Расчет перегрузочной способности силового трансформатора с учетом допустимых температур и термического износа
Построение графика потребления активной, реактивной и полной мощностей за определенный период времени. Определение коэффициента максимальной перегрузки и сравнение расчетных значений с нормативными и заключение о проверки силового трансформатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.01.2020 |
| Размер файла | 246,7 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/
Омск 2012
РЕКЛАМНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Программа «Расчет перегрузочной способности силового трансформатора с учетом допустимых температур и термического износа»
Разработчики:
Татевосян А.А.
Конакбаева А.С.
1. Функциональное назначение программы, область применения
трансформатор силовой перегрузка
Возможности программы "Расчет перегрузочной способности силового трансформатора с учетом допустимых температур и термического износа" заключается в следующем:
задание и построение графика потребления активной, реактивной и полной мощностей за определенный период времени (суточный, месячный, сезонный и годовой) на основе импорта данных из внешнего текстового файла;
определение расчетных коэффициентов предварительной загрузки трансформатора и аварийной перегрузки;
указание рекомендательного значения номинальной мощности трансформатора, полученного на основе расчета среднеквадратичной мощности, учитывающей количество трансформаторов на подстанции;
аппроксимация нормативной нелинейной зависимости коэффициента допустимой перегрузки от коэффициента предварительной загрузки с учетом времени перегрузки;
определение коэффициента максимальной перегрузки и сравнение расчетных значений с нормативными и заключение о проверки силового трансформатора на допустимую перегрузку.
Программа разработана для применения в учебном процессе при изучении цикла дисциплин направления "Электроэнергетика и электротехника" и предназначена для расчета допустимой перегрузки силового трансформатора на основе суточного графика потребляемой полной мощности. При эксплуатации системы электроснабжения возможны ситуации увеличения нагрузки потребителя, вызванные нарушением нормальной работы электроустановок, что приводит к увеличению температуры и, как следствие, снижению электрической
прочности изоляции. Увеличение нагрузки силового трансформатора свыше номинальной для двухтрансформаторного пункта приема электрической энергии также возможно при выводе в ремонт одного из трансформаторов.
Особенностью выбора допустимого коэффициента перегрузки является работа с графически заданной в стандартах нелинейной зависимостью коэффициентов для различных значений температуры окружающей среды и способов охлаждения трансформаторов. Поэтому задача точной аппроксимации указанных нелинейных характеристик является важным этапом при программной реализации методики расчета. Для решения поставленной задачи используется сплайн-интерполяция реализованная в программной среде MatLab.
При проверке силовых трансформаторов на перегрузочную способность приняты следующие допущения:
1) температура масла внутри обмоток повышается линейно от нижней части к верхней независимо от вида охлаждения;
2) превышение температуры наиболее нагретой точки должно быть выше превышения температуры проводника в верхней части обмотки, поскольку необходимо учесть увеличение дополнительных потерь.
Программа состоит из следующих программных модулей
графической оболочки для ручного ввода графика электрических нагрузок;
импорта данных из текстового файла;
расчета коэффициентов предварительной загрузки и аварийной перегрузки силового трансформатора;
аппроксимации нелинейной зависимости коэффициента допустимой перегрузки от коэффициента предварительной загрузки с учетом
температуры окружающей среды и способа охлаждения трансформатора с использованием программы MatLab.
Для одно- и двухтранформаторной подстанции условием выбора номинальной мощности будет соответственно:
(1)
(2)
где - номинальная мощность трансформатора, МВА; - номинальная мощность подстанции, МВА; - коэффициент допустимой перегрузки.
Используя суточный график нагрузки трансформатора определяются значения коэффициентов предварительной загрузки и аварийной перегрузки :
(3)
(4)
где , m - соответственно количество промежутков времени при которых и .
Коэффициент максимальной перегрузки :
(5)
Полученные результаты сравниваются с допустимыми коэффициентами приведенные в ГОСТ 14209-97.
Рассмотренная методика расчета перегрузочной способности трансформаторов является основой для разработки программного обеспечения по расчету режима нагрузки силового трансформатора. Многообразие типов силовых трансформаторов различается как по номинальной мощности, классам напряжения так и по видам охлаждения. Заданные в графической форме зависимости коэффициентов перегрузки, обуславливают необходимость применения специальных навыков программирования методов аппроксимации нелинейных характеристик.
В указанном программном обеспечении реализована сплайн-интерполяция вида
(6)
Интерполяция кубическим сплайном обладает следующими преимуществами:
· график построенной функции проходит через каждую точку заданного массива;
· конструируемая функция сравнительно легко описывается (число подлежащих определению коэффициентов соответствующих многочленов для сетки равно ;
· заданным массивом построенная функция определена однозначно;
· степень многочленов не зависит от числа узлов сетки и, следовательно, не изменяется при его увеличении;
· построенная функция имеет непрерывные производные до порядка включительно.
