Politechnika Opolska |
---|
LABORATORIUM
Przedmiot: | Podstawy elektroenergetyki |
---|
Kierunek studiów: |
ELEKTROTECHNIKA |
Rok studiów: | II |
---|---|---|---|
Semestr: | IV | Rok akademicki: | 2013/2014 |
Temat: |
---|
Dobór liczby i mocy transformatorów elektroenergetycznych śn/nn |
Projekt wykonali: |
---|
Nazwisko: |
1. |
3. |
Ocena za projekt: | Data: | Uwagi: |
---|---|---|
Termin oddania projektu: | 2.04.2014r. | Projekt oddano: |
---|
Cel ćwiczenia
Dobór liczby i mocy znamionowych transformatorów w celu zapewnienia właściwego zasilania dla danej grupy odbiorców w warunkach normalnych i zakłóceniowych.
Wstęp.
Transformator jest urządzeniem elektrycznym przeznaczonym do zamiany układu napięć i prądów przemiennych na układ napięć i prądów o innych z reguły wartościach, lecz takiej samej częstotliwości. Zmiana ta odbywa się za pośrednictwem pola magnetycznego.
Podstawową właściwością transformatora jest więc możliwość zmiany wartość napięcia i prądu w obwodzie prądu przemiennego. Obecnie potrzeba takiej zmiany występuje zarówno w obwodzie prądu przemiennego zarówno w energetyce, m.in. przy przesyłaniu i rozdzielaniu energii elektrycznej, jak też w zakładach przemysłowych i wielu urządzeniach powszechnego użytku (np. zasilacz z regulowanym napięciem, radioodbiornik itp.). Z tego wynika konieczność produkowania ogromnej liczby różnorodnych transformatorów.
Ze względu na zastosowanie transformatory można podzielić na trzy podstawowe grupy:
Transformatory energetyczne - stosowane przy przesyłaniu i rozdzielaniu energii elektrycznej (zwane też transformatorami mocy)
Transformatory małej mocy - stosowane w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych w automatyce, łączności, teletechnice.
Transformatory specjalne budowane dla różnych celów specjalnych, np. przekładniki pomiarowe, transformatory spawalnicze, probiercze, piecowe, prostownikowe, bezpieczeństwa itd.
Ilość i moc znamionowa transformatorów są tak dobierane, żeby zapewnić właściwe zasilanie poszczególnych grup odbiorców w warunkach normalnych jak i zakłóceniowych. Ponadto tak dobrany transformator powinien zapewnić pokrycie przyrostu obciążenia przewidywanego w najbliższej przyszłości.
Jeśli stacja zasila odbiory wymagające utrzymania dopływu energii w warunkach awaryjnych, to konieczne jest zastosowanie co najmniej dwóch transformatorów rezerwujących się wzajemnie, częściowo lub całkowicie.
Przy prawidłowym doborze transformatorów należy określić podstawowe dane znamionowe:
· Typ i rodzaj wykonania
· Moc znamionowa i liczba transformatorów
· Przekładnia (napięcia i zakres regulacji)
· Grupa połączeń
· Napięcia zwarcia
· Rodzaj chłodzenia
Natomiast jeśli w stanach wielotransformatorowych ma być realizowana praca równoległa transformatorów, to muszą być spełnione następujące warunki:
· Równość napięć w stanie jałowym
· Jednakowa grupa połączeń lub przynależność do grup mogących ze sobą współpracować
· Równość napięć zwarcia
· Stosunek mocy znamionowych nie większy niż 1:3
Najmniejszą moc znamionową transformatora, niezbędną ze względów technicznych określa się na podstawie analizy:
· Obciążenia w warunkach normalnych i zakłóceniowych
· Spadków napięcia przy uderzeniach prądowych (np. przy rozruchu silników)
Przy określaniu mocy i liczby transformatorów należy również wziąć pod uwagę analizę ekonomiczną układu.
