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
а на понижающей – ТМН-10000/35 с пределами регулирования
91,78% (рис. 3.5, б).
= 36,75
Uвн= 38,5
U
вн
ТД-10000/35
U
= 10,5
нн
k
U
1
нн
G
1
jB
+
R
1
1
j X
U
1
вн
U
нн
G
2
jB
ТМН- 10000/35
U
+
R
2
2
нн
j X
= 10,5
2
а б
Рис. 3.5. Схемы подстанций и соответствующие им схемы замещения:
а – для повышающего трансформатора; б – для понижающего
Определить и сравнить параметры схем замещения двух трансформаторов.
Паспортные данные для трансформаторов можно взять из [16].
Для повышающего трансформатора
10 000S кВА,
ном
вн
38,5U
кВ,
нн
10,5U
кВ,
k
U
2
вн
65PкВт,
к
14,5P кВт,
х
к
7,5U %,
0,8I
х
%.
Для понижающего трансформатора
10 000S кВА
ном
65P кВт,
к
14,5P кВт,
х
вн
41
36,75U
кВ,
к
7,5U %,
нн
10,5U
кВ,
0,8I
х
%.
Решение
Активные сопротивления трансформаторов:
2
PU
S
кн
2
S
ном
PU
кн
2
ном
R
1
R
2
2
65 38,5
10 000
65 36,75
10 000
2
3
10 0,96 Ом
2
2
3
10 0,88
2
;
Ом.
Индуктивные сопротивления трансформаторов:
2
UU
X
X
кн
1
100 100 10 000
S
ном
UU
кн
2
100 100 10 000
S
ном
2
7,5 38,5
7,5 36,75
2
3
10 11,1
2
3
10 10,1
Ом;
Ом.
Потери мощности холостого хода для данных трансформаторов
одинаковые:
IS
SPjQPj
14,5 14,5 80 кВА.
ххх
х
0,8 10 000
jj
хном
100
100
Активные проводимости трансформаторов:
P
х
G
1
G
2
U
10 10 9,78 10
22
U
вн1
P
х
10 10 10,7 10
22
вн2
14,5
336
См;
38,5
14,5
336
См.
36,75
Реактивные проводимости трансформаторов:
B
Q
1
22
U
вн1
80
х
36
10 54, 0 10 См;
38,5
42
B
Q
2
22
U
вн2
80
х
36,75
Коэффициенты трансформации:
36
10 59, 2 10 См.
U
k
1
U
U
k
1
U
вн1
нн1
вн2
нн2
38,5
10,5
36,75
10,5
3, 67
3, 50
,
.
Так как номинальное напряжение обмотки ВН у повышающих
трансформаторов на 10 % больше номинального напряжения сети, а у
понижающих – на 5 %, то первые обладают большим сопротивлением
и меньшей проводимостью.
Задача 3.5. На понижающей подстанции установлен трансформа-
тор с расщепленной обмоткой низкого напряжения ТРДН-40000/110.
Рассчитать параметры схемы замещения трансформатора (рис. 3.6).
R
U
ВН
=115
U
=6,3
=10,5
U
НН1
а б
U
НН2
Рис. 3.6. Схемы трансформатора
с расщепленной обмоткой низкого напряжения:
а – схема подстанции; б – схема замещения
G
ВН
RBX
B
B
HН1
R
HН2
X
X
HН1
HН2
k'
k"
U
U
HH1
HH2
Каталожные данные понижающего трансформатора:
40 000S кВА,
ном
175 P кВт,
к
х
115U
вн
36P кВт,
43
кВ,
к
10,5/ 6,3U
нн
10,5U %,
кВ,
0,7I
х
%.
Решение
Определим сопротивления трансформатора.
