ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛАТУЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ
ТРАНСФОРМАТОРА И ИХ РАСЧЕТ
Для силовых трансформаторов, работающих в системах электроснабжения, нормируются стандартом следующие величины:
- потери холостого хода РХ и короткого замыкания РК;
- ток холостого хода, i0,%
- напряжение короткого замыкания uK,%.
Рассмотрим технико-экономическое значение этих параметров и методику их расчета.
Потери мощности и коэффициент полезного действия
Трансформатора
Потери мощности определяют коэффициент полезного действия (КПД):
,
где, Р1-активная мощность первичной цепи или потребляемая;
-активная мощность вторичной цепи или мощность приемников, включенных во вторичную цепь;
∆Р - потери мощности, которые преобразуются в тепло и нагревают трансформатор.
Основными видами потерь являются потери в магнитопроводе или потери холостого хода при номинальном напряжении Рх и потери в обмотках , где -потери короткого замыкания при номинальном токе, -коэффициент нагрузки.
Следовательно: где .
Ввиду того, что практически вся электроэнергия на пути от электростанции к потребителю проходит до 4-5 трансформаций, к КПД предъявляются жесткие требования и он достаточно высок, до 99% и выше.
Определение КПД через мощности и неточно, так как эти значения близки друг к другу. Поэтому КПД определяется через потери и нормируется стандартом не сам КПД, а отдельно потери холостого хода и короткого замыкания.
|
|
При установлении нормируемых потерь решается компромиссная задача: с одной стороны, при увеличении электромагнитных нагрузок В·J уменьшается расход активных материалов и стоимость трансформатора, с другой стороны из-за роста потерь мощности увеличивается стоимость потерь электроэнергии за время эксплуатации трансформатора.
Важным является также соотношение потерь при их неизменной сумме. Потери холостого хода относятся к постоянным, одинаковым при любой нагрузке, а потери в обмотках зависят от квадрата тока нагрузки и относятся к переменным. Максимальное значение КПД достигается, когда переменные и постоянные потери равны
.
Нагрузка трансформатора в течении суток изменяется, так как оборудование цеха включается и отключается по мере необходимости, диктуемой производственным циклом. На рис.2 представлен один из возможных графиков суточной нагрузки.
Рис.2 Суточный график нагрузки трансформатора
Среднее значение коэффициента нагрузки, соответствующее этому графику, равно 0,69. В большинстве случаев Кнг= 0,45-0,55. Чтобы сохранить при недогрузке высокий КПД требуется, чтобы максимальный КПД был при коэффициенте нагрузки 0,45-0,55. В этом случае соотношение потерь
|
|
то есть потери короткого замыкания должны быть в 3,5-5 раз больше потерь холостого хода.
При определении потерь холостого хода пользуются справочными данными о величине удельных потерь в 1кг стали , Вт/кг:
РХ = Руд ·Gст ,
где Gст - масса стали магнитопровода. Величина Руд зависит от марки стали, толщины листов, частоты тока и величины магнитной индукции B (табл.28).
Потери короткого замыкания
где - номинальные первичный и вторичный фазные токи, -фазные активные сопротивления обмоток.
Активное сопротивление фазы
,
где lв-средняя длина витка обмотки, w- ее число витков, Пв - поперечное сечение провода. Удельное сопротивление берется при температуре 75 С. Для меди , для алюминия
Потери в одной обмотке можно выразить через ее объем:
Произведение , где - объем провода трех фаз данной обмотки.
Поэтому потери:
Объем можно заменить массой, ввода величину плотности металла обмотки :
.
Для меди кг/ , для алюминия кг/ .
При определении активного сопротивления и потерь мощности необходимо также учитывать увеличение сопротивления и потерь, обусловленное добавочными потерями от вихревых токов в проводнике, созданных переменным магнитным полем (поверхностный эффект). Размеры проводников и их расположение должны быть такими, чтобы добавочные потери не превышали 5% от основных потерь.
|
|
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 306; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!