Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Определение экономически целесообразного режима работы трансформаторов
|
|
Цель работы
Определение экономически целесообразного режима работы трансформаторов при изменении нагрузки расчетным и экспериментальным способами.
Краткие теоретические сведения
Потребление электрической энергии промышленными предприятиями изменяется в широких пределах. В связи с этим трансформаторы цеховых подстанций практически всегда работают при переменной нагрузке. В условиях эксплуатации следует предусматривать экономически целесообразный режим работы трансформаторов, сущность которого состоит в том, что при наличии на подстанции нескольких трансформаторов, работающих на общих шинах, число включенных трансформаторов определяется условием, обеспечивающим минимум потерь мощности в этих трансформаторах при работе по заданному графику нагрузки.
При полной нагрузке работают, например, два трансформатора, а при меньшей нагрузке один из них отключается вручную или автоматически. При этом суммарные потери мощности в одном трансформаторе оказываются меньшими по сравнению с двумя работающими. При повышении нагрузки до экономически целесообразной производится включение второго трансформатора.
Отключать или включать трансформатор при изменении нагрузки вручную не всегда удобно, а путем применения несложной автоматики удается значительно снизить потери электроэнергии за счет экономичной работы трансформаторов. При отключении одного из трансформаторов на стороне низкого напряжения включается секционный автомат, чем обеспечивается нормальная работа всех потребителей от одного трансформатора.
При определении потерь активной мощности учитываются не только потери в самих трансформаторах, но и потери в системе электроснабжения от генераторов электростанций до трансформаторов.
Известно, что приведенные потери мощности в трансформаторах определяются по формуле
D P т¢ = D P х.х¢ + D P к.з¢ K з2,
где D P х.х¢ = D P х.х + k п.пD Q х.х – приведенные потери мощности холостого хода трансформатора, кВт; D P к.з¢ = D P к.з + k п.пD Q к.з – приведенные потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт; K з = S т/ S ном – коэффициент загрузки; D P к.з – потери мощности в меди обмоток трансформатора, кВт; k п.п – коэффициент повышения (изменения) потерь (вводится для учета активных потерь мощности во всех элементах питающей сети, образующихся при передаче реактивной мощности трансформатора), кВт/квар; D P х.х – потери мощности холостого хода, кВт; S т – фактическая нагрузка трансформатора, кВА; S ном – номинальная мощность трансформатора, кВА; D Q х.х = S ном I х.х%/100 % – реактивные потери мощности холостого хода трансформатора, квар; I х.х – ток холостого хода трансформатора, %; D Q к.з = S ном u к.з %/100% – реактивные потери мощности холостого хода трансформатора, квар; u к.з – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Зная параметры устанавливаемых трансформаторов, можно определить их экономический режим работы. Для этого необходимо построить кривые зависимости потерь активной мощности в трансформаторах от изменения нагрузки.
Подготовка к работе
1. Ознакомиться с режимом работы трансформатора (общие сведения) и изучить рекомендуемую литературу [1, § 6.3];
[2, § 7.3].
2. Ответить на вопросы:
а) какой режим работы трансформаторов считается экономически целесообразным?
б) как выбирается коэффициент повышения (изменения) потерь k п.п?
в) какие потери называются приведенными потерями мощности в трансформаторах?
г) как определить нагрузку, при которой экономически целесообразно включать трансформаторы на совместную работу?
д) как рассчитываются потери активной мощности в силовых трансформаторах?
3. Ознакомиться с лабораторной установкой и порядком проведения опытов.
Содержание предварительного отчета
Предварительный отчет должен состоять из схем электрических соединений производства испытаний и заготовленных форм таблиц для записи результатов экспериментальных исследований.
Описание лабораторного стенда
На стенде смонтированы оборудование и приборы, необходимые для снятия характеристик и экспериментальных зависимостей по определению экономически целесообразного режима работы трансформаторов.
Питание на стенд подается автоматом типа АП-50, расположенным справа, ~220 В. Кроме того, на лабораторном стенде выведены клеммы катушек контакторов К1 и К2 и их замыкающиеся контакты для осуществления раздельной и совместной работы трансформаторов T1иT2, токового реле типа ЭТ-521, осуществляющего включение и отключение трансформатора T2 в зависимости от изменения нагрузки, клеммы выключателя Q типа «Тумблер» для включения контактора К1, а следовательно, трансформатора T1, зажимы для подключения сопротивления нагрузки R н и автотрансформатора.
Лабораторный стенд укомплектован соответствующими контрольно-измерительными приборами. В качестве силовых трансформаторов применены два однофазных трансформатора типа ТВС: U ном = 220/36 В; S ном = 800 В× А.
