Пример расчета характеристик трансформатора
По номинальным данным
Тип трансформатора – ТДЦН – 400 000 / 110
Номинальная мощность S Н = 400 000 кВА = 400 МВА
Номинальное напряжение первичной обмотки U1H = 110 кВ
Номинальное напряжение вторичной обмотки U2H = 20 кВ
Мощность холостого хода РО= 320 кВт
Мощность короткого замыкания РК = 900 кВт
Напряжение короткого замыкания u К = 10,5 %
Ток холостого хода iO% = 0,45 %
Схема соединения обмоток Y/Y
Группа соединения обмоток 0
1) Характеристика трансформатора по условному обозначению.
Из условного обозначения следует, что это трехфазный трансформатор силовой общего назначения (Т), имеющий охлаждение с дутьем (Д) и принудительной циркуляцией масла (Ц), а также с устройством переключения регулировочных отводов под нагрузкой (с устройством РПН) (Н). Номинальная мощность трансформатора 400 МВА, номинальное напряжение первичной обмотки 110 кВ.
2) Расчет параметров трансформатора по номинальным данным.
2.1) Коэффициент трансформации трансформатора определяется в режиме холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки:
|
|
|
2.2) Фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе.
В паспортных данных указываются линейные напряжения. С учетом того, что схема соединения обмоток трансформатора Y/Y, то фазные напряжения меньше линейных в 
. Соответственно, при соединении «треугольник», ∆ фазные и линейные напряжения по величине равны.
Следовательно, в соответствии с заданием, фазное напряжение первичной обмотки:
,
фазное напряжение вторичной обмотки:
.
2.3) Номинальные линейные и фазные токи в обмотках трансформатора.
С учетом того, что для трехфазного трансформатора независимо от схемы соединения обмоток
,
то номинальный линейный ток в первичной обмотке равен:
,
а номинальный линейный ток во вторичной обмотке:
.
Так как, по заданию, схема соединения обмоток Y/Y, то линейные токи равны фазным токам. Соответственно, при соединении «треугольник», ∆ фазные токи меньше линейных токов в 
.
2.4) Ток первичной обмотки в режиме холостого хода, выраженный в амперах:
,
так как
.
2.5) Напряжение короткого замыкания, выраженное в вольтах:
,
так как
.
2.6) Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе
|
|
|
2.7) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при холостом ходе.
Для трехфазных трансформаторов в номинальных данных указывается мощность потерь холостого хода Р0и короткого замыкания РК на три фазы. При расчете параметров однофазной схемы замещения эти мощности будут в три раза меньше. Полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода для одной фазы рассчитаем по формулам:
;
;
,
где Z1, r1, X1 – полное, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки;
Zm , r m , X m – полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура.
В силовых трансформаторах сопротивления первичной обмотки в десятки и сотни раз меньше сопротивления намагничивающего контура, поэтому с достаточной точностью можно считать, что сопротивления намагничивающего контура равны сопротивлениям холостого хода:
Zm » Z 0 = 6,72 кОм;
rm » r 0 = 1,2 кОм;
Xm » X 0 = 6,61 кОм.
2.8) Потери в стали трансформатора.
Так как ток холостого хода мал по сравнению с номинальным током, то электрическими потерями в первичной обмотке пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором из сети, расходуется на компенсацию потерь в стали, т.е.
|
|
|
Рст = Р0= 320 кВт .
2.9) Коэффициент мощности трансформатора при коротком замыкании:
2.10) Параметры однофазной схемы замещения трансформатора при коротком замыкании.
Полное, активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания трансформатора можно определить по формулам:
;
;
.
Так как в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и приведенной вторичной обмотками, то полное, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки и соответствующие им сопротивления вторичной обмотки, приведенной к первичной равны:
;
;
.
Истинные сопротивления вторичной обмотки
;
;
.
2.11) Однофазная схема замещения трансформатора под нагрузкой представлена на рис. На этой схеме Z ¢ НГ – это полное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке.
2.12) Электрические потери в обмотках трансформатора в номинальном режиме.
Так как ЭДС, индуктируемая в первичной обмотке трансформатора Е1 составляет при коротком замыкании примерно 0,5U 1 » (3-7)% от U1H, то потери в стали трансформатора в опыте короткого замыкания имеют ничтожную величину. Таким образом, мощность, потребляемая трансформатором в режиме короткого замыкания, равна электрическим потерям в его обмотках:
|
|
|
РК = p ЭЛ1+ рЭЛ2= 900 кВт.
3) Построение внешних характеристик трансформатора.
Внешней характеристикой трансформатора называют зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки U2 от тока этой обмотки I2 при условии, что cos j2 = const и U1 = const .
Вторичное напряжение трансформатора при нагрузке
где U20 – напряжение на вторичной обмотке при номинальном напряжении на первичной обмотке в режиме холостого хода. В рассматриваемом примере U20 = U2Н = 20 кВ.
,
где DU% - процентное изменение напряжение трансформатора при нагрузке;
b = I2 / I2H- коэффициент загрузки трансформатора;
I2 –ток во вторичной обмотке (ток нагрузки);
I2H – номинальный ток вторичной обмотки.
Определим составляющие напряжения короткого замыкания:
активная составляющая
реактивная составляющая
Необходимо рассчитать и построить внешние характеристики при cos j 2 =1 и при cos j2= 0,8 для b = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25. Данные расчета свести в табл. 3.2.
Пример для cos j2= 0,8 и b = 1:
Таблица 3.2
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1669; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!