КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методические указания к решению задач 1-7
Методические указания к выполнению контрольной работы задания № 2 В контрольную работу задание 2входит материал тем. 1.7 - 1.9. Перед решением задач этой группы особое внимание уделите §9.3-9.6, 9.11, 9.12 учебника [2]. Для их решения необходимо знать устройство, принцип действия и зависимости между электрическими величинами однофазных и трехфазных трансформаторов, уметь определять по их 1. Номинальная мощность Sном. Это полная мощность (в кВ·А), которую трансформатор, установленный на открытом воздухе, может непрерывно отдавать в течение своего срока службы (20-25 лет) при номинальном напряжении и при максимальной и среднегодовой температурах окружающего воздуха, равных соответственно 40 и 50С. Если указанные температуры отличаются от номинальных, то и номинальная мощность будет отличаться от указанной в паспорте. 2. Номинальное первичное напряжение Uном 1. Это напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка трансформатора. 3. Номинальное вторичное напряжение Uном 2. Это напряжение на выводах вторичной обмотки при холостом ходе и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичное напряжение U2 снижается из-за потерь в трансформаторе. Например, если Uном 2=400 В, то при полной нагрузке трансформатора вторичное напряжение U2=380 В, так как 20 В теряется в трансформаторе. 4. Номинальный первичный и вторичный токи Iном 1 и Iном 2. Это токи, вычисленные по номинальной мощности и номинальным напряжениям. Для однофазного трансформатора Iном 1 = Sном/(Uном 1η); Iном 2 = Sном/ Uном 2; Для трехфазного трансформатора Iном 1 = Sном/(Uном 1η);
Iном 2 = Sном/ Uном 2; Здесь η - к. п. д. трансформатора. Эта величина близка к 1,0 из-за малых потерь в трансформаторе. На практике при определении токов принимают η =1,0. Трансформаторы чаще всего работают с нагрузкой меньше номинальной. Поэтому вводят понятие о коэффициенте нагрузки kн. Если трансформатор с Sном =1000 кВ·А отдает потребителю мощность S2= = 950 кВ·А, то kн= 950/1000=0,95. Значения отдаваемых трансформатором активной и реактивной мощностей зависят от коэффициента мощности потребителя соs φ2. Например, при = Sном =1000 кВ·А, kн = 1,0 и соs φ2=0,9 отдаваемая активная мощность Р2 Sном соs φ2= 1000·0,9=900 кВт, а реактивная Q2 = Sном sin φ2= 1000·0,436 = 436 квар. Если потребитель увеличит соs φ2 до 1,0, то Р2= 1000·1,0=1000 кВт; Q2 =1000·0=0, т, е. вся отдаваемая мощность будет активной. В обоих
Таблица 18 Технические данные трансформаторов
Примечания: Трансформатор ТМ-630/10 - с масляным охлаждением, трехфазный, номинальная мощность 630 кВ·А, номинальное первичное напряжение 10 кВ, вторичные напряжения 0,23; 0,4 и 0,69 кВ; 2. Рст -потери в стали; Р0 ном - потери в обмотках; Uк, % - напряжение короткого замыкания; I 1х, , % - ток холостого хода. случаях по обмоткам проходят одни и те же номинальные токи. В табл. 18 приведены технические данные наиболее распространенных трансформаторов. Отношение линейных напряжений в трехфазных трансформаторах называют линейным коэффициентом трансформации, который равен отношению чисел витков обмоток, если они имеют одинаковые схемы соединения (V/V иΔ/Δ). При других схемах коэффициент трансформации находят по формулам
K = Uном 1/ Uном 2 = w1 /w2 (V/Δ); K = Uном 1/ Uном 2 = w1 w2 ) при V/Δ. Для уменьшения установленной мощности трансформаторов и снижения потерь энергии в сетях производят компенсацию части реактивной мощности, потребляемой предприятием, что достигается установкой на подстанциях конденсаторов. В настоящее время энергосистема разрешает потребление предприятием определенной реактивной мощности Qэ, называемой оптимальной и обеспечивающей наименьшие эксплуатационные расходы в энергосистеме. Если фактическая реактивная мощность предприятия немного отличается от заданной (точно ее выдержать нельзя), то предприятие получает скидку с тарифа на электроэнергию; при значительной разнице между Qэ и Qф предприятие платит надбавку к тарифу, исчисляемую по специальной шкале.
