Номинальные данные и параметры трансформаторов

Практическое занятие № 1 по теме «Трансформаторы»

Основные определения

 

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством магнитного поля одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

Различают двухобмоточные трансформаторы, имеющие две гальванические не связанные обмотки, трех- и многообмоточные трансформаторы с гальванически не связанными обмотками.

 

 

Автотрансформатором называется трансформатор, две или большее число обмоток которого гальванически связаны так, что они имеют общую часть. Передача энергии из первичной цепи во вторичную происходит как посредством магнитного поля, так и электрическим путем.

 

 

Трансформатор называется силовым, если он предназначен для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках для приема и использования электрической энергии. К силовым относятся трансформаторы трехфазные и многофазные мощностью 6,3 кВА и более, однофазные мощностью 5 кВА и более. При меньших мощностях трансформаторы называются трансформаторами малой мощности. Различают силовые трансформаторы общего назначения, предназначенные для включения в сети, не отличающиеся особыми условиями работы, и специальные силовые трансформаторы для сетей и приемников с особыми условиями работы.

 

Классификация силовых трансформаторов общего назначения.

По системам охлаждения:

а) Естественное воздушное охлаждение – элементы трансформатора имеют непосредственное соприкосновение с окружающим воздухом, охлаждение происходит путем излучения и естественной конвекции воздуха. Применяется для мощностей до 2500 кВА и напряжений до 20 кВА.

б) Естественное масляное охлаждение – активная часть трансформатора помещается в бак, заливаемый трансформаторным маслом, служащим изолирующей средой и теплоносителем. Охлаждение обмоток и магнитной системы происходит путем естественной конвекции масла, поверхности бака – путем излучения и естественной конвекции воздуха. Применяеися для мощностей до 10 000 кВА.

в)Масляное охлаждение с дутьем – теплоотдача с поверхности бака усиливается путем обдувания поверхности вентиляторами при естественной конвекции масла внутри бака. Применяется для мощностей 10 000 – 63 000 кВА.

г) Масляное охлаждение с принудительной циркуляцией масла – масло из бака откачивается насосом, прогоняется через водяной или воздушный теплообменник и охлажденное возвращается в бак. Применяется для мощностей 16 000 – 25 000 кВА и более.

 

По форме магнитной системы:

Различают магнитные системы плоские, т.е. такие, в которых продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости и пространственные, в которых эти оси расположены в разных плоскостях.

 

            

 

По схеме магнитной системы:

а) Стержневые трансформаторы – ярма, замыкающие магнитную цепь прилегают к торцевым поверхностям обмоток, не охватывая их боковых поверхностей.

 

                      

б) Броневые трансформаторы – ярма охватывают не только торцевые, но и боковые поверхности обмоток, как бы «защищая» их броней.

 

 

          

 

 

б) Тороидальные трансформаторы- обмотки наматываются на кольцевой магнитопровод.

 

          

По расположению обмоток:

а) Трансформаторы с концентрическими обмотками – обмотки высокого и низкого напряжения (ВН и НН) выполняются в виде цилиндров и располагаются на стержне концентрически.

 

       

 

 

б) Трансформаторы с чередующимися обмотками – обмотки ВН и НН выполняются в виде невысоких цилиндров и располагаются, чередуясь в осевом направлении.

 

           

 

В зависимости от мощности и класса напряжения силовые трансформаторы подразделяются на восемь габаритов:

 

Номера габаритов Диапазон мощности, кВА Класс напряжения, кВ
I До 100 До 35 (включительно)
II 100 – 1 000 До 35 (включительно)
III 1 000 – 6 300 До 35 (включительно)
IV Свыше 6 300 До 35 (включительно)
V До 32 000 До 110 (включительно)
VI 32 000 – 80 000 До 330 (включительно)
VII 80 000 – 200 000 До 330 (включительно)
VII Свыше 200 000 Выше 330

 

Для отличия по конструктивным признакам, назначению, мощности и напряжению все трансформаторы подразделяются на типы, которым присваивается условное обозначение. Структурная схема условного обозначения типа трансформатора имеет следующий вид:

Х  – Х / Х     Х  – Х

1  2 3 4  5

где

1 – буквенное обозначение типа;

2 – номинальная мощность трансформатора, кВА;

3 – класс напряжения обмотки ВН;

4 – дополнительное буквенное обозначение;

5 – климатическое исполнение и категория размещения.