Рабочее задание
1. Собрать схему (рис. 3.1) и провести опыт холостого хода с одним из трансформаторов.
2. Определить по результатам опыта ток I х.х и потери D P х.х холостого хода трансформатора.
3. Собрать схему (рис. 3.2) и провести опыт короткого замыкания с тем же трансформатором.
4. Определить параметры короткого замыкания трансформатора – D P к.з и u к.з.
5. Построить расчетные зависимости потерь активной мощности от коэффициента загрузки для одного и двух одновременно работающих трансформаторов D P т = ¦(к з).
6. Собрать схему (рис. 3.3), снять и построить зависимость D P т1 = ¦(к з) для одного работающего трансформатора.
7. Собрать схему (рис. 3.4), предварительно определив одноименные выводы второго трансформатора (рис. 3.5), снять и построить зависимость D P т2 = ¦(к з) для двух одновременно работающих трансформаторов.
8. Сравнить результаты, полученные экспериментально в п. 6 и 7, с расчетными в п. 5 задания и определить нагрузку, при которой экономически целесообразно включать трансформаторы на одновременную работу.
9. Собрать схему (рис. 3.6) для проверки экономического режима работы двух трансформаторов при изменении нагрузки.
10. Построить зависимости приведенных потерь активной мощности от коэффициента загрузки для одного и двух трансформаторов, работающих одновременно.
11. Сравнить коэффициент загрузки, при котором необходимо включать трансформаторы на одновременную работу, определенную в п. 8 и 10.
Методические указания
К п. 1-4 задания. Снять показания приборов и занести их в таблицу:
| U 1, В | U 2, В | D P х.х, Вт | I х.х, А | u к.з, В | I 1н, А | I 2н, А | D P к.з, Вт |
К зажимам первичной обмотки трансформатора необходимо подвести такое напряжение U, чтобы в обмотках установились номинальные токи I 1ном и I 2ном (опыт короткого замыкания) или номинальные напряжения U 1ном и U 2ном (опыт холостого хода). Изменение напряжения производить с помощью однофазного лабораторного автотрансформатора Т.
К п. 5. Потери мощности одного трансформатора определяются по формуле
D P 1т = D P х.х + к з2D P к.з,
для одновременно работающих двух трансформаторов по формуле
.
К п. 6. Потери мощности в трансформаторе определять по разности показаний ваттметров РW 1 и РW 2, т.е. D P Т = P 1 – P 2.
К п. 7. Для снятия зависимости D P т2 = ¦(к з) необходимо соединить одноименные зажимы двух трансформаторов. Для определения одноименных зажимов собрать схему согласно рис. 3.4. Присоединить первичные обмотки трансформаторов T1 и T2 к сети и два каких-либо зажима соединить перемычкой. Между оставшимися свободными зажимами включить вольтметр, при этом, если соединены одноименные зажимы, вольтметр должен показать напряжение, близкое к нулю.
К п. 9. Вначале включением выключателя Q подается питание на катушку контактора К1, который замыкает свои контакты и включает первый трансформатор T1. По мере роста нагрузки, протекающей через обмотку реле, ток увеличивается, и при токе, равном току срабатывания реле, оно срабатывает и замыкает свои контакты, подавая питание на катушку контактора К2. Последний, в свою очередь, замыкает контакты и включает в сеть трансформатор T2. Ток срабатывания реле выбирается исходя из нагрузки, экономически целесообразного режима совместной работы трансформаторов с точки зрения минимальных потерь мощности в них.
К п. 10. Приведенные потери мощности в одном и двух одновременно работающих трансформаторах определяются соответственно по формулам
D P 1т¢ = D P х.х¢ + к з2D P к.з¢,
D P 2т¢ = 2D P х.х¢ + к з2/2 D P к.з¢.
Коэффициент повышения потерь k п.п принять равным 0, 05 кВт/квар.
Содержание отчета
1. Титульный лист (приложение).
2. Схемы опыта холостого хода трансформатора.
3. Схема опыта короткого замыкания трансформатора.
4. Схема установки для снятия зависимости 
для одного трансформатора.
5. Схема установки для снятия зависимости 
для двух трансформаторов.
6. Перечень аппаратов и приборов, используемых в работе с краткой технической характеристикой.
7. Таблицы опытных и расчетных данных.
8. Расчетные зависимости .
9. Определение приведенные потери активной мощности от коэффициента загрузки для одного и двух трансформаторов, работающих одновременно.
10. Выводы по работе.
|
|