Курсовой проект. ПРИМЕР КП_Трансформатор. В народном хозяйстве используются трансформаторы различного назначения в диапазоне мощностей от долей вольтампера до 1 млн кВа и более

• Название: В народном хозяйстве используются трансформаторы различного назначения в диапазоне мощностей от долей вольтампера до 1 млн кВа и более
• Анкор: Курсовой проект
• Дата: 29.03.2022
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: ПРИМЕР КП_Трансформатор.docx
• Тип: Реферат; #423927
• страница: 3 из 3

6.2. Зависимости ΔU=f(φ₂)

Зависимости отклонения напряжения на клеммах вторичной обмотки от характера симметричной нагрузки рассчитываем при питании трансформатора со стороны обмотки ВН номинальным напряжением номинальной частоты. Трансформатор работает при симметричной нагрузке неизменной величины. Расчет ведем для двух заданных значений коэффициента нагрузки 0,5; 1,0.

При коэффициенте нагрузки трансформатора 0,5:

• 
  при угле = - 30⁰<0 =0,866, sinφ₂= - 0,5
  

• 
  при угле φ₂=30⁰>0 =0,866, =0,5
  

Результаты расчетов приведены в табл. 2.

Таблица 2 Результаты расчетов зависимостей

, град	-90	-75	-60	-45	-30	-15	0
=0,5	-2,627	-2,373	-1,956	-1,407	-0,762	-0,064	0,637
=1,0	-5,254	-4,745	-3,913	-2,814	-1,523	-0,129	1,275

, град	90	75	60	45	30	15
=0,5	2,627	2,702	2,594	2,308	1,865	1,296
=1,0	5,254	5,405	5,187	4,616	3,731	2,591

По результатам расчетов построим зависимости в одних осях координат (рис. 9).



Рис. 9. Зависимости

ВЫВОДЫ: При >0 зависимости соответствуют смешанной активно-индуктивной нагрузке, а при < 0 – активно-емкостной. При активно-индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает, а в случае активно-емкостной нагрузки при < 0 оно повышается.

6.3. Зависимости η=f(k_нг)

Зависимости коэффициента полезного действия от величины симметричной нагрузки рассчитываем при питании трансформатора со стороны обмотки ВН номинальным напряжение номинальной частоты, при заданном коэффициенте мощности ( ) активно-индуктивного и активно-емкостного характера нагрузки.

Согласно заданному варианту при активно-индуктивной нагрузке и при активно-емкостной нагрузке .

Трансформатор работает с максимальным коэффициентом полезного действия при коэффициенте нагрузки

, о.е.

Коэффициент полезного действия определяем по формуле



где – расчетное значение потерь холостого хода, кВт; – расчетное значение потерь короткого замыкания, кВт.

Рассчитаем максимальное значение коэффициента полезного действия при 0,445

• 
  при активно-индуктивной нагрузке ( )
  

о.е.;

• 
  при активно-емкостной нагрузке ( )
  

, о.е.

Результаты расчетов приведены в табл. 3.

Таблица 3 Результаты расчетов зависимостей

Коэффициент нагрузки		0	0,25	0,50	0,75	1,00	1,25
Активно-индуктивная нагрузка	, кВт	2,249	2,249	2,249	2,249	2,249	2,249
		0	0,797	3,187	7,17	12,747	19,917
		0	175	350	525	700	875
	,о.е.	0	0,983	0,985	0,982	0,979	0,975
Активно-емкостная нагрузка	, кВт	2,249	2,249	2,249	2,249	2,249	2,249
		0	0,797	3,187	7,17	12,747	19,917
		0	200	400	600	800	1000
	,о.е.	0	0,985	0,987	0,985	0,982	0,978

По результатам расчетов построим зависимости в одних осях координат (рис. 10).



Рис. 10. Зависимости

ВЫВОД: Коэффициент полезного действия трансформатора зависит от величины и от характера нагрузки. Чем больше активная составляющая нагрузки, тем больше коэффициент полезного действия. Максимальное значение коэффициента полезного действия соответствует коэффициенту нагрузки 0,42.

6.4. Параллельная работа двух трансформаторов одинаковой мощности при разных коэффициентах трансформации

Нагруженность уравнительным током двух трансформаторов одинаковой мощности при параллельной работе оценим при заданном характере нагрузки ( ) для двух случаев: когда один из трансформаторов включен на ответвление обмотки ВН, соответствующее номинальному коэффициенту трансформации, а другой поочередно на два из остальных четырех ответвлений: +2,5% и +5%.

