Меню

Чему равно базисное напряжение



Связь тока, мощности, напряжения и uk% силового трансформатора

Силовой трансформатор представляет собой сложную систему, которая состоит из большого числа других сложных систем. И для описания трансформатора придумали определенные параметры, которые разнятся от машины к машине и служат для классификации и упорядочивания.

Разберем основные параметры, которые могут пригодиться при расчетах, связанных с силовыми трансформаторами. Данные параметры должны быть указаны в технических условиях или стандартах на тип или группу трансформаторов (требование ГОСТ 11677-85). Сами определения этих параметров приведены в ГОСТ 16110.

Номинальная мощность трансформатора — указанное на паспортной табличке трансформатора значение полной мощности на основном ответвлении, которое гарантируется производителем при установке в номинальном месте, охлаждающей среды и при работе при номинальной частоте и напряжении обмотки.

Числовое значение мощности в кВА изначально выбирается из ряда по ГОСТ 9680-77. На изображении ниже приведен этот ряд.

Значения в скобках принимаются для экспортных или специальных трансформаторов.

Если по своим характеристикам оборудование может работать при разных значениях мощностей (например, при различных системах охлаждения), то за номинальное значение мощности принимается наибольшее из них.

К силовым трансформаторам относятся:

  • трехфазные и многофазные мощностью более 6,3 кВА
  • однофазные — более 5 кВА

Номинальное напряжение обмотки — напряжение между зажимами трансформатора, указанное на паспортной табличке, на холостом ходу.

Номинальный ток обмотки — ток, определяемый мощностью, напряжением обмотки и множителем, учитывающим число фаз. То есть если трансформатор двухобмоточный, то мы будем иметь ток с низкой стороны и ток с высокой стороны. Или же ток, приведенный к низкой или высокой стороне.

Напряжение короткого замыкания — дадим два определения.

Приведенное к расчетной температуре линейное напряжение, которое нужно подвести при номинальной частоте к линейным зажимам одной из обмоток пары, чтобы в этой обмотке установился ток, соответствующий меньшей из номинальных мощностей обмоток пары при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

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

Определились с основными терминами, далее разберем как посчитать ток и сопротивление трансформатора на примере:

ТМ-750/10 с номинальными напряжениями 6 кВ и 0,4 кВ. Ток с высокой стороны будет 72,2 А, напряжение короткого замыкания — 5,4%. Для определения тока воспользуемся следующим выражением:

Так что, если недобрали данных для расчетов, всегда можно досчитать. Но это рассмотрен случай двухобмоточного Т.

Чтобы определить сопротивление двухобмоточного трансформатора в именованных единицах (Ом), например, для расчета тока короткого замыкания, воспользуемся следующими выражениями:

  • x — искомое сопротивление в именованных единицах, Ом
  • xT% — относительное сопротивление, определяемое через uk% (в случае двухобмоточных эти числа равны), отн.ед.
  • Uб — базисное напряжение, относительно которого мы ведем наш расчет (более подробно будет рассмотрено в статье про расчет токов КЗ), кВ
  • Sном — номинальная мощность, МВА

В формуле выше важно следить за единицами измерения, не спутать вольты и киловольты, мегавольтамперы с киловольтамперами. Будьте начеку.

Читайте также:  Трансформатор напряжения емкостной срв 123

Формулы для расчета относительных сопротивлений обмоток (xT%)

В двухобмоточном трансформаторе все просто и uk=xt.

Трехобмоточный и автотрансформаторы

В данном случае схема эквивалентируется в три сопротивления (по секрету, одно из них частенько бывает равно нулю, что упрощает дальнейшее сворачивание).

Трехфазный у которого НН расщепленная

Частенько в схемах ТЭЦ встречаются данные трансформаторы с двумя ногами.

В данном случае всё зависит от исходных данных. Если Uk дано только для в-н, то считаем по верхней формуле, если для в-н и н1-н2, то нижней. Схема замещения представляет собой звезду.

Группа двухобмоточных однофазных трансформаторов с обмоткой низшего напряжения, разделенной на две или на три ветви

Хоть внешне и похоже на описанные выше, и схемы замещения подобны, однако, формулы будут немного разные.

