚, при это получим группу соединения - 4.

4. 
   Как изменится отношение линейных напряжений трансформатора, если нулевую группу соединения изменить на 11-ю?
   

- линейное напряжение изменится и будет больше.

5. Какие условия необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу?

Для включения трансформаторов на параллельную работу согласно ГОСТ 11677-85 необходимо выполнить ряд условий : -1)группа соединений трансформаторов должна быть обязательно одинаковой, 2)коэффициенты трансформации трансформаторов должны быть одинаковыми (допускается отклонение не более 5%, а при к>3 не более 1%), 3)напряжение uK могут отличаться не более чем на 10%. 6. Что такое фазировка трансформатора и как она выполняется?

-

Фазировка трансформатора — это проверка совпадения по фазам и по значению вторичных напряжений вновь вводимого трансформатора с одноименными напряжениями другого источника (сети или работающего трансформатора).

Задача:

Определить уравнительный ток при включении трех трансформаторов на параллельную работу. Нагрузка распределяется между трансформаторами.

Марка трансформаторов:

№ 1 ТМН 1600/35; №2 ТМН 2500/35; №3 ТМН 4000/35.

Sном-1.6;2.5;4.0

Номинальное напряжение обмоток трансформаторов одинаковое:

35/6,3 кВ.

Напряжение короткого замыкания: – для трансформаторов №1 и №2 u_K=6,5%; – для трансформатора №3 u_K=7,5%.

Решение

1. 
   Проверка допустимого отклонения uK от среднего значения Среднее значение u_Kср=(6,5 + 6,5 + 7,5)/3 =6,83%.
   

Отклонения

Δu_K1,2=(6,5 – 6,83)/6,5= –0,05 = – 5%, Δu_K3=(7,5 – 6,83)/7,5= 0,089 = 8,9%.

Величина отклонений uK не превышает допустимого значения ± 10%. Следовательно, возможна совместная параллельная работа данных трансформаторов.

2. 
   Общая нагрузка, кВ∙А
   

S= S₁ + S₂ + S₃ = 1600 + 2500 +4000 = 8100.

Коэффициент k=S u SH / k = 1H /uk1 +S2H /uk2 +S3H /uk3=

= 1600/6,5+2500/6,5 + 4000/7,5 = 1164.

S/k = 8100/1164 = 6,958.

3. 
   Нагрузка каждого трансформатора, кВ∙А
   

S S^1H

S₁ =  = 6,958∙1600/6,5 = 1712,8; k uk1

S S^2H

S₂ =  =6,958∙2500/6,5 = 2676,2; k uk2

S S^3H = 6,958∙4000/7,5 = 3711.

S₃ =  k uk3

Проверка: S= S₁ + S₂ + S₃=8100 кВ∙А – проверка выполняется.

S= 1712,8+2676,2+3711=8100 кВА

Вывод: трансформатор с наибольшим значением напряжения короткого замыкания uK является наименее нагруженным трансформатором. В данном случае это трансформатор №3 ТМН 4000/35.

Таким образом, относительные нагрузки обратно пропорциональны напряжению u_K.

S S*1 / *2 / S*3 = uk3 / uk2 / uk1, где S*1 = S S1 / 1H ; S*2 = S S2 / 2H ; S*3 =S S3 / 3H .

Оценим нагрузку каждого трансформатора.

Трансформаторы №1 и №2 перегружены.

Перегрузка составила:

ΔS₁=(1712,8 – 1600)/1600 = 112,77/1600 = 0,07 = 7%

ΔS₂=(2676,2 – 2500)/2500 = 176,2/2500 = 0,07 = 7%

Общая перегрузка

ΔS= ΔS1 + ΔS2 =112,77 + 176,2 = 289 кВА.

Трансформатор №3 недогружен.

ΔS₃=( 3711 – 4000)/4000 = – 289 кВА.

Трансформаторы №1 и №2 перегружены, каждый на 7%, что недопустимо.

4. 
   Уравнительные токи
   

Уравнительные токи для трансформаторов №1 и №2 вызваны перегрузкой по мощности и составляют 7% от номинального тока. Оценим величину уравнительных токов.

4.1. Трансформатор №1

Номинальный ток, А

S^1H 1600 =146,6.

I_1H = =

3U_H 3 6 ,3

Уравнительный ток, А I_1у =0,07∙146,6 = 10,2.

Общий ток трансформатора I₁ = +I_1H I_1у = 156,8.

4.2.Трансформатор №2

Номинальный ток, А

S^2H 2500 =229.

I_2H = =

3U_H 3 6 ,3

Уравнительный ток, А I_2у =0,07∙229 = 16. Общий ток трансформатора I₂ =I_2H +I_2у= 246.

Наличие перегрузки трансформаторов №1 и №2 и наличие уравнительных токов являются недопустимыми, поэтому следует уменьшить общую нагрузку.

5. Уменьшение общей нагрузки Уменьшаем общую нагрузку на 7% ΔS =0,07∙8100 = 567 кВА.

Принимаем нагрузку S = 8100 – 567 = 7533 кВА.

Вычислим нагрузку каждого трансформатора, учитывая предыдущие расчеты и принимаем к =1164:



S S^1H 7533 1600 S₁ =  =  = 1593 кВА; k u_k1 1164 6,5

S S^2H = 7533 2500 = 2489кВА;

S₂ =  k u_k2 1164 6,5

S S^3H = 7533 4000 = 3451,5 кВА,

S₃ =  k u_k3 1164 7,5

Уменьшение общей мощности составило 7%.

Уменьшение мощности отдельных трансформаторов:

ΔS₁= (1593 – 1600)/1600 = – 0,44%;

ΔS₂= (2489 – 2500)/2500 = – 0,44%; ΔS₃= (3451,5– 4000)/4000 = – 13,7%.

Уменьшение мощности, особенно в трансформаторе с наибольшим напряжением короткого замыкания значительное (≈14%), что является экономически не выгодным. Таким образом, использование трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания uK для параллельной работы приводит к экономическим потерям, т.к.

трансформаторы недогружены.

В этом случае суммарная мощность трансформаторов будет использована лишь на 93%