WYNIKI OBLICZEŃ Z LABORATORIUM SIECI I SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
DANE WEJŚCIOWE (WZORZEC) | |
---|---|
1. Napięcie sieci po stronie SN stacji [kV] | 20,00 |
2. Napięcie sieci po stronie NN stacji [kV] | 0,40 |
3. Moc czynna szczytowa[kW] | 890,00 |
4. Moc bierna szczytowa [kvar] | 300,00 |
5. Moc baterii kond. po stronie nn [kvar] | 0,00 |
6. Współczynnik rezerwy przyszłościowej [-] | 1,0 |
7. Minimalna liczba transformatorów [-] | 2 |
8. Moc czynna rezerwowa [kW] | 0,00 |
9. Moc bierna rezerwowa [kvar] | 0,00 |
10. Średnia temperatura otoczenia [oC] | 15,0 |
11. Maksymalna temperatura otoczenia [oC] | 35,0 |
WARUNKI DODATKOWE: | |
12.Rodzaj obciążenia: obciążenie zmienne [s] | 8760,0 |
13. Dop. spadek nap. przy rozr. silników [%] | 10,00 |
14. Sumaryczny prąd rozruchu silników [A] | 95,00 |
15. Współczynnik mocy przy rozruchu [-] | 0,400 |
16. Wyposażenie po stronie SN | Wyłącznik i wyzwalacze pierwotne |
17. Wyposażenie po stronie nn | Wyłącznik zwarciowy |
18. Rodzaj zasłony | Żaluzja |
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 |
---|---|
|
2 |
|
800 |
|
800 |
|
21 |
|
0,4 |
|
1,8 |
|
8,1 |
|
1 |
|
6 |
|
Dy5 |
|
2040 |
|
1275 |
|
2660 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | |
|
8760,0 |
|
8760 |
|
470 |
|
350 |
|
|
|
|
|
10,00 |
|
95,00 |
|
0,400 |
|
|
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ DODATKOWYCH: | |
|
22 |
|
35 |
|
44 |
|
1154,70 |
|
1386 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | |
|
2,8 |
|
1,8 |
|
2,0 |
|
2,0 |
|
1,3 |
1. W pierwszym przypadku zmieniamy Moc czynna szczytową z 890 na 1500[kW] i moc bierna szczytową z 300 na 700[kvar].
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-1600/30-21 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 1600 |
|
800 | 1600 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 2,85 |
|
8,1 | 17,1 |
|
1 | 1,4 |
|
6 | 6 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 2240 |
|
1275 | 1530 |
|
2660 | 2855 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 8760,0 |
|
8760 | 8760 |
|
470 | 828 |
|
350 | 703 |
|
||
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ DODATKOWYCH: | ||
|
22 | 44 |
|
35 | 70 |
|
44 | 88 |
|
1154,70 | 2309,40 |
|
1386 | 2771 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 3,0 |
|
2,0 | 3,2 |
|
2,0 | 2,2 |
|
1,3 | 1,5 |
Wnioski: Zmiana mocy czynnej szczytowej i biernej szczytowej powoduje zmianę transformatora na TAOa-1600/30-21 a co za tym idzie zwiększenie wielu parametrów (parametry które się zwiększyły są widoczne na zestawieniu powyżej w porównaniu z wzorcem)
2. W drugim przypadku zmieniamy czas trwania obciążenia szczytowego
z 8760 na 1000[h]
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-630/20 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 630 |
|
800 | 630 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 1,5 |
|
8,1 | 6,7 |
|
1 | 1,6 |
|
6 | 4,5 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 1800 |
|
1275 | 1150 |
|
2660 | 1850 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 1000,0 |
|
8760 | 1000 |
|
470 | 470 |
|
350 | 2120 |
|
JEST SPEŁNIONY | |
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ DODATKOWYCH: | ||
|
22 | 17 |
|
35 | 28 |
|
44 | 35 |
|
1154,70 | 909,33 |
|
1386 | 1091 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 2,4 |
|
2,0 | 2,6 |
|
2,0 | 1,8 |
|
1,3 | 1,2 |
Wnioski: Gdy zmieniamy czas trwania obciążenia szczytowego
z 8760 na 1000[h] również zmieni się rodzaj transformatora na TAOa-630/20. warto zauważyć, że w takim przypadku warunek obciążenia jest spełniony. Także wiele parametrów ulegnie zmianie co widać w zestawieniu powyżej w porównaniu z wzorcem.
3. W trzecim przypadku zmieniamy współczynnik rezerwy przyszłościowej z 2 na 1
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-1600/30-21 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 1600 |
|
800 | 1600 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 2,85 |
|
8,1 | 17,1 |
|
1 | 1,4 |
|
6 | 6 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 2240 |
|
1275 | 1530 |
|
2660 | 2855 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 8760,0 |
|
8760 | 8760 |
|
470 | 470 |
|
350 | 703 |
|
||
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ DODATKOWYCH: | ||
|
22 | 44 |
|
35 | 70 |
|
44 | 88 |
|
1154,70 | 2309,40 |
|
1386 | 2771 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 1,0 |
|
2,0 | 1,2 |
|
2,0 | 2,2 |
|
1,3 | 1,5 |
Wnioski: Gdy zmienimy wpsółczynnik rezerwy pszyszłościowej to zmienia się nam transformator na TAOa-1600/30-21 zmianie ulega także kilka innych parametrów widocznych w zestawieniu powyżej w porównaniu z wzorcem.