Вы находитесь на странице, адап­ти­ро­ван­ной для быстрой загрузки

Источник

Задаемся базисными условиями

Базисное напряжение -ой ступени:

Базисное напряжение -ой ступени:

Где — номинальный коэффициент трансформации двухобмоточных силовых трансформаторов;

Расчет параметров элементов СЭС

Электрическая система (ЭЭС)

Где — среднее номинальное значение напряжения сети, где находятся шины ЭЭС.

Индуктивное сопротивление ЭЭС:

Активное сопротивление ЭЭС:

Базисное сопротивление на ступени :

Базисное сопротивление на ступени:

Активное сопротивление линий электропередачи:

Индуктивное сопротивление линий электропередачи:

Линия КЛ2 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ5 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ4 по формулам (6), (7) получим:

Линии КЛ6,КЛ по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ10 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ11 по формулам (6), (7) получим:

Коэффициент пересчета сопротивлений из собственных относительных единиц, в относительные единицы при выбранных базисных условиях:

Активное сопротивление трансформатора:

Полное сопротивление трансформатора:

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Синхронный двигатель MS2

Коэффициент пересчета из собственных относительных единиц, в относительные единицы при выбранных базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки статора в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора при принятых базисных условиях:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление синхронного двигателя при принятых базисных условиях:

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Асинхронные двигатели МА1 и МА2

Полная мощность асинхронного двигателя (по формуле (12)):

Коэффициент пересчета (по формуле (13)):

Активное сопротивление обмотки статора АД в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора АД при принятых базисных условиях (по формуле (15)):

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя при принятых базисных условиях(по формуле (17)):

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки ротора при скольжении S=0, приведенное к обмотке статора в относительных единицах, в собственных относительных единицах:

В относительных единицах при выбранных базисных условиях:

Асинхронный двигатель МА3

Полная мощность асинхронного двигателя (по формуле (12)):

Коэффициент пересчета (по формуле (13)):

Активное сопротивление обмотки статора АД в собственных относительных единицах:

Читайте также:  Падение напряжения светодиода 5730

Активное сопротивление обмотки статора АД при принятых базисных условиях (по формуле (15)):

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя при принятых базисных условиях(по формуле (17)):

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки ротора при скольжении S=0, приведенное к обмотке статора в относительных единицах, в собственных относительных единицах:

В относительных единицах при выбранных базисных условиях:

Асинхронный двигатель MA4

Полная мощность асинхронного двигателя (по формуле (12)):

Коэффициент пересчета (по формуле (13)):

Активное сопротивление обмотки статора АД в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора АД при принятых базисных условиях (по формуле (15)):

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя при принятых базисных условиях(по формуле (17)):

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки ротора при скольжении S=0, приведенное к обмотке статора в относительных единицах, в собственных относительных единицах:

В относительных единицах при выбранных базисных условиях:

Источник

Расчет токов короткого замыкания. Выбор базисных условий и определение параметров элементов схемы замещения

4. Расчет токов короткого замыкания

4.1. Составление схемы замещения электрической сети

Расчет токов к.з. производится для выбора и проверки электрооборудования, а также параметров электрических аппаратов релейной защиты. Точки короткого замыкания выбираем в таких местах системы, чтобы выбираемые в последующих расчетах аппараты были поставлены в наиболее тяжелые условия. Наиболее практичными точками являются сборные шины всех напряжений.

Составляем расчетную схему проектируемой подстанции. В схему замещения все элементы (система, генератор, трансформатор, линия) входят своими индуктивными сопротивлениями. Особенностью составления схемы замещения является то, что силовые трехобмоточные трансформаторы на понижающей подстанции работают на шины низкого напряжения раздельно. Это принято для снижения уровней токов короткого замыкания в электрической сети. Схема замещения представлена на рис. 4.