Т.е. коэффициенты трансформации будут отличаться на +2,5% и +5%.

Коэффициент трансформации первого трансформатора равен отношению числа витков обмотки высокого напряжения к числу витков обмотки низкого напряжения



Тогда если , то и 1,05k.

Рассчитаем параметры схемы замещения короткого замыкания:

• 
  полное сопротивление короткого замыкания
  

, Ом;

• 
  активное сопротивление короткого замыкания
  

, Ом;

• 
  индуктивное сопротивление короткого замыкания
  

, Ом.

Фазовый угол уравнительного тока относительно ΔU

, град.

Угол нагрузки , град.

При параллельной работе двух трансформаторов одинаковой мощности, когда второй трансформатор включен на ответвление +2,5%, уравнительный ток равен

, А.

При параллельной работе двух трансформаторов одинаковой мощности, когда второй трансформатор включен на ответвление +5,0%, уравнительный ток равен

, А.

Уравнительный ток дополнительно нагружает трансформатор с меньшим коэффициентом трансформации



, А,



, А,

а трансформатор с большим коэффициентом трансформации разгружает



, А,



, А.

Определяем меру нагруженности трансформаторов при наличии уравнительного тока по следующим выражениям:



, о.е.,



, о.е.,



, о.е.,

, о.е.

ВЫВОД: Степень нагруженности позволяет обосновать уменьшение нагрузки трансформатора на 0,013 о.е. при различии коэффициентов трансформации на 2,5% и на 0,026 о.е. при различии коэффициентов трансформации на 5%, для того, чтобы первый трансформатор работал в продолжительном режиме при номинальной нагрузке.

6.5. Параллельная работа двух трансформаторов разных мощностей

Допустимую нагрузку трансформатора при параллельной работе с другим трансформатором предельно допустимой большей мощности рассчитаем при заданном характере нагрузки ( ).

ГОСТом допускается включать на параллельную работу трансформаторы, отличающиеся по номинальной мощности не более чем в 3 раза. Тогда номинальные мощности трансформаторов , кВА, , кВ·А; - табличное значение напряжения короткого замыкания трансформатора предельной мощности.

Если , то при повышении нагрузки трансформатор с наименьшим напряжением короткого замыкания первым достигнет номинальной мощности.

Нагрузка каждого из параллельно работающих трансформаторов:

, кВА;

, кВА;

, о.е.;

, о.е.

ВЫВОД: Наибольшее значение из позволяет обосновать уменьшение суммарной нагрузки трансформаторов на конкретную величину для исключения перегрузки самого нагруженного трансформатора и возможности его работы в продолжительном режиме при номинальной нагрузке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В ходе выполнения данного курсового проекта был произведен расчет активной части и оценка основных эксплуатационных характеристик силового трансформатора мощностью 1000 кВА.

Для данного трансформатора мною была выбрана магнитная система с двумя стыками магнитной системы. Данный план шихтовки выбран из соображения уменьшения массы и потерь магнитной системы. Материалом магнитной системы была выбрана сталь марки 3405 с толщиной листа 0,30 мм.

В качестве проводникового материала для обмоток выбрана алюминий. Данный материал имеет очень хорошие эксплуатационные характеристики.

Для рассчитываемого трансформатора для обмоток ВН и НН был выбран следующий тип обмотки –двухслойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода на НН и цилиндрическая многослойная из круглого провода для ВН.

В ходе выполнения данного курсового проекта были рассчитаны уточненные данные для трансформатора: потери холостого хода, потери короткого замыкания, ток холостого хода и напряжение короткого замыкания.

Полученные в ходе окончательного расчета величины удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к трансформаторам. Значения находятся в допустимых пределах.

Также для обмоток на обеих сторонах нами было рассчитано значение плотности теплового потока. Полученные значения оказались меньше предельно допустимого значения

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. - 6 изд., стереотипное. – Издательский дом Альянс, 2009. -528 с.: ил.
   
2. 
   Расчет активной части и оценка эксплуатационных свойств силового трансформатора: учебное пособие/ В.М. Игнатович, Т.В. Усачева; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 84 с.