Лекции.Орг

Поиск:




Номинальный режим работы трансформаторов и автотрансформаторов. Допустимые перегрузки.




Методические указания

для лабораторных работ по дисциплине

 

Электрооборудование электрических станций и подстанций

 

 

Уровень основной образовательной программы: бакалавриат

 

Направление подготовки:35.03.06 «Агроинженерия»

 

Профиль:Электрооборудование и

электротехнологии

 

 

Форма обучения:очная

 

Курс3 семестр 5,6

 

 

 

 

Рязань 2015

 

 

 

 

Содержание

1. Лабораторная работа №1 Номинальный режим работы трансформаторов и автотрансформаторов 4

2. Лабораторная работа №2 Охлаждающие устройства трансформаторов 9

3. Лабораторная работа №3 Включение трансформаторов на параллельную работу 15

4. Лабораторная работа №4 Регулирование напряжения 20

5. Лабораторная работа №5 Трансформаторное масло 25

6. Лабораторная работа №6 Возможные отказы в работе трансформаторов 31

7. Лабораторная работа №7 Приводы выключателей. 35

8. Лабораторная работа №8 Выключатели масленые 42

9. Лабораторная работа №9 Воздушные, элегазовые и вакуумные выключатели 47

10. Лабораторная работа №10 Разъединители, отделители и короткозамыкатели. 59

11. Лабораторная работа №11 Измерительные трансформаторы 65

 

 

Лабораторная работа №1

Номинальный режим работы трансформаторов и автотрансформаторов. Допустимые перегрузки.

1. Цель работы

Изучение параметров и режимов работы трансформаторов и автотрансформаторов.

2. Программа работы

1. Изучить режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов

2. Выявить отличия трансформатора от автотрансформатора

3.Краткие теоретические сведения

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, передается по воздушным и кабельным линиям к центрам потребления и потребляется нагрузкой при различных значениях номинальных напряжений. Это обеспечивает наиболее экономичную работу электрических систем.

Для передачи электроэнергии ее напряжение повышают, что связано с необходимостью снижения потерь мощности и энергии в активных сопротивлениях сети. Поскольку эти потери обратно пропорциональны квадрату рабочего напряжения сети, то выгодно повышать рабочее напряжение до возможно более высокого уровня.

На приемных подстанциях электрических систем напряжение понижают до значений, при которых электроэнергия непосредственно потребляется нагрузкой или передается далее в распределительную сеть.

Преобразование напряжения из одного значения в другое осуществляют трансформаторами и автотрансформаторами.

Автотрансформаторы широко применяют на подстанциях напряжением 150 кВ и выше благодаря их меньшей стоимости и меньшим суммарным потерям активной мощности в обмотках по сравнению с трансформаторами той же мощности. Потери мощности в стали автотрансформаторов также ниже по сравнению с трансформаторами.

На подстанциях дальних электропередач применяют шунтирующие реакторы. По своей конструкции они близки к трансформаторам и автотрансформаторам. Однако шунтирующие реакторы — это индуктивности, предназначаемые для компенсации емкостного сопротивления линий большой протяженности. Их включают непосредственно по концам линий сверхвысоких напряжений, подключают также к шинам среднего напряжения и к третичным обмоткам автотрансформаторов на подстанциях дальних электропередач. В эксплуатации находятся шунтирующие реакторы с отбором мощности. Такие реакторы имеют вторичные обмотки или ответвления от основной обмотки, используемые для подключения нагрузки.

Трансформаторы и реакторы рассчитываются на продолжительную работу в номинальном режиме.

Параметры номинального режима работы трансформаторов (напряжения, токи, частота и т.д.) указываются на заводском щитке каждого из них. При номинальных параметрах трансформаторы могут работать неограниченно долго, если условия охлаждающей среды соответствуют номинальным. Такими номинальными условиями окружающей среды являются:

естественно изменяющаяся температура охлаждающего воздуха не более 40 °С и не менее —45 °С при масляно-воздушном охлаждении;

температура охлаждающей воды у входа в охладитель не более 25°С при масляно-водяном охлаждении;

среднесуточная температура воздуха не более 30° С.

Если температура воздуха или воды превышает соответственно 40 или 25° С, то нормы нагрева должны сни­жаться на столько градусов, на сколько градусов температура воздуха или воды превышает 40 и 25 °С соответствен­но.

Под номинальной мощностью двухобмоточного трансформатора понимается мощность любой его обмотки (выраженная в киловольт-амперах или мегавольт-амперах). Обмотки понижающих трехобмоточных трансформаторов выпол­няются как на одинаковые, так и на разные мощности, поэтому под номи­нальной мощностью трехобмоточного трансформатора понимают мощность обмотки ВН.

Номинальный (линейный) ток Iл, А, каждой обмотки определяется по ее номинальной мощности и соответ­ствующему номинальному напряжению:

Iл=

где SHOM — мощность обмотки, кВ*А; Uном — номинальное линейное напря­жение обмотки, кВ.

Фазный ток при соединении обмоток в звезду равен линейному току IФ = Iл, а при соединении обмоток в треугольник определяется по форму­ле IФ = Iл/ .

Для трансформаторов, имеющих обмотки с ответвлениями, под номинальным током и напряжением понимается ток и напряжение ответвления, включенного в сеть.

Рис. 1.1.Принципиальная схема трехфазного автотрансформатора

В номинальном режиме работы трехобмоточные трансформаторы допуска­ют любое сочетание нагрузок по обмоткам, если токи в них не превышают номинальных фазных токов.

