Электроэнергетические системы и сети (стр. 4 )

3. Обработать результаты расчёта и сделать выводы.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

В работе необходимо рассчитать параметры схемы замещения силового трёхфазного трёхобмоточного трансформатора, условное графическое изображение (а) в схемах сетей и схема замещения (б) которого приведены на рис.3.1.

Параметры схемы замещения трансформатора рассчитываются по результатам опытов холостого хода (XX) и короткого замыкания (КЗ). Опыты КЗ для трёхобмоточного трансформатора выполняются при закорачивании каждой из пар обмоток напряжений: высшего – среднего (ВН-СН); высшего – низшего (ВН-НН); среднего – низшего (СН-НН). Результаты этих опытов записываются в паспорте трансформатора. На стадии проектирования пользуются каталожными данными трансформаторов, которые представляют собой усреднённые данные результатов опытов XX и КЗ заводов-изготовителей.

К каталожным данным трансформатора относятся:

- номинальное напряжение обмоток высшего напряжения ;

- номинальное напряжение обмоток среднего напряжения ;

- номинальное напряжение обмоток низшего напряжения ; - напряжения опытов КЗ между парами обмоток ВН-СН , ВН-НН , СН-НН (приводится в % номинального напряжения обмоткок);

- потери активной мощности в обмотках трансформатора при опытах КЗ между парами обмоток ВН-СН ; ВН-НН ; СН-НН ;

- потери активной мощности в магнитопроводе (стали) трансформатора при опыте ХХ ;

-ток опыта ХХ (приводится в % номинального тока обмотки).

 

Рис. 3.1 Условное графическое изображение (а) и схема замещения (б) трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора с приведением параметров к классу ВН

Для расчёта установившихся режимов работы используется трёхлучевая схема замещения трансформатора (рис.3.1,б). Так как каждая из обмоток имеет свой класс напряжения, то параметры схемы замещения трансформатора можно рассчитать при каждом из них. В справочной литературе приводятся значения сопротивления обмоток, рассчитанные по .

Потери активной мощности в обмотках каждого класса напряжения (высшего, среднего, низшего) рассчитываются по формулам: ; (3.1)

; (3.2)

. (3.3)

Активные сопротивления переменному току обмоток трансформатора, приведённых к классу высшего напряжения, осуществляется по формулам:

высшего напряжения ; (3.4)

среднего напряжения ; (3.5)

низшего напряжения . (3.6)

Значения напряжения опытов КЗ обмоток высшего, среднего, низшего напряжений рассчитываются по формулам:

; (3.7)

; (3.8)

. (3.9)

Силовые трёхобмоточные трансформаторы общего назначения класса напряжения 110 кВ и выше производятся на номинальные мощности 6300 кВА и более и поэтому значения индуктивных сопротивлений разрешается приравнивать значениям полных сопротивлений обмоток.

Индуктивные сопротивления обмоток, приведённые к классу высшего напряжения:

высшего напряжения ; (3.10)

среднего напряжения ; (3.11)

низшего напряжения . (3.12)

Если потери активной мощности при опыте КЗ заданы одной величиной между парами обмоток ВН-НН или ВН-СН, то расчёт активных сопротивлений обмоток осуществляется по формуле

.

Проводимости схемы замещения трансформатора, приведённые к классу высшего напряжения:

активная , (3.13)

реактивная . (3.14)

Для приведения параметров схемы замещения трансформатора к классу среднего или низшего напряжения (, , , или , , , ) в формулах (3.4 – 3.6; 3.10 – 3.12) необходимо заменить на или на соответственно. Для приведения параметров схемы замещения трансформатора к классам среднего или низшего напряжений используются формулы:

; (3.15)

; (3.16)

; (3.17)

, (3.18)

где , – номинальные значения коэффициентов трансформации между обмотками высшего и среднего, высшего и низшего напряжений соответственно.

Значения номинальных коэффициентов трансформации между обмотками высшего и среднего, высшего и низшего напряжений рассчитываются по формулам:

; .

Таблицы исходных данных к расчёту заданных режимов составляются в соответствии с требованиями прил. 5.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА И ВЫВОДАМ

Сформулировать выводы по выполненным расчётам режимов при максимальных и минимальных нагрузках:

1) рассчитать КПД понижающего трёхфазного трёхобмоточного трансформатора в двух рабочих режимах и сопоставить их значения;

2) записать в табл. 3.1 абсолютные значения потерь мощности в обмотках, магнитопроводе (в стали) и трансформаторе;

3) рассчитать относительное значение потери мощности в трансформаторе;

4) выписать значения напряжений на вводах ВН, СН и НН понижающего трёхфазного трёхобмоточного трансформатора и объяснить их отличие;

5) рассчитать абсолютные и относительные значения потери и падения напряжения в обмотках.

