Дипломная (вкр): Расчет силового масляного трансформатора

− «звезда» обозначается У (старое обозначение Y);

− «треугольник» обозначается Д (старое обозначение Δ).

В некоторых случаях применяется также соединение обмоток по схеме «зигзаг» (обозначение Z). Зажимы нулевой точки при соединении обмоток в «звезду» или «зигзаг» обозначаются для обмотки ВН−, для обмотки НН−, для обмотки среднего напряжения (СН) −. При этом к буквенным обозначениям схем соединения обмоток добавляют индекс «н» −Ун, Zн. В раннее выпущенной технической литературе можно встретить обозначения −У0 Z0

Схемы соединения обмоток трехфазного трансформатора обозначают в виде дроби. В числителе дроби ставят схему соединения обмомотк ВН.

В знаменателе дроби ставят схему соединения обмоток НН.

Таблица 1.1 Обозначения начал и концов обмоток трансформатора

Обмотки высшего напряжения: -начала; -концы      

, ,

Обмотки низшего напряжения: -начала; -концы     

, ,

Обмотки среднего напряжения: -начала; -концы   

, ,

Так обозначение Д/Ун показывает, что обмотка ВН трехфазного трансформатора соединена в «треугольник», а обмотка НН в звезду с выведенной нейтралью. При наличии обмотки среднего напряжения обозначение обмотки СН ставят между обозначениями схем соединений обмоток ВН и НН. Для нашего примера - Д/У/Ун . Здесь У - схема соединения обмотки СН.

Фазные токи и напряжения трехфазного трансформатора зависят от схемы соединения обмоток. При соединении обмоток «звездой» фазное напряжение меньше линейного в  раз: . А фазный ток равен линейному: . При соединении обмоток «треугольником» фазное и линейное напряжения одинаковы: . А фазный ток раз в  меньше линейного: . При соединении обмоток в «зигзаг» соотношения между линейными и фазными токами и напряжения получаются такими же, как и при соединении обмоток звездой. Но при заданном фазном напряжении на 16 % увеличивают число витков по сравнению с числом витков при «звезде». Положительной особенностью соединения обмоток «зигзагом» является отсутствие искажений фазных напряжений трансформатора при несимметричной нагрузке.

Силовые трехфазные двухобмоточные трансформаторы общего назначения выпускаются со следующими схемами соединения обмоток. У/Ун, У/Д, Ун/Д, Z/Ун, и Д/Д. Применение того или иного соединения зависит от ряда причин, несимметричная нагрузка трансформаторов, борьба с перенапряжениями, влияние высших гармоник и т.д.

Для включения трансформатора на параллельную работу с другими трансформаторами необходимо взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН (сдвиг фаз). Для определения сдвига фаз вводится понятие группы соединения обмоток трансформатора.

Рассмотрим две обмотки однофазного трансформатора  и , размещенные на одном стержне магнитопровода трансформатора и пронизываемые одним магнитным потоком  (рис. 1.7, а). Если обмотки имеют одинаковое направление намотки и одинаковое обозначение концов (маркировка), то в рассматриваемый момент времени ЭДС  и , наведенные в обмотках ВН и НН совпадают по фазе (одинаково направлены от концов к началам). В этом случае однофазный трансформатор имеет соединение обмоток нулевой группы − 1/1−0. Получить в рассматриваемом трансформаторе соединение обмоток шестой группы 1/1−6 возможно при изменении маркировки концов обмотки .(рис. 1.6, б). Направление наведенной ЭДС по отношению к выводам обмотки изменится станет противоположное. И векторы  и  будут сдвинуты по фазе на 1800. Аналогичный сдвиг фазы на 1800 получают без изменения маркировки концов обмотки , изменяя направление ее намотки (рис. 1.7, в).

Таким образом, фазовый сдвиг между фазными ЭДС обмоток ВН и НН зависит от маркировки концов и от направления намотки.

Фазовый сдвиг между линейными ЭДС обмоток ВН и НН зависит еще и от схем соединения.

Группа соединения обозначается целым числом, получающимся после деления на 300 угла сдвига между линейными ЭДС на одноименных выводах обмоток ВН и НН трансформатора.

В трехфазных трансформаторах cо схемами соединений У, Д, Z возможно получить 12 различных групп. Схемы соединений обмоток У/У, Д/Д, Д/Z образуют четные группы 2, 4, 6, 8, 10, 0, а схемы соединений обмоток У/Д, Д/У, У/Z - нечетные группы 1, 3, 5, 7, 9, 11.