4. W czwartym przypadku zmieniamy Moc baterii kondensatorów po stronie nn z 0 do 600[kvar]
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-800/20 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 800 |
|
800 | 800 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 1,8 |
|
8,1 | 8,1 |
|
1 | 1 |
|
6 | 6 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 2040 |
|
1275 | 1275 |
|
2660 | 2660 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 8760,0 |
|
8760 | 8760 |
|
470 | 470 |
|
350 | 350 |
WARUNEK OBCIĄŻENIA NIE JEST SPEŁNIONY | ||
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ dODATKOWYCH: | ||
|
22 | 22 |
|
35 | 35 |
|
44 | 44 |
|
1154,70 | 1154,70 |
|
1386 | 1386 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 1,8 |
|
2,0 | 2,0 |
|
2,0 | 2,0 |
|
1,3 | 1,3 |
Wniosek: Wszystkie parametry pozostały takie same, zmiana mocy baterii kondensatorów nie wpłynęła na nasze wyniki w porównaniu z wzorcem.
5. W piątym przypadku zmieniamy średnią temperaturę z 15 na 30[oC] i temperaturę maksymalna z 35 na 50[oC]
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-800/20 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 800 |
|
800 | 680 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 1,8 |
|
8,1 | 8,1 |
|
1 | 1 |
|
6 | 6 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 2040 |
|
1275 | 1275 |
|
2660 | 2660 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 8760,0 |
|
8760 | 8760 |
|
470 | 470 |
|
350 | 298 |
WARUNEK OBCIĄŻENIA NIE JEST SPEŁNIONY | ||
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ dODATKOWYCH: | ||
|
22 | 22 |
|
35 | 35 |
|
44 | 44 |
|
1154,70 | 1154,70 |
|
1386 | 1386 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 1,8 |
|
2,0 | 2,0 |
|
2,0 | 2,0 |
|
1,3 | 1,3 |
Wnioski: Gdy zwiększymy temperaturę średnia i maksymalną obciążenie transformatora i moc rzeczywista ulegnie niewielkiemu zmniejszeniu. wszystkie inne parametry nie ulegną zmianie w porównaniu z wzorcem.
6. W szóstym przypadku zmieniamy moc czynną rezerwową z 0 na 700[kW] i moc bierną rezerwową z 0 na 400[kvar]
WYNIKI:
DOBRANO TRANSFORMATOR(WZORZEC): | TAOa-800/20 | TAOa-800/20 |
---|---|---|
|
2 | 2 |
|
800 | 800 |
|
800 | 800 |
|
21 | 21 |
|
0,4 | 0,4 |
|
1,8 | 1,8 |
|
8,1 | 8,1 |
|
1 | 1 |
|
6 | 6 |
|
Dy5 | Dy5 |
|
2040 | 2040 |
|
1275 | 1275 |
|
2660 | 2660 |
OBCIĄŻENIE EKONOMICZNE TRANSFORMATORA: | ||
|
8760,0 | 8760,0 |
|
8760 | 8760 |
|
470 | 470 |
|
350 | 350 |
WARUNEK OBCIĄŻENIA NIE JEST SPEŁNIONY | ||
|
||
|
10,00 | 10,00 |
|
95,00 | 95,00 |
|
0,400 | 0,400 |
|
||
OBLICZENIA DLA URZĄDZEŃ dODATKOWYCH: | ||
|
22 | 22 |
|
35 | 35 |
|
44 | 44 |
|
1154,70 | 1154,70 |
|
1386 | 1386 |
POWIERZCHNIE OTWORÓW WENTYLACYJNYCH I MINIMALNYCH WYMIARÓW KOMORY | ||
|
2,8 | 2,8 |
|
1,8 | 1,8 |
|
2,0 | 2,0 |
|
2,0 | 2,0 |
|
1,3 | 1,3 |
Wnioski: zmiana mocy czynnej rezerwowej i biernej rezerwowej nie wpłynęła na wyniki w porównaniu z wzorcem.