6) привести напряжения на вводах СН и НН к классу высшего напряжения и рассчитать токи в ветвях схемы замещения трансформатора при классе ВН;

7) начертить векторную диаграмму напряжений и токов рабочего режима трёхфазного трёхобмоточного трансформатора в режиме максимальных нагрузок.

Таблица 3.1

Потери мощности в трёхфазном трёхобмоточном трансформаторе

Нагрузка	Потери, кВт, мощности в
обмотках	стали	трансформаторе
ВН	СН	НН	всего
максимальная
минимальная

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ

1. Что понимается под электрическим расчётом трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора общего назначения?

2. Какую исходную информацию необходимо иметь для выполнения расчёта режима работы трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора?

3. Как составить схему замещения и расчётную схему трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора?

4. Какие законы и методы используются при расчётах режимов трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора?

5. Как рассчитать:

1) параметры схемы замещения трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора;

2) потери мощности в трёхфазном трёхобмоточном силовом трансформаторе;

3) падение и потери напряжения в обмотках трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора;

4) распределение мощностей в трёхфазном трёхобмоточном силовом трансформаторе;

5) значения напряжения на вводах СН и НН трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора при заданном значении напряжения на вводах ВН?

6. Как влияет изменение мощности нагрузки на основные показатели режима работы понижающего трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора электрической системы при неизменном напряжении на вводах ВН?

7. Начертить качественно векторную диаграмму напряжений и токов рабочего режима трёхфазного трёхобмоточного силового трансформатора.

р а б о т а 4

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ РАДИАЛЬНОЙ СЕТИ

(Продолжительность работы 4 часа, самостоятельная подготовка 2 часа)

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цель – изучение рабочих (нормальных) режимов работы сетей с односторонним питанием (рис.4.1), используя ПК.

 

Рис.4.1. Схема исследуемой электрической сети

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1.Изучить рекомендованную литературу [1, с. 120-122]; [2, с. 14,15]; [3, с. 213-215,235-240]; [4, с. 41, 42].

2.Письменно выполнить задание:

1) Что понимается под качественными и количественными показателями режима работы электрической системы?

2) Что понимается под параметрами схемы замещения электрической системы?

3) Что заменяют продольные и поперечные ветви схем замещения линий и трансформаторов электрической системы?

4) Записать формулы для расчёта параметров схемы замещения воздушной линии напряжением 110 кВ и двухобмоточного трансформатора.

5) Как влияет зарядная мощность линии на режим напряжения и КПД электропередачи?

6) Записать формулы для расчёта потери активной, реак-тивной и полной мощностей в ЛЭП и двухобмоточном трансформаторе.

7) Записать формулы для расчёта падения и потери напряжения в ЛЭП и двухобмоточном трансформаторе.

8) Начертить качественно векторную диаграмму напряжений и токов рабочего режима исследуемой электрической сети.

3. Составить схему замещения и расчётную схему исследуемой электрической сети (рис. 4.1) и рассчитать параметры её элементов (прил. 2). Узел, к которому подключён источник питания, принимается за базисный (балансирующий) и он имеет наибольший порядковый номер.

4. Составить таблицы исходных данных к расчёту на ПК трёх режимов работы электрической системы (прил.5):

1) основного (заданного) максимальных нагрузок;

2) при снижении мощности нагрузки на 40%;

3) основного максимальных нагрузок без учёта влияния зарядной мощности линии.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Рассчитать основной режим максимальной нагрузки.

2. Рассчитать рабочий режим электрической сети при снижении нагрузки на 40%.

3. Рассчитать основной режим максимальной нагрузки без учёта влияния зарядной мощности ЛЭП.

4. Обработать результаты расчёта и сделать выводы.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

1. При составлении схемы замещения электрической сети рекомендуется применить П-образную схему линии без учёта активной проводимости и Г-образную схему трансформатора. Исходные данные к расчёту параметров схемы замещения элементов электрической сети даны в прил. 6. Технические характеристики проводов и трансформаторов приведены в справочных материалах [5].

2. Расчёт параметров схемы замещения выполнить при одном классе напряжения (параметры линии при своем номинальном напряжении, а параметры трансформатора при номинальном напряжении обмоток высшего напряжения).