Главная | Обратная связь

Типы силовых трансформаторов и их параметры.

ЛЕКЦИЯ № 2

По дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций»

для специальности «Нетрадиционные источники электроэнергии»

 

 

Тема: Особенности конструкции и режимы работы силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

Цель: Изучить особенности конструкции силовых трансформаторов автотрансформаторов и их режимы работы.

 

 

ПЛАН

1.Типы силовых трансформаторов и их параметры.

2.Элементы конструкции силовых трансформаторов.

3.Системы охлаждения трансформаторов.

4.Регулирование напряжения трансформаторов.

 

ЛИТЕРАТУРА

1.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М., Энергоиздат. 1987.

2.Сиротенко Б.Г., Смирнов С.Б., Анисимов О.Ю. Электрическая часть тепловых и атомных электростанций. – Севастополь, 2002г.

 

 

г. Севастополь

20 г.

Типы силовых трансформаторов и их параметры.

Силовые трансформаторы, установленные на электростанциях и подстанциях, предназначены для преобразования электроэнергии с одного напряжения на другое. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, так как потери в них на 12-15% ниже, а расход активных материалов и стоимость на 20-25% меньше, чем в группе трехфазных трансформаторов такой же мощности.

Однофазные трансформаторы применяются, если невозможно изготовление трехфазных трансформаторов необходимой мощности или затруднена их транспортировка. Наибольшая мощность группы однофазных трансформаторов напряжением 500кВ – 1600МВА и напряжением 750кВ – 1250МВА.

По количеству обмоток различного напряжения на каждую фазу трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные, рисунок 2.1,а,б.

Рисунок 2.1 – Принципиальные схемы трансформатора

а) двухобмоточного трансформатора, б) трехобмточного трансформатора

 

Кроме того, обмотки одного и того же напряжения, обычно низшего, могут состоять из двух и более параллельных ветвей, изолированных друг от друга, и от заземленных частей. Такие трансформаторы называют трансформаторами с расщепленными обмотками (рис.2.2). Обмотки высшего, среднего и низшего напряжения принято сокращенно обозначать соответственно ВН, СН, НН.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой НН обеспечивают возможность присоединения нескольких генераторов к одному повышающему трансформатору. Такие укрупненные блоки позволяют упростить схему РУ 330-500кВ. Широкое распространение трансформаторы с расщепленными обмотками НН получили в схема питания собственных нужд крупных ТЭС, АЭС, а также на понижающих подстанциях с целью ограничения токов короткого замыкания.

Рисунок 2.2 – Принципиальная схема трансформатора с расщепленными обмотками

 

К основным параметрам трансформатора относятся:

- номинальная мощность;

- номинальное напряжение;

- номинальный ток;

- напряжение короткого замыкания;

- ток холостого хода;

- потери холостого хода и короткого замыкания.

Номинальной мощностью трансформатора называется указанное в заводском паспорте значение полной мощности S, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях охлаждающей среды и при номинальных частоте и напряжении.

Для трансформаторов общего назначения, установленных на открытом воздухе и имеющих естественное масляное охлаждение без обдува и с обдувом, за номинальные условия охлаждения принимают среднесуточную температуру не более 30⁰С, а для трансформаторов с масляно-водяным охлаждением температура воды у входа в охладитель принимается не более 25⁰С.

За номинальную мощность автотрансформатора принимается номинальная мощность каждой из обмоток, имеющих между собой автотрансформаторную связь (проходная мощность).

Номинальное напряжение обмотки – это напряжение первичной и вторичной обмоток на холостом ходу трансформатора. Для трехфазного трансформатора – это его линейное напряжение. Коэффициент трансформации n является отношение номинального напряжения обмоток ВН и НН.

В трехобмоточных трансформаторах определяется коэффициент трансформации каждой пары обмоток: ВН и НН, ВН и СН, СН и НН.

Номинальным током трансформатора называется указанное в заводском паспорте значение тока в конкретной обмотке, при котором допускается длительное нормальная работа трансформатора.

Напряжение короткого замыкания U_к – это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному.

Напряжение короткого замыкания определяет падение напряжения в трансформаторе, оно характеризует полное сопротивление обмотки трансформатора.

В трехобмоточном трансформаторе U_к определяется для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Таким образом, трехобмоточный трансформатор имеет три значения U_к.

Чем больше высшее напряжение и мощность трансформатора, тем больше у него напряжение короткого замыкания.

Ток холостого хода i₀ характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода, величины магнитной индукции. Ток холостого хода выражается в процентах от номинального тока.

Потери холостого хода ΔР_х и короткого замыкания ΔР_к определяют экономичность работы трансформатора. Потери холостого хода состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для их уменьшения применяются электротехнические стали с малым содержанием углерода и специальными присадками, холоднокатанная сталь толщиной 0,35 мм марки Э330А с жаростойким покрытием.

Потери короткого замыкания состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеяния, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и конструкциях трансформатора (стенки бака, ярмовые балки и т.д.)