Моделирование работы трансформатора с магнитопроводом, способным компенсировать реактивную мощность, с применением пакета MatLAB
Компенсация реактивной мощности с целью повышения энергетической эффективности работы электрических сетей и снижения потерь электроэнергии. Применение трансформатора, в котором изолированные листы магнитопровода используются как обкладки конденсатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 198,1 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ», Оренбург
Моделирование работы трансформатора с магнитопроводом, способным компенсировать реактивную мощность, с применением пакета MatLAB
Нелюбов Виктор Михайлович, к.т.н., доцент
Вороньжев Иван Дмитриевич, студент
Одним из ключевых направлений по повышению энергетической эффективности работы электрических сетей и снижению потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности. Для этой цели можно применить нетрадиционные компенсирующие устройства. К таким устройствам можно отнести трансформатор, в котором изолированные листы электротехнической стали магнитопровода используются в качестве обкладок конденсатора. Таким образом мы можем получить присоединенный к выводам обмоток трансформатора высоковольтный конденсатор, способный компенсировать потребляемую мощность трансформатора. Схема присоединения конденсатора к обмоткам трансформатора приведена на рисунке 1.
1- обмотка ВН; 2 - магнитопровод-конденсатор; 3 - обмотка НН
Рисунок 1 - Схема компенсированного трансформатора
трансформатор магнитопровод реактивная мощность
Трансформатор работает следующим образом: при подаче напряжения на обкладки конденсатора, изоляция между пластинами находится под фазным напряжением. Трансформатор потребляет из сети реактивную мощность, а конденсатор, в свою очередь, ее генерирует. В результате этого потребление реактивной мощности из сети уменьшается, что обуславливает снижение потерь, вызванных перетоками реактивной мощности по сети.
Моделирование работы модифицированного трансформатора осуществлялось в системе MatLab Simylinc, которая позволяет решать задачи математической физики с высоким уровнем точности с помощью графических блоков.
Моделирование рабочих процессов в модифицированном трансформаторе проводится в режиме холостого хода при подключении конденсатора параллельно обмотке высокого напряжения (рисунок 2, 3).
1 - обмотка ВН; 2 - магнитопровод-конденсатор; 3 - обмотка НН; 4 - ограничивающий резистор.
Рисунок 2 - Схема замещения трансформатора
При этом второе уравнение Кирхгофа в дифференциальной форме будет иметь вид:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
(1)
где - мгновенные значения напряжения и токов питания, первичной обмотки и конденсатора;
- активное сопротивление обмотки, ограничивающего резистора и собственная индуктивность обмотки;
- емкость конденсатора-трансформатора.
Максимально возможная емкость конденсатора-трансформатора вычисляется исходя из габаритов магнитопровода трансформатора и материала изоляции его листов по формуле
(2)
где - диэлектрическая постоянная, Ф/м;
диэлектрическая проницаемость среды, о.е;
- толщина изоляции и толщина листов магнитопровода, мм;
V - объем стали магнитопровода,
Объем стали магнитопровода определяется по формуле
(3)
где G - масса магнитопровода, кг;
Рисунок 3 - Модель модифицированного трансформатора в системе MatLab
Список литературы
1. Индивидуальная компенсация реактивной мощности на электрифицированном транспорте/ Ю. П. Попов, Е. Ю. Сизганова, Л. С. Синенко, А. Ю. Южанников // Сб. трудов IV Международной науч. конф. «Эффективность и качество энергоснабжения промышленных предприятий». Украина. Мариуполь. 2000 г. С. 239-240.
2. Цирель Я. А., Поляков В. С. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электросетях - Л.: Энергоатомиздат, 1985 г.
3. А. с. 1391369 СССР, Н01F27/24. Трансформатор / А. И. Грюнер, Ю. П. Попов, А. Ю. Южанников и Е. Ю. Лохмакова (СССР) №4080214/24-07; Заявлено 6.10.85; Опублик. 05.05.86, Бюл.№ 11 -- 4 с.
4. А. с. 1391369 СССР, Н01F27/24. Трансформатор/ Ю. П. Попов, А. Ю. Южанников (СССР) №4138034/24-07; Заявлено 5.05.85; Опублик. 22.10.86, Бюл.№19 -- 4 с.
5. Повышение энергетической эффективности систем электроснабжения железных дорог переменного тока с использованием компенсированных трансформаторов/ О. В. Колмаков, В. В. Конратюк, А. И. Орленко, Ю. П. Попов, Л. С. Синенко// Сб. материалов IV конф. «Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте. 16 ноября 2012. Москва. ЦНТИиБ - филиал ОАО РЖД. С 104-108.
6. Вороньжев И.Д., Нелюбов В.М. Использование магнитопровода трансформатора в качестве устройства компенсации реактивной мощности. - Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-меотодической конференции. - Оренбург: ОГУ, 2018. - С. 2971-2973. ISBN 978-5-7410-1910-8
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет электрических нагрузок. Выбор цехового трансформатора, сечений проводов и кабелей. Определение потерь мощности и электроэнергии в цеховом трансформаторе и в одной из линий, питающих силовые распределительные пункты. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [204,7 K], добавлен 16.01.2015Определение объема магнитопровода, оптимальной магнитной индукции, потерей мощности, плотности тока в проводах обмоток, добавочных потерь. Выбор сечений проводов. Расчет тепловых режимов, схемы замещения трансформатора. Его моделирование в среде OrCAD.
