Расчет силового трансформатора
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?инальной нагрузке трансформатора, поэтому их часто называют нагрузочными потерями (они нормируются стандартом).
1.3.3. Кпд трансформатора.
При работе трансформатора под нагрузкой происходят потери энергии в стали и обмотках (нагрузочные и холостого хода). Зная эти потери и мощность, выдаваемую трансформатором в сеть, можно определить его кпд в процентах.
n=P2/(P2+Pк.з.+Pх)*100;
где P2 мощность, выдаваемая трансформатором в сеть, кВт; Рк.з. потери короткого замыкания (нагрузочные), кВт; Рх потери холостого хода, кВт. Трансформаторы имеют сравнительно высокий кпд (98,5 99,3% и более).
1.4. Требования, предъявляемые к трансформаторам
Силовые трансформаторы должны отвечать ряду технических требований: удовлетворять условиям параллельной работы; не перегреваться выше допустимых пределов; выдерживать превышения напряжения в допустимых пределах и внешние короткие замыкания при обусловленных значениях кратности и длительности тока; обеспечивать регулирование напряжения. Под параллельной работой трансформаторов понимают работу нескольких трансформаторов на общую сеть при параллельном соединении их первичных и вторичных обмоток. Такая работа более экономична, чем раздельная, и создает некоторый резерв мощности. Чтобы трансформаторы могли работать параллельно, они должны отвечать ряду технических требований, основными из которых являются: равенство первичных и вторичных напряжений, а следовательно, и коэффициентов трансформации; равенство напряжений короткого замыкания, одинаковые группы соединения обмоток. Повышение температуры трансформатора и его отдельных частей сверх допустимой приводит к сокращению срока службы, а в отдельных случаях к аварийному выходу трансформатора из работы. Для обеспечения надежной работы трансформатора в течение срока службы, на который он рассчитан (25 лет), ГОСТ 11677-75 установлены следующие допустимые превышения температуры отдельных его частей над температурой охлаждающей среды, С:
Для обмоток 65 С. Для магнитной системы (на поверхности) и конструктивных элементов 75 С. Для масла (в верхних слоях), если оно полностью защищено от соприкосновения с окружающим воздухом (герметизированные трасформаторы, трансформаторы с защитным устройством) 60 С. В остальных случаях 55 С.
В сухих трансформаторах наибольшее превышение температуры обмоток над температурой охлаждающей среды при применении изоляционных материалов классов нагревостойкости А, Е, В, F и Н не должно быть больше соответственно 60, 75, 80, 100, 125 С. Допустимые превышения температуры приняты при условии, что максимальная температура окружающего воздуха не должна превышать 40С. Если охлаждающей средой служит вода, ее температура у входа в охладитель трансформатора не должна превышать 25 С. Исходя из наибольших допустимых превышений температуры, за наивысшую расчетную температуру обмоток масляных трансформаторов принимают 65 + 40= 105 С, магнитной системы (на поверхности) 75+40= 115 С, верхних слоев масла 55 +40=95 С. Повышение напряжения на зажимах трансформатора до величины, опасной для его изоляции, называют перенапряжением. Перенапряжения делят на внутренние и внешние. К внутренним, или коммутационным, относят перенапряжения, возникающие при изменении режима работы; трансформатора или, системы, в которой он работает, например при дуговом замыкании на землю, отключении и включении трансформаторов, линий с большой индуктивностью и емкостью и т. д. К внешним относят атмосферные перенапряжения, возникающие в результате действия грозовых разрядов. Если грозовой разряд происходит в непосредственной близости от трансформатора или линии, к которой он подключен, то перенапряжение возникает из-за индуктивного влияния тока и заряда молнии. Такое перенапряжение называют индуктированным. Каждый трансформатор в зависимости от его номинального напряжения и условий работы должен выдерживать некоторое перенапряжение. Отечественные трансформаторы имеют стандартные классы напряжения: 3, 6, 10, 20. 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ. Величина (уровень) допускаемых перенапряжений на зажимах обмоток трансформатора определяется его классом напряжения. Помимо перенапряжений при изменении режимов работы и особенно при внезапных коротких замыканиях в обмотках трансформаторов возникают токи, которые во много раз превышают рабочие. В момент включения трансформатора в сеть на холостую работу ток может превысить номинальный в 68 раз. При прохождении такого тока по обмоткам возникают опасные механические усилия. Между витками в каждой обмотке действуют силы притяжения, так как токи в витках имеют одинаковое направление. Силы F, действующие между концентрически расположенными обмотками разных напряжений, направлены радиально. Так как первичный и вторичный токи в обмотках направлены противоположно, эти силы стремятся оттолкнуть обмотки друг от друга; наружная обмотка будет растягиваться, стремясь разорваться, внутренняя сжиматься. Кроме радиальных на обмотки действуют осевые силы, которые меньше радиальных, но при аварийных режимах опасны. Одну из обмоток они стремятся разорвать вдоль оси, другую сжать.
Известно, что магнитодвижущие силы, а следовательно, механические усилия первичной и вторичной обмоток, должны уравновешивать друг друга. В случае же осевой асимметрии обмоток такое равновесие нарушается /5/.