Севастопольский национальный университет ядерной энергии и промышленности
Кафедра эксплуатации электрических станций
,,УТВЕРЖДАЮ''
Заведующий кафедрой ЭЭС
____________ Углов А.В.
« » _____________ 20 г.
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.
1.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).
Н
оминальное
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 Uк – 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 Uк определяется для любой пары его обмоток при разомкнутой третьей обмотке. Таким образом, трехобмоточный трансформатор имеет три значения Uк.
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 ΔРх и короткого замыкания ΔРк 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.)