Современные тенденции применения аморфных сплавов в магнитопроводах силовых трансформаторов, используемых в ТПП 20/0,4 кВ
Исследование и обоснование эффективности и преимуществ применения аморфных сплавов в магнитопроводах силовых трансформаторов, используемых в ТПП 20/0,4 кВ. Анализ результатов сравнительных расчетов потерь электрической энергии для ТПП 6, 10 и 20 кВ.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2018 |
| Размер файла | 176,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Современные тенденции применения аморфных сплавов в магнитопроводах силовых трансформаторов,
используемых в ТПП 20/0,4 кВ
Муртазин Рамиль Рифович,
бакалавр, студент
Исмагилов Шамиль Галявович,
кандидат наук, доцент, доцент
Уфимский государственный
авиационный технический университет
Рассмотрены вопросы применения аморфных сплавов в магнитопроводах силовых трансформаторов используемых в ТПП 20/0,4 кВ. Трансформатор с аморфным сердечником снижает потери в распределительной сети, поскольку имеет малые потери холостого хода. Перевод электрических сетей с 6/10 кВ на 20 кВ позволяет увеличить пропускную способность распределительных сетей как минимум в 2-2,5 раза в пределах той же территории, сократить число трансформаторных подстанций, повысить качество электрической энергии и надёжность систем электроснабжения. Приведены результаты сравнительных расчетов потерь электрической энергии для ТПП 6, 10 и 20 кВ.
аморфный сплав магнитопровод трансформатор энергия
Важными направлениями энергетической отрасли является повышение качества электрической энергии, надёжности систем электроснабжения, а также снижение потерь при передаче и вырабатывании электроэнергии.
Снижения потерь при передаче и генерировании электроэнергии можно добиться заменой распределительных трансформаторов с магнитопроводами из электротехнической стали на энергоэффективные трансформаторы. В конструкции магнитопроводов таких трансформаторов применяют сложенную впятеро ленту из аморфного сплава типа Fe78B13Si9. При этом достигается более чем пятикратное снижение потерь холостого хода и примерно шестикратное снижение удельных магнитных потерь трансформаторов по сравнению с классическими магнитопроводами. К тому же трансформаторы с магнитопроводами из аморфных сплавов обладают высокой магнитной проницаемостью и индукцией насыщения на высоких частотах.
Проведен сравнительный анализ потерь электроэнергии при замене в трансформаторной подстанции (ТП) трансформаторов с магнитопроводами из электротехнической стали на трансформаторы с магнитопроводами из аморфного сплава.
Схема участка сети, для которого был проведен расчет потерь электроэнергии, показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема участка сети [5]
Трансформаторная подстанция получает питание от главной понизительной подстанции (ГПП) 110/6(10, 20) кВ. Расстояние от ГПП до ТП составляет 5 км. В трансформаторной подстанции были рассмотрены следующие трансформаторы:
Таблица №1 Электрические характеристики трансформаторов
|
Тип трансформатора |
Номинальное напряжение трансформатора, кВт |
Потери электроэнергии в силовых трансформаторах, кВт |
|||
|
ВН |
НН |
ХХ |
КЗ |
||
|
ТМ-250-6,10/0,4 |
6,10 |
0,4 |
610 |
3700 |
|
|
ТМ-400-6,10/0,4 |
900 |
5500 |
|||
|
ТМ-630-6,10/0,4 |
1250 |
7600 |
|||
|
ТМ-250-20/0,4 |
20 |
650 |
3100 |
||
|
ТМ-400-20/0,4 |
830 |
5500 |
|||
|
ТМ-630-20/0,4 |
1050 |
7600 |
|||
|
ТМГ-250-6,10/0,4 |
6,10 |
530 |
3900 |
||
|
ТМГ-400-6,10/0,4 |
715 |
6150 |
|||
|
ТМГ-630-6,10/0,4 |
960 |
8350 |
|||
|
ТМГ-250-20/0,4 |
20 |
530 |
3500 |
||
|
ТМГ-400-20/0,4 |
660 |
5500 |
|||
|
ТМГ-630-20/0,4 |
920 |
7100 |
|||
|
ТСЛ-250-6,10/0,4 |
6,10 |
750 |
3500 |
||
|
ТСЛ-400-6,10/0,4 |
1150 |
4900 |
|||
|
ТСЛ-630-6,10/0,4 |
1500 |
7300 |
|||
|
ТСЛ-250-20/0,4 |
20 |
800 |
3400 |
||
|
ТСЛ-400-20/0,4 |
1020 |
4700 |
|||
|
ТСЛ-630-20/0,4 |
1310 |
6100 |
|||
|
АТМГ-250-6,10,20/0,4 |
6,10,20 |
128 |
1617 |
||
|
АТМГ-400-6,10,20/0,4 |
161 |
4457 |
|||
|
АТМГ-630-6,10,20/0,4 |
238 |
6353 |
Потери электроэнергии в силовых трансформаторах состоят из потерь электроэнергии холостого хода и нагрузочных потерь:
По полученным результатам построены диаграммы потерь электроэнергии в трансформаторах различных мощностей с магнитопроводом из электротехнической стали и в трансформаторах с магнитопроводом из аморфного сплава.