Таблица 19 Технические данные комплектных конденсаторных установок напряжением 380 В
Пусть реактивная мощность предприятия Q=5000 квар, а заданная системой мощность Qэ=1000 квар. Тогда предприятие должно скомпенсировать с помощью конденсаторов реактивную мощность Qб = Q - Qэ =5000-1000 =4000 квар. Выбираем по табл. 19 девять комплектных установок УК-0,38-450Н мощностью по 450 квар. Суммарная реактивная мощность батареи 9·450 = 4050 квар, что близко к необходимому значению 4000 квар. Пример 11. Трехфазный трансформатор имеет следующие номинальные характеристики: Sном=1000 кВ·А, Uном 1 =10 кВ, Uном 2 =400 В. Потери в стали Рст=2,45 кВт, потери в обмотках Рo. ном = 12,2 кВт. Первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные - в звезду. Сечение магнитопровода Q=450 см2, амплитуда магнитной индукции в нем Вт= 1,5 Тл. Частота тока в сети f=50 Гц. От трансформатора потребляется активная мощность Р2 = 810 кВт при коэффициенте мощности соs φ2 =0,9. Определить: 1) номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке;
2) числа витков обмоток; 3) к. п. д. трансформатора при номинальной и фактической нагрузках. Решение. 1. Номинальные токи в обмотках: Iном 1 = Iном 2 = 2. Коэффициент нагрузки трансформатора k н = Р2/(Sном соs φ2) = 810/(1000·0,9) = 0,9. 3. Токи в обмотках при фактической нагрузке I 1 = kн /Iном 1 = 0,9·58 = 52 A; I 2 = kн /Iном 2 = 0,9·1445 = 1300 A; 4. Фазные э. д. с, наводимые в обмотках. Первичные обмотки соединены в треугольник, а вторичные - в звезду, поэтому, пренебрегая падением напряжения в первичной обмотке, считаем E1 ф ≈ Uном 1 = 10 000 В; E2 ф = Uном 2 = 400/ = 230 В. 5. Числа витков обеих обмоток находим из формулы E1 ф = 4,44fw1Фm = 4,44fw1Bm Q, откуда w1 = E1 ф (4,4fw1Bm Q) = 10000/(4,44·50·1,5·0,045) = 667. Здесь Q = 450 см2 = 0,045 м2 w2 = w1 E2 ф / E1 ф = 667·230/10 000 = 15,3. 6. К. п. д. трансформатора при номинальной нагрузке ηном = 7. К п. д. трансформатора при фактической нагрузке η = 100 = Пример 12. Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью Sном=500 В·А служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков. Номинальные напряжения обмоток Uном1=380 В; Uном2=:24 В. К трансформатору присоединены десять ламп накаливания мощностью 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cos φ2=1,0. Магнитный поток в магнитопроводе Фm=0,005 Вб. Частота тока в сети f=50 Гц. Потерями в трансформаторе пренебречь. Определить: 1) номинальные токи в обмотках; 2) коэффициент нагрузки трансформатора; 3) токи в обмотках при действительной нагрузке; 4) числа витков обмоток; 5) коэффициент трансформации. Решение. 1. Номинальные токи в обмотках: Iном1= Sном/ Uном1=500/380 = 1,32 А; Iном2= Sном/ Uном2= 500/24 = 20,8 А. 2. Коэффициент нагрузки трансформатора kн = Р2/(Sном cos φ2) = 10·40/(500·1,0) = 0,8. 3. Токи в обмотках при действительной нагрузке I1 = kн Iном1= 0,8·1,32= 1,06 А; I2 = kн Iном2= 0,8·20,8 =16,6 А. 4. При холостом ходе E1≈Uном1; E2=Uном2. Числа витков обмоток находим из формулы Е = 4,44 · wФm f. Тогда w1= Е1/(4,44 · Фm · f) = 380(4,44·50·0,005) = 340 витков; w2= Е2/(4,44 · f · Фm)=24/ (4,44·50·0,005) = 22 витка. 5. Коэффициент трансформации K = E1/E2 = w1/w2 = 340/22 = 15,5. Пример 13. Предприятие потребляет активную мощность Р2=1550 кВт при коэффициенте мощности соs φ2=0,72. Энергосистема предписала уменьшить потребляемую реактивную мощность до 450 квар.
Определить: 1) необходимую мощность конденсаторной батареи и выбрать ее тип; 2) необходимую трансформаторную мощность и коэффициент нагрузки в двух случаях: а) до установки батареи; б) после установки батареи. Выбрать тип трансформатора. Номинальное напряжение сети 10 кВ. Решение. 1. Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов Sтр = Р2/соs φ 2 = 1550/0,72 = 2153 кВ·А. По табл. 18 выбираем трансформатор типа ТМ-2500/10 с номинальной мощностью 2500 кВ·А. Коэффициент нагрузки kн = 2153/2500 = 0,86. 2. Необходимая предприятию реактивная мощность Q = Sтр sin φ 2 = 2153·0,693 =1492 квар. Здесь sin φ 2 =0,693 находим по таблицам Брадиса, зная соs φ 2. 3. Необходимая мощность конденсаторной батареи Qб = Q - Qэ = 1492 - 450 =1042 квар. По табл. 19 выбираем комплектные конденсаторные установки типа УК-0,38-540Н мощностью 540 квар в количестве 2 шт. Общая реактивная мощность составит Qб =2·540=1080 квар, что близко к необходимой мощности 1042 квар. 4. Некомпенсированная реактивная мощность Qиск = Q - Qб = 1492- 1080 = 412 квар. 6. Необходимая трансформаторная мощность Sтр = =1604 кВ·А. Принимаем к установке один трансформатор ТМ-1600/10 мощностью 1600 кВ·А. Его коэффициент нагрузки составит: kн= 1604/1600≈1,0. Таким образом, компенсация реактивной мощности позволила значительно уменьшить установленную трансформаторную мощность.
Дата добавления: 2014-10-31; Просмотров: 4135; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |