Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения

Пример 1. Использование программной анимации

Продольная ветвь схемы замещения содержит активное R_Т и реактивное X_Т сопротивления обмоток трансформатора (см. рис. 26). Эти сопротивления равны сумме соответственно активных и реактивных сопротивлений первичной и приведенной к ней вторичной обмоток. Обычно схема замещения приводится к высшему напряжению и при этом приведении сопротивление вторичной обмотки умножается на квадрат коэффициента трансформации k_T.

В программе Lepsnv5.exe реализован развернутый вариант схемы замещения без приведения параметров к одному напряжению: в продольную ветвь дополнительно включен идеальный трансформатор, характеризуемый k_T, а сопротивления разделены на составляющие первичной и вторичной обмоток (рис. 85). Меню Файл содержит пункт Схема замещения, выбор которого приводит к появлению одноименного окна (если оно было закрыто). Для выбора анимации режимов принципа действия двухобмоточного трансформатора и автотрасформатора, опытов холостого хода и короткого замыкания, используйте переключатели в нижней части окна Схема замещения (рис. 86). Кнопка Сброс используется для остановки программной анимации.

Рис. 85

Рис. 86

Для знакомства с физическим смыслом параметров схемы замещения необходимо активизировать окно Схема замещения щелчком курсора и подвести курсор к элементу схемы. Значок курсора изменит вид с на и появится всплывающая подсказка с наименованием элемента схемы замещения (рис. 87). Щелчок мыши приводит к показу соответствующей анимации, иллюстрирующей физический процесс, соответствующий выбранному элементу, и появление в нижней части окна Схема замещения описание физического смысла (рис. 88).

Важно! При выборе элемента схемы нужно учитывать, что точка вызова режима демонстрации физического смысла и всплывающей подсказки в продольной ветви расположена правее элементов. Следует ориентироваться по тексту всплывающей подсказки при изменении значка курсора на .

Рис. 87

Важно! Обратите внимание: в программе Lepsnv5.exe для обозначения параметров схемы замещения используются обозначения, отличные от принятых в разделе 2.4.2: вместо R_Т использовано r_т, X_Т – х_т и т.д.

Рис. 88

Пример 2. Расчет параметров схемы замещения
двухобмоточного трансформатора

Рассмотрим расчет параметров Г-образной схемы замещения (см. рис. 26–б) для трансформатора ТМН-2500/110. Расчетные параметры R_T, X_T, G_T, B_T определяют по паспортным данным трансформатора (для выполнения работы соответствующие данные приведены в таблице индивидуальных вариантов):

S_{Т ном} – номинальная мощность трансформатора, S_{Т ном} = 2500 кВА;

U_вн, U_нн – номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжения трансформатора, U_вн = 110 кВ, U_нн = 6,6 (11,0) кВ;

DP_х – потери активной мощности при холостом ходе трансформатора, DP_х = 5,5 кВт;

I_х – ток холостого хода, % I_ном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению I_ном = I_вн), I_х = 1,5%;

u_к – напряжение короткого замыкания, % U_ном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению U_ном = U_вн), u_к = 10,5%;

DP_к – потери активной мощности при коротком замыкании трансформатора, DP_к = 22 кВт.

Рассчитаем активное сопротивление продольной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (22):

Ом.

Рассчитаем индуктивное сопротивление трансформатора продольной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (23):

Ом.

Рассчитаем активную проводимость поперечной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (25):

См.

Рассчитаем величину потерь реактивной мощности DQ_х по формуле (28):

Рассчитаем реактивную проводимость поперечной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (26):

См.

Пример 3. Расчет параметров схемы замещения
автотрансформатора

Рассмотрим расчет параметров трехлучевой схемы замещения для автотрансформатора АТДЦТН-63000/220 (схема аналогична схеме замещения трехобмоточного трансформатора – см. рис. 29). Расчетные параметры R_Tв, R_Tс, R_Tн, X_Tв, X_Tс, X_Tн, G_T, B_T и DQ_х определяют по паспортным данным автотрансформатора (для выполнения работы соответствующие данные приведены в таблице индивидуальных вариантов):

S_{АТ ном} – номинальная мощность автотрансформатора (АТ),
S_{АТ ном} = 63000 кВА;

U_вн, U_сн, U_нн – номинальные напряжения обмоток высшего, среднего и низшего напряжения АТ, U_вн = 230 кВ, U_сн = 131 кВ, U_нн = 6,6 (10,5; 38,5) кВ;

DP_х – потери активной мощности при холостом ходе АТ,
DP_х = 45 кВт;

I_х – ток холостого хода, % I_ном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению I_ном = I_вн), I_х = 0,6%;

u_кв-с, u_кв-н и u_кс-н – напряжения короткого замыкания на каждую пару обмоток, % U_ном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению U_ном = U_вн), u_кв-с = 11 кВ, u_кв-н = 34 кВ, и u_кс-н = 21 кВ;

DP_кв-с, DP_кв-н и DP_кс-н – потери активной мощности на каждую пару обмоток, при коротком замыкании АТ, кВт, или только одно значение потерь короткого замыкания ∆Р_к = ∆Р_кв-с = 215 кВт;

a_нн – доля мощности обмотки низшего напряжения от номинальной мощности АТ ( ), a_нн = 0,5.

Рассчитаем активную проводимость поперечной ветви схемы замещения АТ по формуле (25):

См.

Рассчитаем величину потерь реактивной мощности АТ DQ_х по формуле (28):

Рассчитаем реактивную проводимость поперечной ветви схемы замещения АТ по формуле (26):

См.

Если в исходных данных заданы потери активной мощности на каждую пару обмоток, то значения потерь активной мощности в каждой обмотке рассчитываются по формулам (32). После этого активные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (22), с подстановкой соответствующего значения потерь:

, Ом; , Ом; , Ом.

Если в исходных данных, как в рассматриваемом примере, задано только одно значение потерь короткого замыкания ∆Р_к = ∆Р_кв-с, то активные сопротивления обмоток высшего и среднего напряжений АТ равны между собой:

Ом.

Активное сопротивление обмотки низшего напряжения определяется ее мощностью и вычисляется по формуле:

Ом.

Индуктивные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (23), с подстановкой соответствующего значения напряжения короткого замыкания. Рассчитаем значения напряжений короткого замыкания для каждой обмотки по формулам (30):

Индуктивные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (23), с подстановкой соответствующего значения напряжения короткого замыкания. При этом одно из значений реактивных сопротивлений, значительно меньшее двух других по абсолютной величине, и принимается равным нулю [9, 10, 23, 26]:

Ом;

Ом;

.

Варианты индивидуальных заданий

Условные обозначения в таблице вариантов: ПДТ – принцип действия трансформатора; ПДА – принцип действия автотрансформатора; ОХХ – опыт холостого хода; ОКЗ – опыт короткого замыкания.

№	Режим и параметр для п.1 хода работы	Исходные данные для п.2 хода работы (Трансформаторы трехфазные напряжением 110 кВ)[1]
Тип	Uвн, кВ	Uнн, кВ	DPх, кВт	DPк, кВт	uк, %	Iх, %
1.	ПДА, xт1	ТМН-6300/110		6,6; 11,0	10,0		10,5	1,0
2.	ОКЗ, xт2	ТДН-10000/110		6,6; 11,0	14,0		10,5	0,9
3.	ОХХ, rт2	ТДН-16000/110		6,6; 11,0	21,0		10,5	0,85
4.	ОХХ, gт	ТРДН-25000/110		6,3; 10,5	25,0		10,5	0,75
5.	ОКЗ, xт2	ТРДН-32000/110		6,3; 10,5	32,0		10,5	0,75
6.	ПДТ, rт1	ТРДН-40000/110		6,3; 10,5	42,0		10,5	0,70
7.	ОХХ, bт	ТРДЦН-63000/110		6,3; 10,5	59,0		10,5	0,65
8.	ПДТ, bт	ТРДЦН-80000/110		6,3; 10,5	70,0		10,5	0,60
9.	ОКЗ, gт	ТРДЦН-125000/110		10,5			10,5	0,55
10.	ПДТ, rт1	ТД(ТДЦ)-80000/110		3,15–13,8			10,5	0,60
11.	ПДА, rт2	ТДЦ-125000/110		10,5;13,8			10,5	0,55
12.	ПДА, xт1	ТДЦ-200000/110		13,8;15, 75;18,0			10,5	0,50
13.	ПДА, rт1	ТДЦ-250000/110		15,75			10,5	0,50
14.	ПДТ, rт2	ТДЦ-400000/110					10,5	0,45

№

Режим и параметр для п.1 хода работы

Исходные данные для п.2 хода работы (Автотрансформаторы трехфазные и однофазные напряжением 150,220, 330, 500, 750 и 1150 кВ)[2]

Тип

Uвн, кВ

Uсн, кВ

Uнн, кВ

DPх, кВт

DPк, кВт

uк, %

Iх, %

aнн

в–с

в–н

с–н

в–с

в–н

с–н

15.

ПДТ, rт1

АТДЦТН-125000/220

6,3;10,5;38,5

–

–

0,5

0,5

16.

ОКЗ, bт

АТДЦТН-200000/220

6,3;10,5;38,5

–

–

0,5

0,4

17.

ПДТ, rт2

АТДЦТН-250000/220

11;13,8; 15,75; 38,5

–

–

0,5

0,4

18.

ОКЗ, rт1

АОДЦТН-267000/750

750/

230/

10,5

–

–

0,4

0,3

19.

ОХХ, xт2

АОДЦТН-333000/750

750/

230/

15,75

–

–

0,35

0,36

20.

ОХХ, bт

АОДЦТ-667000/1150

1150/

500/

–

–

11,5

0,35

0,27

21.

ПДА, xт2

АТДТНГ-100000/150

6,6

5,3

1,5

–

22.

ОХХ, rт1

АТДЦТН-125000/330

6,6; 11;15,75 38,5

–

–

0,5

0,5

23.

ПДТ, xт1

АТДЦТН-200000/330

6,6

–

–

22,5

0,5

0,4

24.

ОКЗ, bт

АТДЦТН-250000/330

10,5;38,5

10,5

0,5

–

25.

ОКЗ, rт1

АТДЦТН-240000/330

11; 38,5

9,6

0,5

–

26.

ПДА, bт

АТДЦТН-250000/500

11; 38,5

–

–

18,5

0,5

0,4

27.

ПДТ, rт2

АОДЦТН-133000/330

330/

230/

10,5; 38,5

60,4

48,5

0,15

–

28.

ПДТ, gт

АОДЦТН-167000/500

500/

230/

10,5; 38,5

–

–

9,5

0,3

0,2

Задания на защиту работы

Целью защиты лабораторной работы является проверка самостоятельности ее выполнения и понимания полученных результатов. В процессе защиты работы студент должен по заданию преподавателя продемонстрировать умения:

- понимать разницу между типовой Г-образной схемой замещения трансформатора (см. рис. 26) и схемой замещения, реализованной в программе Lepsnv5.exe;

- понимать принцип действия трансформатора и автотрансформатора и демонстрировать принцип действия с использованием программной анимации Lepsnv5.exe;

- понимать назначение опытов короткого замыкания и холостого хода с точки зрения расчета схемы замещения трансформатора и демонстрировать опыты с использованием анимации Lepsnv5.exe;

- понимать физический смысл параметров схем замещения трансформатора и автотрансформатора и демонстрировать физический смысл с использованием программной анимации Lepsnv5.exe;

- понимать физический смысл исходных данных для расчета параметров схем замещения трансформаторов и автотрансформаторов и владеть навыками расчета параметров;

- выполнять любой расчет п.2 хода выполнения работы для измененных исходных данных.