Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

• Вступ 2
• 1. Принцип дії та конструктивне виконання трансформатора 3
• 2. Визначення основних електричний величин 5
• 3. Розрахунок маси магнітної системи трансформатора, визначення струму, втрат та параметрів холостого ходу 6
• 4. Визначення напруги, струму та параметрів короткого замикання 10
• 5. Розрахунок параметрів Т-подібної схеми заміщення трансформатора 11


Вступ

Трансформатор є одним з найважливіших елементів сучасної електричної мережі, і подальший розвиток трансформаторобудування визначається в першу чергу розвитком електричних мереж, тобто розвитком енергетики країни.

Однією з найважливіших задач теперішнього часу є задача суттєвого зменшення втрат енергії в трансформаторах, тобто зменшення втрат холостого ходу та втрат короткого замикання.

Зменшення втрат холостого ходу досягається шляхом широкого використання холоднокатаної рулонної електротехнічної сталі з покращеними магнітними властивостями - низькими та особливо низькими питомими втратами та низькою питомою намагнічуючою потужністю. Зменшення втрат короткого замикання досягається головним чином зменшенням густини струму в обмотках за рахунок збільшення маси металу в обмотках.

Особливо важливими задачами є підвищення якості трансформаторів, використання прогресивних технологій їньогох виготовлення, економія матеріалу при їх виготовлені і як найменші низькі втрати енергії при їхній роботі в мережі. Економія матеріалів та зниження втрат дуже важливі у розподільчих трансформаторах, у яких використовується значна частина матеріалів та виникає, суттєва частина втрат енергії.

1. Принцип дії та конструктивне виконання трансформатора

Трансформатор типу ТДЦ-80000/35 масляний силовий трифазний двохобмотковий з примусовою циркуляцією повітря і масла, з ненаправленим потоком масла призначений для роботи в блоках електростанцій.

Структура умовного позначення ТДЦ-80000/35:

Т - трансформатор трифазний;

ДЦ - примусова циркуляція повітря і масла з ненаправленим потоком масла;

80000 - номінальна потужність, кВА;

35 - клас напруги обмотки ВН, кВ;

Остов трансформатора складається з тристрижневої шихтованої магнітної системи з розгалуженими ярмами. Стяжка стержнів і вертикальних ярем проводиться бандажами з склострічки, горизонтальних ярем металевими напівбандажами. Всі напівбандажі ізольовані від ярмових балок. На верхніх ярмових балках по осях стрижнів і вертикальних ярем розташовані вісім кронштейнів, необхідних для підйому активної частини. Для зниження додаткових втрат і температури перегріву в елементах металоконструкції трансформатора на нижніх ярмових балках остова, пресувальних кільцях і стінках бака передбачена установка магнітних шунтів спеціальної конструкції. Обмотки ВН і НН концентрично розташовані на трьох стрижнях остову. Обмотка ВН безперервного типу має вивід в середині, тобто складається з двох паралельних гілок, розташованих одна над іншою, кожна гілка обмотки містить дві паралелі. Обмотка НН спіральна, чотириходова, намотана в два шари, які з'єднані послідовно. Осьове пресування обмоток проводиться за допомогою пресувальних кілець і гвинтів.

Головна ізоляція обмоток маслобар'єрного типу. Вивід лінійних кінців обмоток ВН проводиться за допомогою маслонаповнених герметичних вводів класу напруги 35 кВ посиленого або нормального виконання.

Бак трансформатора прямокутний дзвонового типу з роз'ємом на рівні нижнього ярма.

Трансформатор має масляне охолоджування з дуттям і примусовою циркуляцією повітря і масла (вид охолодження ДЦ). Для охолодження використовуються вісім охолоджувальних пристроїв з маслоохолоджувачами.

Для автоматичного управління і контролю роботи системи охолодження передбачені шафи автоматичного управління.

Трансформатор комплектується наступної вимірювальної, контрольної

і сигнальною апаратурою:

- двома термометрами (манометричні сигнальні);

- клапанами запобіжними;

- масловказівникомстрілочним;

- клапаном відсічним;

- газовим реле;

- шафами автоматичного керування системою охолодження;

- манометрами для контролю роботи насосів;

- контрольними кабелями і коробкою затискачів для приєднання контрольних кабелів.

