Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения. От теории к практике. Учебное пособие
.pdf
ZY e e
j
AD
11
169,07 2, 29 10
86,12 3 90
j
22
0,92
86,1
j
j
;
Ом;
86,1 3 90
jj
См.
=
0,806 0, 013 0,803
BZ e
ZY e e
С Ye
12,29101
44
je
169,07
390
j
2,07 10je
=
169,07 2, 29 10
390,4
Для определения постоянных четырехполюсника необходимо рассчитать волновые параметры линии.
Волновое сопротивление
85,8
j
e
690
e
2,1
286,1
j
Ом.
Z
Ze
B
0
Y
0
0,302
3,69 10
Коэффициент распространения электромагнитной волны вдоль
линии
85,8 6 90
ZY e e
0
1,056 10je
=
00
387,9
0,302 3,69 10
jj
(0,0387 1,055) 10j
3
1/км.
Отсюда коэффициент затухания
ент фазы
= 1,055·10
0
–3
рад/км.
0,0387 10
0
3
1/км, коэффици-
Для удобства вычисления переведем радианы в градусы:
0
0
1,055 10 180
180
3,14
3
0,0605
град/км.
Натуральная мощность
2
U
P
нат
ном
МВт.
Z
в
500
281,1
31
2
873,9
Гиперболические функции комплексного переменного:
j
j
sh( ) sh( ) sh( ) cos( ) ch( ) sin( )LjLLLjLL
0
ch( ) ch( ) ch( ) cos( ) sh( ) sin( )LjLLLjLL
0
0000 00
00 0 0 0 0
Для линий до 1000 км можно принять, что
sh( ) ,LL тогда
00
sh( ) cos( ) sin( )LL Lj L
0
0,0387 600 cos(0, 0605 600) sin(0,0605 600)j
=
0,0187 0,592 0,592
ch( ) cos( ) sin( )LLjLL
0
=
cos(0,0605 600) 0,0387 600 sin(0,0605 600)j
AD L e
BZ L e e e
sh( ) 286,1 0,592 169,35
Ом;
в
0
sh( )
Ce
0
1/Ом.
Z
в
00 0
88,2
2,07
j
1,0
1,0
j
je
000
0,806 0,014 0,806
L
je
ch( ) 0,806
0
2,1 88,2 86,1
jj j
88,2
0,592
286,98
j
e
2,1
j
e
;
;
;
90,3
.
ch( ) 1,L
0
Расхождение в значении констант, найденных двумя способами,
находится в пределах погрешности исходных данных (менее 3 %).
32
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3
ДВУХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ.
ДВУХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
С РАСЩЕПЛЕННОЙ ВТОРИЧНОЙ ОБМОТКОЙ
Задача 3.1. Трехфазный двухобмоточный трансформатор типа ТМ
выпускают на два класса напряжения (10 и 6 кВ). Определить параметры схем замещения трансформаторов ТМ-100/10 и ТМ-100/6 (рис. 3.1,
а) и проанализировать, как влияет при одинаковой номинальной мощности класс напряжения обмотки ВН на сопротивление и проводимость трансформатора.
а б
Рис. 3.1. Упрощенные схемы замещения двухобмоточных трансформаторов:
а – с учетом поперечной ветви; б – без учета поперечной ветви
Решение
1. Паспортные данные для трансформатора ТМ-100/10 [16]:
100S
ном
кВА,
вн
33
10U
кВ,
нн
0, 4U
кВ,
1, 9 7 P кВт,
к
0,36P кВт,
х
4,5u
к
%,
2,6I
х
%.
Определим параметры продольной ветви схемы замещения. Активное сопротивление трансформатора, приведенное к напряжению
высшей обмотки,
2
PU
кн
R
S
2
ном
10
3
1, 97 10
100
2
2
3
10 19, 7
Ом. (3.1)
Полное сопротивление
23
uU
кн
Z
100 100 100
10
S
ном
4,5 10
2
3
10 45,0
Ом. (3.2)
Реактивное сопротивление
22 2 2
45,0 19,7 40,5 Ом.XZR
Идеальный трансформатор в схеме замещения характеризуется коэффициентом трансформации, принимающим номинальное значение в
22,5%
25
)
центральном положении переключателя (ПБВ
k
т
ном
U
U
10
вн
0, 4
нн
и изменяющимся в трансформаторе с ответвлениями
отв отв
9,5 кВ и 10,5 кВUU
min max
в интервале
тт
kk
min max
9,5 10, 5
0, 4 0, 4
23,75 26, 25.
