Влияние конструктивных особенностей тяговой сети на потери энергии

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?, возникающих от вихревых токов, наводимых магнитным полем рассеяния в обмотках, и от вихревых токов и гистерезиса, возникающих в элементах конструкции трансформатора. Эти потери в сумме могут достигать 25-30% полных потерь короткого замыкания.

В качестве наиболее эффективных средств для уменьшения добавочных потерь применяют: рациональное размещение витков обмоток для уменьшения поперечной составляющей поля рассеяния, искусственную локализацию поля рассеяния при помощи установки магнитных экранов из электротехнической стали и замену некоторых стальных деталей деталями из немагнитных материалов. В дальнейшем наиболее радикальным решением этой проблемы может быть найдено путем замены стальных деталей, в которых возникают потери от гистерезиса и вихревых токов, неметаллическими или деталями из немагнитных материалов.

 

1.1.1 Расчет потерь в двухобмоточном трансформаторе

Для определения потерь в двухобмоточном трансформаторе необходимы следующие данные:

а.) паспортные:

номинальная мощность Sном;

потери активной мощности в стали ?Pхх;

потери активной мощности в меди ?Pкз;

ток холостого хода Iхх;

напряжение короткого замыкания Uкз;

б.) потребление активной WPф и реактивной WQф электроэнергии за расчетный период;

в.) количество времени работы трансформатора за расчетный период Тн;

г.) количество времени работы потребителя за расчетный период Тр;

При определении потерь последовательно определяются:

а.) средняя фактическая мощность трансформатора за расчетный период:

 

Sф=v (Pф+Qф); Pф=WPф/Тр; Qф=WQф/Тр;

 

б.) коэффициент загрузки: Кз=Sф/Sном;

в.) потери активной электроэнергии

 

?WP=?PххТн+?PкзКзТр;

 

г.) потери реактивной электроэнергии:

 

?WQ=?QххТн+?QкзКзТр;

 

Где:

 

?Qхх=SномIхх/100; ?Qкз=SномUкз/100;

 

Потери в трансформаторах, которые питают тяговую нагрузку:

а.) потери активной энергии кВт. ч:

 

?WP=?PххТн+?PкзКзКэфТр;

 

Где Кэф=1.1-1.3 - коэффициент эффективности тяговой нагрузки.

б.) потери реактивной электроэнергии:

 

?WQ=?QххТн+?QкзКзКэфТр;

 

Технические данные двухобмоточных однофазных трансформаторов:

Тип трансфор-матораНоминальная мощность Sн, кВАНоминальное напряжение Uн, кВ Потери, ВтТок х. х., Iхх,%Напря-жение к. з., Uкз,%ВННН?Pхх?PкзОМ-0.63/60.6360.115/0.231848346.8ОМ-0.63/100.63100.115/0.231848346.8ОМ-0.66/60.666.30.233650218ОМ-0.66/100.66100.232656459ОМ-1.2/61.26.30.234073237ОМ-1.2/101.2100.233065257ОМ-1.25/61.2560.115/0.232360236.0ОМ-1.25/101.25100.115/0.232360236.0ОМ-4/6460.23/0.45514084.0ОМ-4/104100.23/0.45514084.0ОМ-4/27.5427.50.238014084.0ОМ-10/61060.23/0.49030074.0ОМ-11/1010100.23/0.49030074.0ОМ-10/27.51027.50.23160300156.0

Технические данные двухобмоточных трехфазных трансформаторов:

Тип трансформатораНоминальная мощность Sн, кВАНоминальное напряжение Uн, кВ Потери, ВтТок х. х., Iхх,%Напряжение к. з., Uкз,%ВННН?Pхх?PкзТМН-6300/110-6663001156.613501.010.5ТМН-10000/110-67100001156.618600.910.5ТДН-16000/110-66160001156.626850.8510.5ТРДН-25000/110-У1250001156.3251200.910.5ТРДН-32000/110-У1320001156.3321450.710.5ТРДН-40000/110-У1400001156.3421600.6510.5ТМ-20/1020100.23,0.40.220.6105.5ТМ-50/1050100.23,0.40.441.3285.5ТМ-180/10180100.23,0.4,0.521.24.175.5ТМ-320/10320100.23,0.4,0.521.96.275.5ТМ-560/10560100.23,0.4,0.522.59.465.5ТМ-1000/351000350.4,10.55.1155.56.5ТМ-1800/10,61800106.3,0.525,0.48244.55.5ТМ-56600/105600106.5185645.5ТМ-25/10256,100.23,0.40.130.63.24.5ТМ-100/3510350.40.4651.972.66.5ТМВМ-160/101606,100.4,0.690.462.652.44.5ТМФ-1601606,100.40.5653.12.44.7ТМФ-2503206,100.690.824.22.34.5ТМ-400/35400350.4,0.691.154.23.54.5ТМ-630/106306,100.23,0.4,0.691.567.625.5ТМФ-6306306,100.41.568.525.5ТМ-1000/3510003510.5,6.3,0.42.7512.21.56.5ТМ-1600/1016006,100.4,0.693.3181.35.5ТМ-1600/3516003510.5,6.3,0.43.65181.46.5ТМ-2500/352500356.3,10.55.1251.16.5ТМ-4000/3540003510.5,6.36.733.517.5ТМ-16000/351600038.56.3,10.521900.68

1.1.2 Расчет потерь в трехобмоточном трансформаторе

Для расчета потерь электроэнергии необходимы следующие данные:

а.) паспортные:

номинальная мощность Sном, кВА;

мощность обмоток ВН, СН, НН - Sвн, Sсн, Sнн, кВА;

потери мощности в меди обмоток ?Pвн, ?Pсн, ?Pнн, кВА;

ток холостого хода Iхх, %;

потери реактивной мощности при холостом ходе, кВ:

 

?Qхх=SномIхх/100

 

напряжение короткого замыкания каждой обмотки, %:

 

Uкв=0,5 (Uвн-сн+Uвн-нн-Uсн-нн);кс=0,5 (Uвн-сн+Uсн-нн-Uвн-нн);кн=0,5 (Uвн-нн+Uсн-нн-Uвн-сн);

 

Где: Uвн-нн, Uсн-нн, Uвн-сн - соответственно напряжения короткого замыкания между обмотками.

реактивная мощность, которая потребляется обмотками:

 

?Qвн=SвнUкв/100 ?Qсн=SснUкс/100 ?Qнн=SннUкн/100

 

потребление активной (WPвн, WPсн, WPнн), кВт. ч и реактивной (WQвн, WQсн, WQнн), квар. ч электроэнергии, которая прошла за расчетный период через обмотки определяются по показаниям расчетных счетчиков на стороне высокой и низкой напряжений:

 

WPвн=WPсн+WPнн; WQвн=WQсн+WQнн;

 

количество времени работы трансформатора за расчетный период Тн;

количество времени работы потребителя за расчетный период Тр;

При расчете последовательно определяются:

а.) фактическая мощность каждой обмотки трансформатора за расчетный период:

 

Sфвн=v (Pфвн+Qфвн); Sфсн=v (Pфсн+Qфсн); Sфнн=v (Pфнн+Qфнн)

 

Где:

 

Pфвн=WPфвн/Тр; Qфвн=WQфвн/Тр;фсн=WPфсн/Тр; Qфсн=WQфсн/Тр;фнн=WPфнн/Тр; Qфнн=WQфнн/Тр;

 

б.) коэффициент загрузки каждой из обмоток:

 

Кзвн=Sфвн/Sвн;

Кзсн=Sфсн/Sсн;

Кзнн=Sфнн/Sнн;

 

в.) потери активной энергии:

 

?WP=?PххТн+ (Кзвн?Pвн+?PснКзсн+?PннКзнн) Тр;

 

г.) потери реактивной энергии:

 

?WQ=?QххТн+ (Кзвн?Qвн+?QснКзсн+?QннКзнн) Тр;

 

Для тягового трансформатора тяговой подстанции переменного тока:

в.) по