Влияние величины напряжения короткого замыкания ( ) на размеры и параметры силового трансформатора

Напряжение короткого замыкания является одним из основных стандартизованных параметров силовых трансформаторов. При проектировании новых серий силовых трансформаторов выбор допустимой величины ограничивается некоторыми пределами. Нижний предел выбирается исходя из необходимости ограничения токов внезапного короткого замыкания с целью уменьшения их теплового действия и электромеханических усилий в обмотках. Верхний предел ограничивается, в основном, величиной допустимого колебания напряжения в сетях и необходимостью уменьшить реактивную мощность, потребляемую трансформатором при нагрузке. Окончательный проектный вариант должен быть рассчитан на заданную стандартную величину , обусловленную требованиями параллельной работы трансформатора в энергетической системе. Величина оказывает существенное влияние на соотношение основных геометрических размеров активных элементов трансформатора.

Величина определяется главным образом величиной реактивной составляющей , которая в свою очередь зависит от индуктивного сопротивления короткого замыкания трансформатора . Из (4.30) следует, что при заданных частоте и величинах напряжений обмоток значение определяет соотношение средней образующей канала рассеяния ( ) и средней высоты обмоток (4.31).

Поэтому с ростом значения высота окна ( ) трансформатора уменьшается, а ширина увеличивается. Характерные зависимости диаметра стержня МС, ее высоты и межосевого расстояния (МО) трансформатора 2,5 МВ∙А/35кВ от величины приведены на рис.4.5. при разных значениях отношения потерь и стоимостей обмоток и МС ( ).

Рис.4.5. Зависимости , , МО от при (-----); (−).

Значение промышленных трансформаторов обычно находятся на верхней границе зоны оптимальных значений этого параметра по затратному критерию.

Литература: 2,3,4,6,7,13,14,16,17,19

Контрольные вопросы.

1.Как изменяется расход материалов и потери на единицу трансформируемой мощности с увеличением мощности трансформатора?

2.Почему с ростом мощности силового трансформатора необходимо повышать интенсивность его охлаждения?

3.Какие показатели используются для оценки эффективности использования объема пространства, занимаемого элементами активной части трансформатора?

4.Почему с ростом единичной мощности трансформаторов увеличивается их к.п.д.?

5. За счет каких факторов можно повысить мощность трансформатора в заданных габаритах (при неизменных основных размерах D,F,H )?

6. Каковы зависимости массы активных материалов от частоты питающего напряжения?

7. Как зависят от частоты потери в МС?

8. Как зависят потери в обмотках от частоты?

9. Почему при увеличении частоты уменьшаются размеры и масса активных материалов трансформатора?

10. Как можно найти оптимальную величину частоты?

11. На какие параметры трансформатора существенно влияет величина ?

12. Как выбирают оптимальное значение ?

13. Как влияет на соотношение главных размеров трансформатора?

14. Чем ограничиваются верхняя и нижняя границы величины ?

15. Почему значения в силовых трансформаторах стандартизованы?

Список литературы

1. Аветисян Д.А. Основы автоматизированного проектирования электромеханических преобразователей. Учеб. пособие для вузов. Г.: Высш. шк., 1988.-271с.

2. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л.: Энергия, 1970.-432с.

3. Джонс Дж.К. Методы проектирования. 2-е изд.,доп.-М.: Мир, 1986.-326с.

4. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов. Г.: Энергоатомиздат, 1990.-256с.

5. Расчет импульсных воздействий в обмотках трансформаторов с применением ЭВМ. Серия ТС-3. Трансформаторы. Обзорная информация. // З.М. Белецкий, А.Г. Бунин, А.Ф. Горбунцов, Л.Н. Конторович. М.:Информэлектро., 1978г.-79с.

6. Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. Г.: Энергия.-1981.-392с.

7. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат. 1986.-526с.

8. Шинкаренко В.Ф. Основи теорії еволюції електромеханічних систем. Київ: Наукова думка, 2002,-288 с.

9. Моделирование и автоматизация проектирования измерительных преобразователей тока. // Стогний Б.С., Кириленко А.В., Пуйло Г.В. и др. Отв. ред. Рогоза В.В.Киев: Наукова думка, 1989, -272с.

10. Пуйло Г.В., Шевченко В.П., Гололобов В.В. Автоматизированное проектирование трансформаторов токаУчебн. пособие с грифом Минобразования. Одесса: ОДПУ, 1994,-124с.

11. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию силовых трансформаторов со слоевыми обмотками и масляным охлаждением. // Сост. Г.В. Пуйло, С.И.Крысенко.- Одесса: ОГПУ, 2000.-65с.

12. РТМ 16800.376-76 Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Параметры продольной изоляции обмоток 110-750 кВ.

13. Валькман Ю.Г. Интеллектуальные технологии исследовательского проектирования: формальные системы и семиотические модели.- Киев:Port-Royal, 1998 – 250с.

14. Силовые трансформаторы. Справочная книга/ под ред.С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина: М.: Энергоиздат,2004-616с.

15. Пуйло Г.В., Якимец А.М. Методы оптимизации. Конспект лекций. Одесса:ОНПУ, 2008.-120с.(электронный вариант).

16. Казаджан Л.Б. Магнитные свойства электротехнических сталей и сплавов/ под.ред. В.Д. Дурнева. – М.: ООО «Наука и технология».-2000.- 224с.

17. Холоднокатаные электротехнические стали: Справ. изд. Молотилов Б.В., Миронов Л.В., Петренко А.Г. и др. М.: Металлургия, 1989.-169с.

18. Лизунов С.Д., Лоханин А.К. Проблемы современного трансформаторостроения в России. Информационный портал «Тransformаторы», 15с. transform.ru

19. Балашов К.К., Пуйло Г.В. Проектирование трансформаторов. Ч.I. Учебн. пособие. Одесса: ОПИ, 1975.-73с.

20. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М.: «Энергия», 1974. – 240с.

21. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высш. Школа, 1981.- 335с.

22. Шафир Ю.Н. Распределение тока в обмотках трансформатора. М.: Энергоатомиздат, 1992. -192с.

23. Петров Г.Н. Электрические машины ч.1. Введение. Трансформаторы. М.: «Энергия», - 1974. – 240с.

24. Пуйло Г.В., Кузьменко И.С., Тонгалюк В.В. Современные тенденции совершенствования силовых трансформаторов.// Електротехніка та Електромеханіка, 2008. -№2.- С.48-52.

25. Трансформаторы силовые. Расчет потерь и тока холостого хода. РД16.317 – 86. Запорожье: изд.ВИТ, 1986. – 92с.