Отличие автотрансформатора от трансформатора заключается в том, что две его обмотки электрически соединяются между собой, что обусловливает передачу мощности от одной обмотки к другой не только электромагнитным, но и электрическим путем. У многообмоточного автотрансформатора электрически соединены обмотки ВН и СН, а обмотка НН (третичная обмотка) имеет с ними электромагнитную связь (рис. 1.1). Три фазы обмоток ВН и СН соединяются в звезду, и общая нейтраль их заземляется: обмотки НН всегда соединяются в треугольник. Обмотка высшего напряжения каждой фазы состоит из двух частей: общей обмотки ОАт, или обмотки среднего напряжения, и последовательной обмотки АтА.

а - трехфазного; б — однофазного

Рис. 1.2.Схема включения амперметра для измерения тока в общей обмотке автотрансформатора;

Наличие электрической связи между обмотками в автотрансформаторе предопределяет иное токораспределение, чем в трансформаторе. При работе автотрансформатора в номинальном режиме в его последовательной обмотке проходит ток Iвн. Этот ток, создавая магнитный поток в магнитопроводе, индуктирует в общей обмотке ток I0. Во вторичной цепи ток нагрузки Iсн складывается из тока Iвн обусловленного электрической связью обмоток ВН и СН, и тока I0, обусловлен­ного магнитной связью этих же обмоток: Iсн = Iвн+I0. Тогда ток в общей обмотке I0= Iсн - Iвн (при одинаковом cos φ нагрузок),

Под номинальной мощностью автотрансформатора понимается мощность на выводах его обмоток ВН или СН, имеющих между собой автотрансформаторную связь. Она может быть определена как произведение номинального напряжения, подведенного к обмотке ВН, на номинальный ток, проходящий в последовательной обмотке:

Типовой мощностью автотрансформатора называют ту часть номинальной мощности, которая передается электромагнитным путем. Типовая мощность в α раз меньше номинальной:

SТИП=SНОМα

где , коэффициент выгодности автотрансформатора.

Чем ближе друг к другу значения Uсн и Uвн, тем меньше а итем меньшую долю номинальной составляет типовая мощность. Магнитопровод и обмотки автотрансформатора выбираются по типовой (расчетной) мощности. В этом и заключается экономическая целесообразность автотрансформаторных конструкций. Однако отсюда должен быть сделан очень важный вывод: загружать последовательную и общую обмотки автотрансформатора в номинальном режиме работы более чем на Sтип нельзя.

Контролируют нагрузку в общей обмотке амперметром. Одним из способов включения амперметра может быть следующий: у трехфазного автотрансформатора — в одну фазу на сумму линейных токов Iвн и Iсн через трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации (рис. 1.2, а), а у однофазных автотрансформаторов - через трансформатор тока, установленный непосредственно на выводе нейтрали одного из автотрансформаторов группы (рис. 1.2б).

Обмотка НН понижающего автотрансформатора помимо своего основного назначения — создавать цепь с малым сопротивлением для прохождения токов третьих гармоник и тем самым избегать искажения синусоидального напряжения - используется для питания нагрузки, а также для подключения компенсирующих устройств и последовательно—регулировочных трансформаторов. Ее мощность выбирается не более типовой мощности Sнн Sтип, иначе размеры автотрансформатора определялись бы мощностью этой обмотки.

Отметим и некоторые трудности, возникающие в эксплуатации, в связи с широким применением автотрансформаторов.

Автотрансформаторы не пригодны для использования в сетях с разземленной нейтралью. Объясняется это недопустимым увеличением напряжения проводов относительно земли в се­ти СН при замыкании на землю в сети ВН.

В свою очередь, обязательное заземление нейтралей автотрансформаторов приводит к чрезмерному увеличению токов однофазного КЗ в сетях, что требует в ряде случаев принятия соответствующих мер для ограничения токов КЗ.

Наличие электрической связи между обмотками и сетями СН и ВН создает возможность перехода перенапряжений, появляющихся в сети одного напряжения, на выводы обмоток другого напряжения. Опасность перенапряжений для изоляции возрастает при отключении автотрансформатора с одной стороны. Для устранения воздействия перенапряжений на изоляцию автотрансформаторы со стороны СН и ВН защищают разрядниками, которые жестко (без разъединителей) присоединяют к шинам, отходящим от вводов.

Режим работы.Для автотрансформатора характерны три рабочих режима: автотрансформаторный, трансформаторный и комбинированный трансформаторно-автотрансформаторный.

Перераспределение нагрузок между об­мотками СН и НН производится персо­налом согласно местным инструкци­ям, при этом пользуются таблицами и графиками.

4. Порядок выполнения работы

1. Рассчитать фазный ток при подключении обмоток параллельно или последовательно

2. Рассчитать типовую мощность и коэффициент выгодности

3. Рассчитать мощность обмотки низкого напряжения понижающего автотрансформатора

Выводы

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Понятие номинальной мощности.

2. Нахождение линейного и фазного токов.

3. Отличие трансформатора от автотрансформатора.

4. Типовая мощность автотрансформатора.

5. Коэффициент выгодности

6. Чем контролируют нагрузку. Схема включения.

7. Чему равна мощность обмотки низкого напряжения понижающего автотрансформатора.

 

 

Лабораторная работа №2






Дата добавления: 2016-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 927 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Поиск на сайте:

Рекомендуемый контект:




© 2015-2022 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.