Рисунок 2. Диаграмма потерь электроэнергии в различных типах трансформаторов мощностью 250 кВА
Рисунок 3. Диаграмма потерь электроэнергии в различных типах трансформаторов мощностью 400 кВА
Рисунок 4. Диаграмма потерь электроэнергии в различных типах трансформаторов мощностью 630 кВА
В трансформаторах напряжением 6/0,4 кВ и 10/0,4 кВ потери холостого хода, также как и потери короткого замыкания совпадают.
Исходя из диаграмм 2, 3, 4 следует, что при переходе от напряжения 6,10/0,4 кВ к напряжению 20/0,4 кВ потери электроэнергии в трансформаторах с магнитопроводом из электротехнической стали:
· мощностью 250 кВА -- уменьшаются на 6,2%;
· мощностью 400 кВА- снижаются на 4%;
· мощностью 630 кВА -- падают на 6,3%.
При замене трансформаторов с магнитопроводами из электротехнической стали на магнитопроводы из аморфной стали потери снижаются:
· в трансформаторах мощностью 250 кВА -- на 68%;
· в трансформаторах мощностью 400 кВА -- на 37%;
· в трансформаторах мощностью 630 кВА -- на 33,5%.
Кроме снижения потерь холостого хода в трансформаторах, также:
· снижается температура трансформатора и увеличивается его срок службы;
· в несколько раз снижаются затраты при передаче электроэнергии потребителю;
· имеет место общее сокращение энергопотребления в энергетике страны.
Одним из путей повышения качества электроэнергии и надёжности функционирования систем электроснабжения является переход с напряжения 10 и 35 кВ на напряжение 20 кВ. При использовании напряжения 10 кВ возникают большие потери мощности и напряжения. Недостатком использования 35 кВ являются большие затраты на оборудование. Переход на напряжение 20 кВ приведет к уменьшению потерь, но вместе с тем возрастут затраты на оборудование по сравнению с сетями 10 кВ. Так стоимость оборудования 20 кВ при серийном производстве будет дороже на 10-20%, чем аналогичного оборудования на 10 кВ. Оборудование на 35 кВ уже значительно дороже (в 2-3 раза), и его использование для распределительной сети существенно увеличит стоимость схемы электроснабжения. Но при этом, применение напряжения 20 кВ в распределительных сетях позволит перейти на более высокий уровень электроснабжения городских потребителей в России, увеличить пропускную способность как минимум в 2-2,5 раза по сравнению с сетями 6-10 кВ в пределах той же территории, сократить количество трансформаторных мощностей.
Список литературы
1. Буре И.Г. Повышение напряжения до 20-25 кВ и качество электроэнергии в распределительных сетях // Электро. 2005. № 5. С. 30-32.
2. Золотухин И.В. Аморфные металлические материалы // Соросовский образовательный журнал. 1997. №4. С. 73-78.
3. Черепанов В.В., Суворова И.А. Исследование технико-экономической целесообразности применения напряжения 20 кВ в городских электрических сетях // Энергобезопасность и энергосбережение. 2012. № 5. С. 12-14.
4. Соснина Е.Н., Липужин И.А. Внедрение сетей напряжением 20 кВ для распределительных электрических сетей России // Материалы XLIII НТК «Федоровские чтения». - М.: МЭИ, 2013. - С. 159-163.
5. Асташев Д. С., Бедретдинов Р. Ш., Кисель Д. А., Соснина Е. Н. Применение напряжения 20 кВ для распределительных электрических сетей России // Вестник НГИЭИ. 2015. №4 (47).
6. Хавроничев С. В., Сошинов А. Г., Галущак В. С., Копейкина Т. В. Современные тенденции применения аморфных сплавов в?магнитопроводах силовых трансформаторов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 12-4. C. 607-610.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Опытное определение токов нагрузки сухих силовых трансформаторов. Освоение методики и практики расчетов необходимой номинальной мощности трансформаторов. Сокращение срока службы и температуры наиболее нагретой точки для различных режимов нагрузки.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 18.06.2015Определение степени полимеризации маслосодержащей изоляции, с развивающимися дефектами в процессе эксплуатации силовых трансформаторов. Анализ технического состояния изоляции силовых трансформаторов с учетом результатов эксплуатационного мониторинга.