Рис. 4. Схема замещения электрической сети

4.2. Выбор базисных условий и определение параметров элементов схемы замещения

За базисную мощность принимаем мощность равную S б = 1100 МВА;

За базисное напряжение принимаем напряжения равные средним номинальным напряжениям сети, которые равны 230 кВ, 115 кВ, 37 кВ и 10 кВ: U б1 = 230 кВ, U б2 = 115 кВ, U б3 = 37 кВ, U б3 = 10 кВ. Принятые базисные напряжения вытекают из точек к.з., которые намечаются в расчетной схеме, т.е. К1 — на шинах высокого напряжения подстанции, K2 и К3 – на шинах низкого и среднего напряжения соответсвенно.

Базисные токи определяются по формуле:

где S б — базисная мощность, МВА;

U б — базисное напряжение, кВ.

Определяем сопротивления элементов схемы замещения.

Сопротивление системы определяется по выражению:

где Хd — относительное сопротивление генератора (системы), о.е.;

n — количество генераторов;

Sн — номинальная мощность, МВ*А.

где x d — относительное сопротивление системы, о. е.;

Сопротивление трансформаторов определяем по выражению:

Читайте также:  Напряжение падает до 100 вольт

где Uк — напряжение короткого замыкания, %;

S н – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Т1,Т2: Uк вн-сн =12.5%; Uк вн-нн =20%; Uк сн-нн =6.5%;

Uкв =0,5·( Uк вн-нн + Uк вн-сн — Uк сн-нн)= 0,5·( 12.5 + 20 — 6.5)=19.5%

Uкн =0,5·( Uк вн-нн + Uк вн-сн + Uк вн-сн)= 0,5·( 20 + 6.5 – 12.5)=7%

Т6-Т10: Uк вн-сн =11%; Uк вн-нн =32%; Uк сн-нн =20%;

Uкв =0,5·( Uк вн-нн + Uк вн-сн + Uк сн-нн)= 0,5·( 11 + 32 — 20)=23%

Uкн =0,5·( Uк вн-нн + Uк вн-сн + Uк вн-сн)= 0,5·( 32 + 20 — 11)=41%

Сопротивление линий определяется по выражению:

где x o — удельное сопротивление 1 км линии, равное 0,4 ом/км;

l — протяженность линии, км.

Х л1 = = 1.497 о.е.;

Х л2 = = 2.662 о.е.;

Х л4 = = 0.416 о.е.;

4.3. Расчет токов к.з. на стороне 220 кВ.

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, то есть в точке К1. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис.4.1. Упрощённая схема замещения электрической сети

Параметры схемы замещения, изображённой на рис. 4.1 следующие:

упростим схему до схемы на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Схема замещения после преобразований и упрощений

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления вновь образованной упрощенной схемы замещения:

Определим эквивалентные сопротивления:

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Определим эквивалентные сопротивления:

Сверхпереходной ток находим по формуле:

где I — сверхпереходной установившийся ток, о.е.;

Е — ЭДС системы или генератора, о.е.;

x — результирующее сопротивление ветви, о.е..

По стр. 106 [2] находим значение ЭДС системы и генератора в о.е.:

Суммарный ток замыкания в точке К1 в относительных единицах равен:

Ток короткого замыкания в точке К1 в именованных единицах равен:

4.4. Расчет токов к.з. на стороне 10 кВ

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, то есть в точке К2. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис.4.3. Упрощённая схема замещения электрической сети.

Так как параметры элементов схемы замещения были определены в пункте 4.3 то заново вести их пересчет не имеет смысла тогда с учетом преобразований определим :

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Определим эквивалентные сопротивления:

Рис. 4.4. Схема замещения после преобразований и упрощений

По стр. 106 [2] находим значение ЭДС системы и генератора в о.е.:

Суммарный ток замыкания в точке К1 в относительных единицах равен:

Ток короткого замыкания в точке К1 в именованных единицах равен:

4.5. Расчет токов к.з. на стороне 35 кВ

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, то есть в точке К2. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис. 4.5. Упрощённая схема замещения электрической сети.

Так как параметры элементов схемы замещения были определены в пункте 4.3 то заново вести их пересчет не имеет смысла тогда с учетом преобразований определим :

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Источник