Для определения группы соединения пользуются стрелками часового циферблата (на циферблате 12 цифр, а угол между двумя любыми цифрами кратен 300). Вектор линейной ЭДС обмотки ВН (больший) - это большая минутная стрелка. Вектор линейной ЭДС НН (меньший) - это маленькая часовая стрелка. Порядок определения группы следующий:

.Строят векторную диаграмму линейных ЭДС обмотки ВН.

. Строят векторную диаграмму линейных ЭДС обмотки НН.

.Вычерчивают из одной точки линейные векторы ЭДС обмоток ВН и НН на одноименных выводах (например,  и ).

Далее производят отсчет угла от минутной стрелки () к часовой по направлении вращения стрелок. Полученный угол делят на 300. Результат номер искомой группы.

В качестве примера на рис. 1.8 показаны схемы соединения обмоток У/У, векторные диаграммы и определение четных 0 и 6 групп. На рис. 1.9 показаны схемы соединения обмоток У/Д, векторные диаграммы и определение нечетных 11 и 5 групп.

При построении векторных диаграмм следует руководствоваться следующим:

− направление намотки всех обмоток одинаковое;

− векторы ЭДС обмоток ВН и НН на одном стержне совпадают по фазе, если в рассматриваемый момент времени ЭДС этих обмоток направлены к одноименным выводам (от конца к началу) (см. рис. 1.6, а).

− векторы ЭДС обмоток ВН и НН на одном стержне сдвинуты по фазе на 1800 , если в рассматриваемый момент времени ЭДС этих обмоток направлены к разноименным выводам (см. рис. 1.6, б).

Из всех возможных групп соединения трехфазных двухобмоточных трансформаторов в России стандартизированы согласно ГОСТ 12965−85, только две группы 0 и 11.

В однофазных трансформаторах возможны только две группы соединения: 0 и 6. Стандартизирована только 0 группа.

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

2.1 Исходные данные

Исходные данные представлены в виде таблицы и исходной схемы см. ниже.

Таблица 2.1 Исходные данные

Рисунок 2.1 - Исходная схема

2.2 Выбор напряжения сети

Расчет напряжений на участках сети выполняется по формуле Илларионова [2]:

Для определения напряжения необходимы данные длинны и мощности на участках сети. Первое берется из задания, мощности рассчитываются согласно примеру приведенному [2].

Рисунок 2.2.1 - Схема для расчета замкнутого контура

Из расчета видно, что численные значения мощностей розных по направлению - совпадают. Значит расчет выполнен - верно.

Полученные значения округляются до ближайшего класса напряжения. Из задания известно, что потребители питаются от одного контура, значит и класс напряжения для всей сети един. Класс напряжения 220кВ обеспечивает качественную работу сети при аварийных отключениях.

2.3 Выбор проводов воздушных линий

Выбор проводов выполнен по току. Для расчета токов на участках сети используется формула [3]:

Расчетные данные токов заносятся в таблицу 3.1

Таблица 2.3.1 Характеристики участков

2.4 Выбор трансформаторов

Выбор трансформатора для потребителя 1:

Так как потребитель 1 второй категории, то его удовлетворит питание от двух вводов и подстанция с двумя параллельно работающими трансформаторами,

Так как коэффициент загрузки меньше 0,7, то два параллельно работающих трансформатора ТРДНЦ-63000/220 удовлетворяют предъявляемые требования.

Выбор трансформатора для потребителя 2:

Потребитель 2 первой категории, поэтому питание выполнено с двух сторон линиями Л3 и Л4. Подстанция с двумя параллельно работающими трансформаторами:

Так как коэффициент загрузки меньше 0,7, то два параллельно работающих трансформатора ТРДН-40000/220 удовлетворяют предъявляемые требования.

Примечание: Коэффициент загрузки очень низок, поэтому, это ведет к высоким потерям холостого хода трансформатора.

Но такой шаг оправдан, так как при напряжении 220 кВ сеть обеспечивает качественную работу при аварийных отключениях.

Потребитель 3 третей категории, поэтому питание выполнено с двух сторон линиями Л3 и Л4.

Подстанция с двумя параллельно работающими трансформаторами:

Так как коэффициент загрузки меньше 0,7, то трансформатор ТДЦ-125000/220 удовлетворяют предъявляемые требования.

Данные о выборе трансформаторов заносятся в Таблицу 4.1:

Таблица 2.4 1 Выбор трансформаторов

2.5 Расчет параметров сети

2.5.1 Определение параметров ЛЭП и каталожных данных трансформаторов

Данные характеристики проводов взяты из [2]:

Таблица 2.5.1.1 Каталожные данные проводов