Для компенсації температурних змін обсягу масла в баку трансформатора служить розширник зі стрілочним масловказівника і плівковим захистом масла від зволоження та окислення повітрям.

Для установки трансформатора на фундаменті і його перекочування в межах станції до дна бака кріпляться 12 поворотних кареток.

трансформатор електричний струм замикання

2. Визначення основних електричний величин

Лінійні та фазні струми i напруги розрахуємо з урахуванням схеми з'єднання фазних обмоток високої (ВН) та низької (НН) напруги:

де - номінальна потужність трансформатора, кВА;

- номінальна лінійна напруга відповідної обмотки ВН, НН, В.

Фазний струм та напруга при з'єднані обмотки за схемою зірка:

Фазний струм та напруга при з'єднані обмотки за схемою трикутник:

Фазна потужність трансформатора відповідних обмоток ВН, НН:

Коефіцієнт трансформації:

3. Розрахунок маси магнітної системи трансформатора, визначення струму, втрат та параметрів холостого ходу

Розрахуємо масустрижнів G_Ста ярем G_Я трансформатора:

де с - кількість стрижнів;

П_С - активний переріз стрижня, м²;

l_С - довжина стрижня, м;

h_Я- висота ярма, м;

_СТ - питома густина трансформаторної сталі марки 3404, товщина 0.35 мм; _СТ = 7650 кг/м³.

Рисунок 2.2 - Ескіз магнітної системи трансформатора

де П_Я - активний переріз ярма, м²;

C - відстань між вісями стрижнів, м;

D_C - діаметр стрижня, м.

При номінальній напрузі розрахуємо магнітний потік Ф, величину індукції у стрижнях В_С та ярмах В_Ямагнітної системи трансформатора:

Маючи величини індукції В_C, В_Я та використовуючи дані таблиці 2.1(Питомі втрати в сталі), знайдемо питомі втрати р_С, р_Я та питомі реактивні (намагнічуючи) потужності q_С , q_Я для електротехнічної сталі стрижніві ярем, а також питому намагнічуючу потужність для стиків qмагнітної системи трансформатора:

Для стрижнів:

Р_C= 1,472 (Вт/кг)

q_С= 2,556 (ВА/кг)

q_дС = 28600 (ВА/м²)

Для ярем:

Р_Я = 1,066 (Вт/кг)

q_Я = 1,276 (ВА/кг)

q_дЯ = 15560 (ВА/м²)

Розрахуємо втрати Р_Х у магнітній системі та активну складову струму холостого ходу I_XA (врахуємо додаткові втрати Р_Д, прийнявши їх рівними 10% від основних), реактивну потужність магнітної системи трансформатора у режимі холостого ходу Q_Х та реактивну складову струму холостого ходу I_XР, знайдемо повний струм I_1Хта коефіцієнт потужності cos_X при холостому ході. Всі розрахунки проведемо для U_1Xф =U_1Нф:

де n - кількість стиків;

де m - кількість фаз;

Розрахуємо параметри трансформатора у режимі холостого ходу Z_X; R_X; X_X за формулами:

Кут магнітного запізнювання розраховуємо за формулою:

4. Визначення напруги, струму та параметрів короткого замикання

Визначимо величини напруги U_1K, струму I_1K та коефіцієнта потужності cos_K трансформатора у режимі короткого замикання:

I_1K = I_1НФ = 1 319,7А

Розрахуємо параметри трансформатора у режимі короткого замикання Z_K; R_K; X_K; U_KA; U_KP за формулами:

5. Розрахунок параметрів Т-подібної схеми заміщення трансформатора

Параметри Т- подібної схеми заміщення трансформатора

,

,

,

Накреслимо Т-подібні схеми заміщення:

Рисунок 2.3 - Т-подібна схема заміщення трансформатора при номінальному режимі роботи

Рисунок 2.4 - Схема заміщення трансформатора при холостому ході

Рисунок 2.5 - Схема заміщення трансформатора при короткому замиканні

Запишемо рівняння рівноваги напруг та струмів трансформатора у режимах холостого ходу, короткого замикання та навантаження.

Розрахуємо число витків первинної обмотки трансформатора.

Електрорушійна сила одного витка:

Кількість витків у обмотці НН:

Кількість витків у обмотці ВН:

Побудуємо у масштабі трикутник напруги короткого замикання трансформатора.

Размещено на Allbest.ru