Сквозное (общее) сопротивление
2
PU
R
X
кн
2
S
ном
UU
кн
100 100 40 000
S
2
ном
175 115
40 000
10,5 115
2
3
10 1,45
2
2
10 34, 7
Ом;
3
Ом
распределяется между лучами схемы замещения (обмотками) трансформатора (рис. 3.6, б) в следующем соотношении:
0,5 0,5 1,45 0, 725 Ом;RR
в
0,125 0,125 34, 7 4, 34 Ом;XX
в
нн1 нн2
нн1 нн2 в
Если приближенно принять, что
1, 4 5 Ом;RRR
1,75 1,75 34, 7 60,72 Ом.XX X
0Z
и все сопротивление
в
трансформатора сосредоточено в обмотке НН:
нн1 нн2
2 2(1, 45 34,7) 2, 90 69, 4 ОмZZ Z j j
,
то схему замещения в продольной части можно рассматривать как
двухлучевую звезду (рис. 3.7).
Реактивные потери мощности холостого хода:
IS
Q
х
хном
100 100
0,7 40 000
280
квар.
Проводимости трансформатора:
P
х
G
B
10 10 2,72 10
22
U
вн
Q
х
22
U
вн
36
336
См;
115
280
36
10 21, 2 10 См.
115
44
Рис. 3.7. Упрощенная схема замещения понижающего трансформатора с расщепленной обмот кой низкого напряжения
Коэффициенты трансформации:
U
k
U
U
k
U
вн
нн1
вн
нн2
115
10,5
115
6,3
10,95
18,25
;
.
Главная особенность трансформатора заключается в повышенном
значении сопротивления цепи между шинами НН
от 3,5 до 4,0 Z) и цепи между шинами ВН–НН
1(2)
–НН2 (в пределах
1
(от 1,88 до 2,0 Z), что
служит естественным способом (без установки токоограничивающих
реакторов) ограничения токов короткого замыкания. Наличие двух
секций шин позволяет осуществлять раздельное питание неоднородных потребителей и способствует улучшению резервирования электроснабжения.
45
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 4
ТРЕХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
И АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ В СХЕМАХ ЭЭС.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ
ЗАМЕЩЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНОМ ЗАДАНИИ
ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Задача 4.1. Определить параметры схемы замещения трехфазной
группы мощностью 399 000 кВА, состоящей из трех однофазных двухобмоточных повышающих трансформаторов типа ОДЦГ133000/500
Паспортные данные трансформатора:
/3
.
ном
к
133S МВА,
513 P кВт,
вн
430P кВт,
х
/3
525U
кВ,
к
нн
13,4U %,
/3
13,8U
кВ,
3, 0I
х
%.
Решение
Так как группа состоит из однофазных трансформаторов, возможны два пути расчета: 1) с использованием междуфазного напряжения,
утроенных потерь мощности короткого замыкания и трехфазной мощности; 2) с использованием фазного напряжения, заданных потерь короткого замыкания и мощности одной фазы:
2
PU
R
1)
кн
1
2
S
ном
3 513 525
399
2
2
3
10 2,67
46
Ом;
2
525
513
PU
2)
R
кн
2
2
S
ном
2
3
2
133
3
10 2,67
Ом.
Естественно, что оба расчета дают одинаковый результат.
Расчет индуктивного сопротивления производим аналогично:
2
UU
1)
2)
X
X
кн
1
100 100 399
S
UU
кн
2
100 100 133
S
ном
ном
2
13,4 525
13,4
2
525
3
92,56
2
Ом;
92,56
Ом.
Индуктивное сопротивление рассматриваемого трансформатора
значительно превышает активное, поэтому учет только активных сопротивлений мощных трансформаторов не внесет заметной ошибки в
расчеты электрических режимов электрической сети. Необходимость
учета активных сопротивлений возникает при анализе потерь активной
мощности и электроэнергии в сети.
Потери холостого хода группы однофазных повышающих трансформаторов
х
хх
=
1290 11970 кВА.j
фф
3 3 430 133 000
SPjQ j
3
100
Проводимости трансформатора:
P
х
G
B
10 10 4,68 10
22
U
вн
Q
х
22
U
вн
1290
336
См;
525
11970
36
10 43,4 10 См.
525
47
Трансформация генераторного напряжения в сеть 500 кВ представ-
P
ляется в схеме замещения идеальным трансформатором с коэффициентом трансформации
U
k
U
вн
нн
525
13,8
38,0.