При расчете электрических режимов на ЭВМ номинальная трансформация задается в виде
т
ном нн вн
0, 4 / 10 0, 04kUU
.
Смена положения ПБВ, выполняемая, как правило, посезонно, изменяет количество рабочих витков обмотки ВН и, следовательно, зна-
34
чения сопротивлений R, X трансформатора. С учетом выражений (3.1)
Z
и (3.2) наибольшее изменение сопротивлений составит
22
(1, 05 0 , 95 ) 0, 2 ,
TT
Z
т. е. каждое переключение на одно от-
Z
T
ветвление изменяет сопротивления трансформатора примерно на 5 %
и может оказать существенное влияние на режим в низковольтных
сетях.
Параметры поперечной ветви:
– активная проводимость
P
х
G
10 10 3,60 10
22
U10
н
0,36
336
См;
– реактивные потери холостого хода
IS
Q
хном
x
100 100
2,6 100
2,60
квар;
– реактивная (индуктивная) проводимость
Q
х
B
10 10 26,0 10 .
22
U10
н
2,60
336
Потери холостого хода трансформатора при номинальном питающем напряжении
xx
x
0,36 2,60SPjQ j
кВА.
2. Паспортные данные трансформатора ТМ-100/6 отличаются толь-
ко номинальным напряжением обмотки ВН, равным 6,3 кВ.
Активное и индуктивное сопротивления
23
S
2
ном
10PU
1, 97 6, 3
R
кн
100
2
2
3
10 7,82
Ом.
Потеря напряжения на активном сопротивлении трансформатора
SR
u
ном
кa
23 23
10 6,3 10
U
н
100 7,82
100 100 1,97 %
35
.
Потеря напряжения на реактивном сопротивлении трансформатора
22
4,5 1,97 4,05 %.u
кp
Индуктивное сопротивление трансформатора
23
uU
кр н
X
100 100 100
10
S
ном
4,05 6,3
2
3
10 16,1
Ом.
Активная и индуктивная проводимости:
G
B
хх
22
U6,3
н
10
Q
хх
22
U6,3
н
0,36
3
2,60
36
10 9, 07 10
36
10 65,5 10
См;
См.
3
10
P
Моделируя ветвь холостого хода проводимостями (шунтами на
землю), потери мощности можно выразить в виде
,
( ) (9, 07 65,5) 6,3 10 0,36 2,60 кВАSGjBU j j
хх
223
что позволяет определить потери мощности холостого режима при питающем напряжении
, отличном от номинального.
U
Из расчетов видно, что активное сопротивление соизмеримо с реактивным (примерно в 2 раза меньше для трансформаторов рассматриваемых классов напряжения). Аналогично, активная проводимость в
7,2 раза меньше реактивной.
С уменьшением класса напряжения с 10 до 6 кВ сопротивления трансформаторов уменьшились, а проводимости увеличились в
2,5 раза.
Задача 3.2. Чирчикский трансформаторный завод выпускает
трансформаторы марки ТМЗ. Это силовые трехфазные двухобмоточные трансформаторы, без устройства РПН, без расширителя, герметичные, с азотной подушкой. Сезонное изменение напряжения осуществляется на стороне ВН с помощью устройства ПБВ. Определить
параметры схемы замещения с учетом трансформации (рис. 3.2)
трансформатора ТМЗ-1000/10 со следующими паспортными данными:
36
ном
1000S
кВА,
вн
10U
кВ,
нн
0, 4U
кВ,
12,2 P кВт,
к
х
Рис. 3.2. Схема замещения двухобмоточного
Решение
Активное сопротивление
2
PU
кн
R
S
2
ном
10
Полное сопротивление
23
uU
кн
Z
100 100 1000
10
S
ном
2, 45P кВт,
трансформатора
2
12,2 10
3
2
1000
2
5,5 10
5,5U
к
10 5,50
%,
3
10 1,22
3
х
Ом.