Некоторые примеры обозначения типов трансформаторов:

ТМ – трансформаторы силовые масляные двухобмоточные общего назначения;

ТМН – то же, но с устройством переключения регулировочных отводов под нагрузкой (с устройством РПН);

ТДН – то же, что и для ТМН, но охлаждение с дутьем;

ТДНС – то же, что и для ТДН, но для собственных нужд электростанций;

ТМТН – то же, что и для ТМН, но трехобмоточный;

ТДТН – то же, что и для ТМТН, но охлаждение с дутьем;

ТД – трансформаторы силовые масляные общего назначения охлаждение с дутьем;

ТДЦ – то же, что и ТД но с охлаждением дутьем и принудительной циркуляцией масла;

ТРДН – то же, что и для ТДН, но с расщепленной обмоткой НН;

ТРДЦН – то же, что и для ТРДН, но с охлаждением дутьем и принудительной циркуляцией масла;

ТЦ – трансформаторы силовые масляные двухобмоточные общего назначения с принудительной циркуляцией масла;

ТНЦ – то же, что и для ТЦ, но с устройством РПН;

ТС – трансформаторы силовые трехфазные сухие общего назначения;

ТСЗ – то же, что и ТС, но защищенные;

ТСЗС – то же, что и ТСЗ но для собственных нужд электростанций;

ТСВ – трансформаторы рудничные силовые взрывобезопасные;

ТСШВ – трансформаторы сухие для угольных и сланцевых шахт, взрывобезопасные;

ТКШВС – то же, что и ТСШВ, но с кварцевым наполнением и изоляцией из стеклопластиков;

ТМП, ТДНПД – трансформаторы масляные для тиристорных электроприводов постоянного тока;

ОРЦ – двухобмоточный однофазный с расщепленной обмоткой и принудительной циркуляцией масла;

ОРДЦ – то же, что и для ОРЦ, но с охлаждением дутьем и принудительной циркуляцией масла;

ОСМ – однофазный сухой многоцелевого назначения для питания цепей управления, сигнализации и местного освещения;

АТДТН, АТДЦТН – автотрансформаторы с соответствующими параметрами для ТДТН и ТДЦТН;

…..

Наиболее распространенные в распределительных сетях промышленных предприятий трехфазные двухобмоточные масляные трансформаторы с мощностями от 25 до 630 кВА могут иметь напряжения: ВН – 6, 10 и 35 кВ и НН – 0,4 и 0,69 кВ.

 

Условные обозначения климатических исполнений трансформаторов:

Климатические исполнения Условные обозначения
Для эксплуатации в районах с умеренным климатом У
То же, с умеренным и холодным климатом УХЛ
То же, с влажным тропическим климатом ТВ
То же, с сухим тропическим климатом ТС
То же, как с сухим, так и влажным тропическим климатом Т
Для эксплуатации во всех районах на суше, кроме районов с очень холодным климатом (общеклиматическое исполнение) О
Для эксплуатации в районах с умеренно-холодным морским климатом М
То же, с тропическим морским климатом ТМ
То же, как с умеренно-холодным, так и тропическим морским климатом ОМ
Для эксплуатации во всех районах на суше и на море, кроме районов с очень холодным климатом (всеклиматическое исполнение) В

 

\

Условные обозначения категорий размещения трансформаторов:

Характеристика категорий размещения Условные обозначения
Для эксплуатации на открытом воздухе 1
Для эксплуатации под навесом или в помещениях со свободным доступом наружного воздуха 2
Для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий 3
Для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями 4
Для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью 5

Для регулирования напряжения трансформаторы снабжены устройствами ПБВ и РПН. Регулирование осуществляется за счет изменения числа рабочих витков обмотки высокого напряжения, изменяя тем самым коэффициент трансформации. ПБВ означает переключение обмоток без возбуждения, т.е. при выключенном трансформаторе. РПН означает: регулирование напряжения под нагрузкой (переключения регулировочных отводов под нагрузкой).

Трансформаторы мощностью от 25 до 250 кВА выпускаются только ПБВ ±2х2,5%, а мощностью 400 и 630 кВА – ПБВ и РПН. Регулирование напряжения ПБВ ±2х2,5% осуществляется переключателем с выведенной рукояткой переключения в пределах от –5% до +5% через каждые 2,5%. Аппаратура РПН размещается в баке трансформатора. Переключение автоматическое или ручное. Трансформаторы с РПН при напряжениях ВН 6 и 10 кВ в диапазоне регулирования ±10% имеют не менее чем ±8 ступеней и при напряжениях ВН 13,8; 15,75; 20 и 35 кВ в диапазоне ±9% – не менее чем ±6 ступеней.

Схемы и группы соединения трансформаторов: Y/YH – 0 и Y/ZH – 11 при НН 0,4 кВ; Д/YH – 11 при НН 0,69 кВ и при НН 0,4 кВ у трансформаторов ТМ-400/10 и ТМ-630/10.

Нейтраль обмоток трансформаторов с напряжениями 6, 10 и 35 кВ изолирована от земли, а обмоток с напряжениями 110, 150, 220, 330 и 500 кВ заземлена наглухо или разземлена.

 

Номинальные данные и параметры трансформаторов

 

Номинальными данными называются указанные изготовителем параметры трансформатора (например, частота, мощность, напряжение, ток), обеспечивающие его работу в условиях, установленных нормативными документом.

Технические данные некоторых типов двухобмоточных силовых трансформаторов общего назначения приведены в таблице:

 

Тип

трансформатора

Потери,кВт

uК,

%

i0

%

Габариты, мм

Масса,

т

Р0

РК L B H
ТМ-25/10 0,13

0,6

4,5 3,2 1120 460 1125 0,38
ТМ-100/10 0,33

1,97

4,5 2,6 1200 800 1470 0,72
ТМ-630/10 1,31

8,5

5,5 2,1 1750 1275 2150 3,0
ТМН-6300/35 7,6

46,5

7,5 0,8 4250 3420 4080 16,6
ТДНС-63000/35 50

250

12,7 0,45 7000 4600 6400 75,0
ТДЦ-400000/110 320

900

10,5 0,45 15550 6800 7200 286
                   

 

Из таблицы видно, что трансформатор ТДЦН-400000/110 (трансформатор силовой масляный общего назначения охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла, с устройством РПН) имеет номинальную мощность SH = 400 000 кВА (400 МВА), класс напряжения обмотки ВН U = 110 кВ, потери холостого хода РО = 320 кВт, потери короткого замыкания РК = 900 кВт, напряжение короткого замыкания uK=10,5% от U, ток холостого хода i0 = 0,45 % от номинального тока первичной обмотки.

 

 

Список литературы

1. Сергеенков Б.Н. и др. Электрические машины: Трансформаторы: Учеб. пособие для электромех. спец. вузов/ Под ред. И.П.Копылова. – М.: Высш. шк., 1989. – 352 с.

2. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т. 2. Электромеханические устройства / Под общ. Ред В.Г.Герасимова и др. – М.: Энергоиздат, 1981. – 640 с.

3. Дзюбан В.С., Риман Я.С., Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. – М.: Недра, 1983. – 542 с.


Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 813; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!