Рассмотренная трехфазная группа однофазных повышающих
трансформаторов учитывается схемой замещения, соответствующей
трехфазному трансформатору.
Задача 4.2. Трехобмоточные трансформаторы типа ТДТН-
40000/220/35 имеют соотношения мощностей обмоток 100/100/100 % и
100/100/66,7 %. Каталожные данные трансформатора представлены в
таблице.
Каталожные данные трансформатора
Номинальное
P
напряжение
обмоток, кВ
ВН СН НН В–Н В–Н С–Н В–С В–Н С–Н
230 38,5 6,6 12,5 22 9,5 220 – –
, %
U
к
, кВт
к
,
I
,
х
х
кВт
55 1,1
%
Требуется определить параметры схемы замещения двух параллельно работающих трансформаторов первого и второго типа исполнения.
Решение
1. Определим параметры схемы замещения для первого исполне-
ния трансформаторов.
При одинаковой мощности обмоток их активные сопротивления
равны
2
PU
RRR R
всн общ
1 1 1 220 230
22 2
кн
22
S
ном
48
40 000
2
3
10 3,60 Ом
.
Найдем индуктивные сопротивления ветвей схемы замещения:
Z
U
к
вс 230
ХХ
;
12
ХХ
13
ХХ
23
вс
;
вн
сн
100 40 000
U
к
вн
100 40 000
U
к
сн 230
100 40 000
2
S
U
S
S
ном
U
ном
U
ном
н
2
н
2
н
12,5
33
10 10 165,3 Ом
100
22
33
10 10 291, 0 Ом
100
9,5
33
10 10 125,6 Ом
100
230
2
2
2
Индуктивное сопротивление для каждой обмотки определим следующим образом:
ХХ Х Х Х
1
0,5( )
ввсвнсн
0,5(165,3 291, 0 125, 6) 165, 4 Ом;
ХХ Х Х Х
2
0,5( ) 0,5(165,3 125,6 291,0) 0
свсснвн
ХХ Х Х Х
3
0,5( )
нвнснвс
0,5(291,0 125,6 165,3) 125,7 Ом.
Комплексные сопротивления двух параллельно работающих
1
()
RjX
трансформаторов
n
Т
:
.
11
ZRjX j j
ZRjX j j
н
()(3,60165,3)1,8082,7Ом
в
вв
22
11
ZRjX j
11
( ) (3,60 125,7) 1,80 62,85 Ом
22
()(3,600)1,80Ом
с
сс
22
нн
49
;
;
.
Эквивалентная комплексная проводимость
PQ P
Yngjb n j n j
()
TT T
55 1,1 40000
2 10 (2,08 16, 64) 10 См
230 100 230
jj
22
хх х
22 2 2
UU U U
нн н н
36
IS
хном
100
.
2. Определим параметры схемы замещения для второго исполнения
трансформаторов.
Сопротивления двух одинаковых по мощности обмоток ВН и СН с
известными общими потерями короткого замыкания
P
к
вн
опреде-
лим аналогично предыдущему случаю:
RR
в c
RPU
вс квс н
2
2240
2
10 10 3,60 Ом.
22
S
ном
220 230
33
2
Учитывая, что сопротивления и мощности обмоток связаны обратно пропорциональной зависимостью
SR
вн н
SR
нн в
100
66,7
1, 5 0,
сопротивление обмотки НН определим в виде
1,50 1,50 3,60 5, 40 Ом.RR
нв
Так как значения напряжения короткого замыкания даются в каталогах приведенными к номинальной мощности трансформаторов, индуктивные сопротивления обмоток первого и второго исполнения принимают одинаковыми. Поэтому имеем
11
ZRjX j j
ZRjX j j
( ) (3,60 165,4) 1,80 82, 7 Ом
в
н
вв
22
11
ZRjX j
11
22
()(3,600)1,80Ом
с
( ) (5, 40 125,7) 2,7 62,85 Ом
сс
22
нн
50
;
;
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]