курсовая работа [227,4 K], добавлен 06.01.2016Методы диагностики технического состояния силовых трансформаторов тяговых подстанций. Разработка программного продукта "Экспертная система для обработки результатов тепловизионной диагностики тяговых трансформаторов в среде Exsys". Оценка его стоимости.
дипломная работа [13,0 M], добавлен 12.06.2011Схемы измерения характеристик силовых трансформаторов. Значения коэффициентов для пересчета характеристик обмоток и масла. Перевернутая (обратная) схема включения моста переменного тока. Порядок определения влажности изоляции силовых трансформаторов.
лабораторная работа [721,5 K], добавлен 31.10.2013Приемники электрической энергии. Качество электрической энергии и факторы, его определяющие. Режимы работы нейтрали. Выбор напряжений, числа и мощности силовых трансформаторов, сечения проводов и жил кабелей, подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курс лекций [1,3 M], добавлен 23.06.2013Особенности выбора силовых трансформаторов, трансформаторов тока. Расчет мощности, основное предназначение электрической части подстанции. Анализ схемы замещения сети и расчета значений короткого замыкания. Этапы проектирования городской подстанции.
дипломная работа [684,1 K], добавлен 22.05.2012Монтаж силовых трансформаторов, системы охлаждения и отдельных узлов. Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением промышленной частоты. Включение трансформатора под напряжением. Отстройка дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания.
реферат [343,8 K], добавлен 14.02.2013Ремонт - мероприя и работы, необходимые для приведения электрооборудования и сетей в исправное состояние. Ремонт машин переменного и постоянного тока. Ремонт силовых трансформаторов. Коммутационная аппаратура. Осветительные и облучательные установки.
отчет по практике [47,7 K], добавлен 03.01.2009Порядок выбора силовых трансформаторов. Ряд вариантов номинальных мощностей трансформаторов. Температурный режим. Технико-экономическое сравнение вариантов трансформаторов. Подсчёт затрат. Издержки, связанные с амортизацией и обслуживанием оборудования.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.03.2016Выбор напряжения и его обоснование. Краткая характеристика производства и потребителей электрической энергии. Расчет силовых электрических нагрузок. Выбор трансформаторов. Определение токов короткого замыкания и их действие. Техника безопасности.
курсовая работа [952,7 K], добавлен 22.11.2012Типы силовых трансформаторов, их особенности, назначение, маркировка. Номинальные значения фазных токов и напряжений. Расчет распределения нагрузки между двумя трехфазными трансформаторами. Оптимизация потерь электроэнергии в силовых трансформаторах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.02.2015Природные запасы горючих ископаемых и гидравлические ресурсы как основные энергетические ресурсы страны. Знакомство с особенностями регулирования напряжения силовых трансформаторов. Характеристика основных способов определения токов короткого замыкания.
контрольная работа [647,4 K], добавлен 22.11.2013Диагностические характеристики мощных трансформаторов. Виды дефектов мощных силовых трансформаторов. Диагностика механического состояния обмоток методом частотного анализа. Определение влаги в изоляции путем измерения частотной зависимости tg дельта.
практическая работа [1,2 M], добавлен 10.05.2013Баланс активных мощностей станции и структурная схема. Выбор силовых трансформаторов и линий электропередачи, коммутационных аппаратов, трансформаторов тока и напряжения, схем электрических соединений распределительного устройства электростанции.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.05.2016Определение номинальных токов, КПД и зависимости изменения вторичного напряжения от коэффициента нагрузки трансформатора. Расчет коэффициента трансформации, активных потерь мощности для первого и второго трансформаторов при их параллельной работе.
курсовая работа [670,8 K], добавлен 25.03.2014Исследование схемы электрической сети подстанции "ГПП 35/6 кВ". Расчет параметров комплексов релейной защиты трансформаторов и отходящих линий электропередачи на полупроводниковой и микропроцессорной элементной базе. Расчет стоимости выбранной аппаратуры.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 10.01.2016Выбор главной электрической схемы и оборудования подстанции. Определение количества и мощности силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд. Расчет токов короткого замыкания. Подбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих частей.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.10.2012Проектирование основных элементов тяговой транзитной подстанции, разработка однолинейной схемы, которая определяет наименование выбранного оборудования и измерительной аппаратуры. Выбор силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.04.2016Расчёт электрических нагрузок. Выбор компенсирующих устройств, силовых трансформаторов ГПП и сечения проводов воздушной ЛЭП. Основные параметры выключателей. Выбор защиты от перенапряжений, изоляторов и трансформаторов тока. Расчёт тепловых импульсов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.04.2009Знакомство с этапами проектирования электрической части ТЭЦ-200 мвт. Анализ проблем выбора силовых трансформаторов. Рассмотрение способов ограничения токов короткого замыкания на шинах генераторного напряжения. Особенности составления электрической схемы.
курсовая работа [728,6 K], добавлен 08.12.2013