курсовая работа [696,4 K], добавлен 05.12.2012Расчет электрических нагрузок. Коэффициент мощности. Расчетные токи. Компенсация реактивной мощности. Выбор потребительских подстанций. Расчет потерь электроэнергии в трансформаторе, газовое потребление электрической энергии. Сопротивление заземления.
курсовая работа [204,7 K], добавлен 31.03.2018Классификация потерь в системе электроснабжения промышленного предприятия. Влияние коэффициента мощности сети на потери электроэнергии. Пути уменьшения потерь в системе электроснабжения промышленных предприятий за счет компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.06.2017Источники реактивной мощности. Преимущества использования статических тиристорных компенсаторов - устройств, предназначенных как для выдачи, так и для потребления реактивной мощности. Применение и типы синхронных двигателей, их располагаемая мощность.
презентация [2,4 M], добавлен 10.07.2015Определение геометрических параметров трансформатора. Выбор схемы магнитопровода. Расчет обмоток высокого и низкого напряжения, потерь мощности короткого замыкания, тока холостого хода трансформатора, бака и радиаторов. Размещение отводов и вводов.
курсовая работа [926,2 K], добавлен 09.05.2015Применение трансформаторов малой мощности в схемах автоматики, телемеханики и связи в качестве электропитающих элементов. Определение расчетной мощности и токов в обмотках. Выбор сердечника трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора.
курсовая работа [474,4 K], добавлен 17.12.2014Исследование электромагнитной индукции и магнитного потока при помощи трансформатора. Определение коэффициента трансформации и передаваемой мощности (без учета потерь) и полезного действия (КПД) трансформатора. Формулы и вычисление погрешностей.
лабораторная работа [105,1 K], добавлен 21.02.2014Особенности трансформатора малой мощности с воздушным охлаждением. Изучение материалов, применяемых при изготовлении трансформатора малой мощности. Расчет однофазного трансформатора малой мощности. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке.
курсовая работа [801,6 K], добавлен 12.10.2019Структура электрических сетей, их режимные характеристики. Методика расчета потерь электроэнергии. Общая характеристика мероприятий по снижению потерь электроэнергии и определение их эффективности. Зависимость потерь электроэнергии от напряжения.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 18.04.2012Выбор магнитопровода на основе расчетной мощности трансформатора. Число витков в обмотках. Потери в стали, ток намагничивания. Электрические и конструктивные параметры обмоток. Проверка трансформатора на нагревание. Падение напряжения, КПД трансформатора.
курсовая работа [671,9 K], добавлен 04.10.2015Потери электрической энергии при ее передачи. Динамика основных потерь электроэнергии в электрических сетях России и Японии. Структура потребления электроэнергии по РФ. Структура технических и коммерческих потерь электроэнергии в электрических сетях.
презентация [980,8 K], добавлен 26.10.2013История открытия явления электромагнитной индукции, лежащего в основе действия электрического трансформатора. Характеристика устройства и режимов работы трансформатора. Определение габаритной мощности и коэффициента полезного действия трансформатора.
презентация [421,9 K], добавлен 20.02.2015Определение потери мощности, электроэнергии и напряжения в кабельной сети. Коэффициенты загрузки трансформаторов, верхнего предела экономически целесообразной загрузки. Удельные затраты на потери электроэнергии. Номинальная мощность трансформатора.
курсовая работа [92,1 K], добавлен 17.01.2014Анализ влияния компенсации реактивной мощности на параметры системы электроснабжения промышленного предприятия. Адаптивное нечеткое управление синхронного компенсатора с применением нейронной технологии. Моделирование измерительной части установки.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 02.06.2017Принцип работы трансформатора и материалы, применяемые при его изготовлении. Выбор магнитопровода, обмоток и полного тока первичной обмотки. Расчет тока и напряжения холостого хода. Определение температуры перегрева и суммарных потерь в меди и стали.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 12.12.2012Виды, способы размещения и правила подключения источников реактивной мощности. Методы снижения потребления реактивной мощности: применение компенсирующих устройств, замена асинхронных двигателей синхронными, ограничение холостой работы двигателя.
презентация [382,3 K], добавлен 30.10.2013Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности. Защита цеховых электрических сетей. Выбор кабелей и кабельных перемычек, силовых пунктов, токов короткого замыкания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2015Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения предприятия. Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора. Компенсация реактивной мощности. Расчет осветительной сети. Выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.
курсовая работа [466,9 K], добавлен 01.05.2011Определение расчетных нагрузок корпусов и предприятия. Построение картограммы электрических нагрузок цехов. Режимы работы нейтралей трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Схема электрических соединений. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [776,0 K], добавлен 05.01.2014
