Вопрос 31

Силовые тр-ры. Общие сведения. Конструкция. Охлаждение. Обозначение. Выбор.

Силовые тр-ры предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжения на другое.

По кол-ву фаз различают:-однофазные; -трехфазные (наиб. распростр., т.к. потери в них и их стоимость ниже, чем в группе трех одноф.тр-ров такой же сумм. мощн-и).

По кол-ву обмоток: -двухобмоточные; -трехобмоточные; - многообмоточные.

По способу охлаждения: сухие и маслянные.

Номинальные параметры силовых трансформаторов:

-ном.мощность,кВА: для 2хобмоточных – мощность любой из обмоток; для 3хобмоточ-ных– наибольшее значение любой из обмоток;

-ном. напряжение,кВ: напряжение обмоток при ХХ. Для 3хфазных за номинальное принимается его линейное напр.(Uл=√3Uф), для однофазных – фазное;

-коэфф. трансф.: n_тр=U_вн/U_нн. У трехобм. тр-ов определяется для каждой пары обмоток;

-напр. КЗ U_к,% - напряжение, при подведении которого к одной из обмоток, при замкнутой накоротко другой, в ней протекает ток, равный номинальному. Оно характеризует полное сопротивление тр-ра и определяется по падению напряжения.

-ток ХХ I_х, % от ном.: характеризует акт. и реакт. потери в стали и зависит от магнитных св-в стали, конструкции и качества магнитопровода, от взаимной индукци;

-потери мощности ХХ и КЗ: характеризуют экономичность работы тр-ра. P_х (потери в магнитопроводе (стали)) и P_к (потери в меди (обмотках)).

Системы охлаждения силовы тр-ров и их обозначение:

С – естественное воздушное охл. (сухие тр-ры; для тр-ров до 1600кВА при Uдо 15кВ);

СЗ – -//-при защищенном исполнении;

СГ – -//-при герметизированном исполнении

СД – -//-с дутьем или принудительной циркуляцией воздуха.

М – с естественным масляным охл. (для тр-ров до 16000кВА вкл.);

Д – с дутьем и естественной циркуляцией масла (для тр-ров до 80МВА вкл.)

ДЦ – масляное охл. с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушный охладитель (тр-ры 63МВА и выше) – наиб. распростран. Охладители состоят из систем тонких трубок, обдуваемых снаружи вентиляторами. Электронасосы, встроенные в маслопроводы, создают непрерывную принудит. циркуляцию масло через охладители;

НДЦ – аналогично ДЦ, но с направленным потоком масла;

Ц – масляно-водяное охл. с принудит. циркуляцией масла (тр-ры 160МВА и выше; в Беларуси не применяются): принципиально система охл. также устроена как ДЦ, но в отличии от нее, охладители состоят из трубок по кот. циркулирует вода, а между трубками движется масло);

НЦ – масляно-водяное охл. с направлен. потоком масла (630МВА и ↑; не прим. в РБ).

Тр-ры с системой охлаждения ДЦ и Д должны иметь сигнальные устройства, извещающие персонал о прекращении циркуляции масла, подаче охлаждающей воды или об остановке тр-ра. Устройства принудительной циркуляции должны включаться одновременно с включением тр-ра и работать независимо от его нагрузки.

Обозначение силовых тр-ов содержит информацию в следующем порядке:

1) число фаз (О-однофазн., Т-трехфазн); 2) буква Р при наличии расщепленных обмоток; 3) вид охлаждения (1, 2 или 3буквы); 4) число обмоток, работающих на различные сети, если оно больше 2ух (Т-3хобм тр-р); 5) буква Н при выполнении одной из обмоток с устройством РПН; 6) буква А на первом месте для обозначения АТ. За буквенным обозначением указывается ном. мощность, кВА; класс напряжения обмотки ВН, кВ; климатич. исполнение и категория размещения по ГОСТ.

ТДТН-16000/110-У1 – 3хфазн. тр-р с системой охлажд. Д, 3хобмоточный, с устр.РПН, ном. мощ-ю 16000кВА, ном. напр. ВН 110кВ, клим. исп. У, кат.размещ.1(на откр.возд.)

Основными конструктивными эл-ми силового тр-ра явл.:

-магнитопровод: вып. из отдельных листов эл.технич. стали, изолированных др. от др.);

-обмотки: бывают концентрические (наиб. распростр., вып. в виде цилиндров и располаг. на стержне концентрически одна относительно другой) и чередующиеся (вып. в виде невысоких цилиндров с одинак. диаметрами и располаг. на стержне одна над другой); проводники обмотки: медные или алюминиевые(в тр-рах до 6300кВА);

-изоляция: в масляных тр-рах – масло в сочетании с тв. диэл.: бумага, электрокартон и тд.(маслобарьерная изол.); в сухих – изолирующ. мат-лы на осн. кремнийорганич. м-ов;

-выводы

- бак (в него помещают активную часть тр-ра вместе с отводами и устр. регулир.напр.);

- расширитель тр-ра: цилиндрический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для уменьшения площади соприкосновения масла с воздухам);

- охлаждающее устройство;

- механизм регулирования напряжения (РПН, ПБВ);

- защитные и изм. устр-а (для контроля за работой тр-ра): маслоуказатель, термометры;

- тележка.

Выбор блочных тр-ров КЭС, ТЭЦ и ГЭС

1) При работе 2ух или 3ехобмоточного трансформатора в блоке с одним генератором: , где S_г – полная ном. мощность генератора, в блоке с которым будет работать выбираемый генератор, МВА; S_с.н.–отбор на собств. нужды, МВА.

, где Р_ном,Г – акт. мощность генератора, МВА; Р_С.Н.-отбор на С.Н,%.

На КЭС: Р_С.Н.=3-8%; на ТЭЦ: Р_С.Н.=10%; соsφ_С.Н. – коэффициент мощности С.Н.

2) При работе одного тр-ра с несколькими генераторами (укрупненный блок):

, где -суммарная мощность генераторов блока.

Выбор 2хобм. тр-ров связи на ТЭЦ: при выборе необходимо рассмотреть и учесть следующие режимы работы: 1) выдача избыточной мощности в период минимума нагрузки на шинах генераторного напряжения (ГРУ): , где – нагрузка шин генераторного напряжения в реж. мин. нагрузок

2) Пропуск от энергосистемы недостающей мощности на шинах генераторного напряжения в момент максимальной нагрузки и при отключении одного из наиболее мощных генераторов:

Выбор 3хобм. тр-ров связи на ТЭЦ производится аналогично выбору 2хобмоточного, но во втором (максимальном) режиме:

При параллельной работе нескольких трансформаторов на одну нагрузку (генератор), мощность тр-ра выбирается следующей:

а) при параллельной работе 2ух тр-ров: ;

б) при параллельной работе 3ех и более тр-ров: , где n_т – количество параллельно работающих тр-ров; 1,4 – коэффициент перегрузки, соответствующий 40%; S_нб – наибольшая нагрузка.