Ом.
1, 4I
%.
Реактивное сопротивление
22 2 2
5,05 1,22 5,36 ОмXZR
незначительно отличается от полного сопротивления
1,22 5,36 Ом.ZRjX j
Активная проводимость
P
2, 45
G
х
22
U10
н
36
10 24,5 10
37
См.
Реактивная проводимость
XZ
3
IS
Q
B
х
222
UU
нн
хном
10
100 100 10
1,4 1000
10 140 10
Полная проводимость трансформатора
(24,5 140) 10YGjB j
Номинальный коэффициент трансформации
36
6
См.
См.
k
U
ном
U
вн
нн
10
0, 4
25.
Найденные параметры схемы замещения приведены к ВН. Со стороны НН параметры можно определить путем их пересчета через коэффициент трансформации:
'3
ZZ j j
11
k
(1, 22 5, 36) (1, 2 5 8, 58) 1 0 Ом
22
ном
223
(24,5 140) 25 (15,3 87,5) 10 СмYYk j j
ном
25
,
,
или непосредственно по приведенным выше выражениям, используя
вместо номинального напряжение обмотки НН.
В данной задаче рассматривался трансформатор того же класса
напряжения, что и в предыдущей, только более мощный. С увеличением номинальной мощности трансформаторов возрастает (в данном
случае до 4,5 раз) соотношение между индуктивным и активным сопротивлениями и для трансформаторов
с приемлемой погрешностью можно принять
мощностью более 1000 кВА
.
Задача 3.3. На подстанции установлены два понижающих двухоб-
моточных трансформатора типа ТДН–16000/110, которые имеют следующие паспортные данные:
16000S кВА,
ном
85P кВт,
к
х
19P кВт,
вн
38
110U
кВ,
10,5U %,
к
нн
6,6U
х
кВ,
0,7I
%.
Определить параметры эквивалентной схемы замещения (рис. 3.3, б)
двух параллельно работающих трансформаторов.
а б
Рис. 3.3. Схемы замещения двух понижающих трансформаторов:
а – исходная; б – эквивалентная
Решение
Определим сопротивления трансформаторов по параметрам опыта
короткого замыкания:
23
R
UU
кн
X
100 100 16000
10PU
кн
2
S
ном
23
10
S
ном
85 110
16000
10,5 110
2
3
10 4,02
2
2
10 79, 41
Ом,
3
Ом.
Номинальный коэффициент трансформации
k
U
ном
U
вн
нн
110
6,6
16,7
.
Проводимость определяется по результатам опыта холостого хода.
Активная проводимость
P
19
G
х
22
U 110
н
36
10 1,57 10
39
См.
Реактивная проводимость
3
IS
Q
B
х
22 2
UU
нн
хном
10
100 100 110
0,7 16000
36
10 9, 26 10
См.
Определим полное эквивалентное сопротивление для двух параллельно работающих трансформаторов (рис. 3.3, б):
Z4,0279,71
Zj
экв
RjX j
n
т
22
2,01 39, 86
Ом.
Эквивалентная проводимость
См.
экв
2(1,57 9, 26) 10 (3,14 18,52) 10YnY j j
т
66
На параллельную работу включаются трансформаторы с одинаковыми коэффициентами трансформации
э
(16,7)kk
т
.
6
1014,3
18,52 10j
6
Рис. 3.4. Эквивалентная схема замещения двух параллельно
включенных двухобмоточных трансформаторов
Из полученных результатов видно, что с увеличением напряжения
и мощности трансформаторов возрастает соотношение между реактивным и активным сопротивлениями, и в данном случае оно составляет уже 19,8 раза. Увеличение различия между значениями активной
и реактивной проводимостей с ростом номинальной мощности и
напряжения не столь существенно.
Задача 3.4. На повышающей подстанции установлен трансформатор
22,5%
типа ТД-10000/35 с пределами регулирования
40
(рис. 3.5, а),
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]