На определенном этапе выполнения программы происходит автоматическая загрузка программы MatLab, в которой производится аппроксимация выбранной алгоритмом нелинейной характеристики и расчет допустимого коэффициента перегрузки в наиболее тяжелом режиме работы.
Указание графика может быть задано в ручном режиме (ввод таблицы, минимальный промежуток времени 30 минут), так и в автоматическом режиме из внешнего файла базы данных.
На рис.1 приведено окно задания суточного графика электрических нагрузок из базы данных.
Рис.1Окно задания суточного графика потребляемой мощности.
Пользователь указывает потребление активной и реактивной мощности, далее программой выполняется расчет полной мощности. При необходимости изменения внешнего файла базы данных пользователю предоставляется возможность редактирования: добавление, удаление или редактирование значений потребляемой мощности.
Указанный таким образом график можно посмотреть на форме "Показать график".
При нажатии "Расчет" вычисляются коэффициенты предварительной загрузки, аварийной перегрузки, а также коэффициент максимальной загрузки трансформатора (3-5).
На следующем этапе выполняется запуск программы MatLab
Рис.3. Построение графика электрических нагрузок и расчет коэффициентов загрузки
Используемые технические средства
Программа разработана в среде Borland Delphi под управлением операционной системы Windows XP (и выше). Для работы программного обеспечения требуется установка программы MatLab не ниже версии 6.0.
Разработанное программное обеспечение устанавливается на компьютер программой Install Shield, входящий в состав пакета Borland Delphi 7.0.
Программа о разработана для IBM PC-совместимом компьютере не ниже Pentium III 600 МГц, минимальный объем оперативной памяти 128 Мб, рекомендуемый объем 256 Мб и выше.
Специальные условия и требования организационного, технического и технологического характера
Условия применения должны соответствовать современным требованиям, предъявляемым к эксплуатации учебного компьютерного класса.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие силового трансформатора как одного из важнейших элементов современной электрической сети. Характеристика и назначение силового двухобмоточного трансформатора типа ТМ, особенности главной изоляции. Определение напряжения короткого замыкания.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.07.2012Проектирование силового трансформатора ТМ-10000/35. Выбор изоляционных расстояний. Расчет размеров трансформатора, электрических величин, обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы, коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 10.12.2013Определение основных электрических величин, линейных, фазных напряжений и токов обмоток; активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Расчет основных размеров трансформатора. Выбор индукции в сердечнике и материала обмоток.
курсовая работа [316,3 K], добавлен 24.09.2013Определение расчетных поверхностей теплообмена и перепадов температур. Расчет суммарного потока теплоты через поверхность бака трансформатора. Определение зависимости изменения температуры воздуха и масла от коэффициента загрузки трансформатора.
курсовая работа [733,9 K], добавлен 19.05.2014Предварительный расчет трансформатора и выбор соотношения основных размеров с учетом заданных значений. Определение потерь короткого замыкания, напряжения, механических сил в обмотках. Расчёт потерь холостого хода. Тепловой расчет обмоток и бака.
курсовая работа [665,1 K], добавлен 23.02.2015Определение основных электрических величин и коэффициентов трансформатора. Расчет обмотки типа НН и ВН. Определение параметров короткого замыкания и сил, действующих на обмотку. Расчет магнитной системы трансформатора. Расчет размеров бака трансформатора.
курсовая работа [713,7 K], добавлен 15.11.2012Назначение и типы трансформаторов; конструктивная схема. Проект силового трансформатора мощностью 400 кВА: определение основных электрических величин, расчет обмоток высокого и низкого напряжения, магнитной системы и параметров короткого замыкания.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.12.2012Определение активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Выбор схемы, конструкции и технологии изготовления магнитной системы. Определение размеров пакетов и активных сечений стержня и ярма. Параллельная работа двух трансформаторов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.01.2018Система электроснабжения металлургических предприятий. Основное оборудование на подстанции. Характеристика работающего электрооборудования. Расчет токов короткого замыкания в сети. Расчет и выбор коммутационных аппаратов и силового трансформатора.
курсовая работа [615,8 K], добавлен 08.05.2013Определение основных электрических величин силового трансформатора: линейные и фазные токи и напряжения обмоток; активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Выбор материала и конструкции обмоток; тепловой расчет системы охлаждения.
курсовая работа [156,3 K], добавлен 06.05.2013Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний. Определение геометрических параметров магнитной системы. Расчет параметров трансформатора типа ТМ-250/6 при различных значениях коэффициента загрузки. Параметры короткого замыкания.
курсовая работа [160,1 K], добавлен 23.02.2013Расчет основных электрических величин, размеров и обмоток трансформатора. Определение потерь короткого замыкания. Расчет магнитной системы и определение параметров холостого хода. Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток трансформатора.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 19.09.2019Проект трансформатора, электрические параметры: мощность фазы, значение тока и напряжения; основные размеры. Расчет обмоток; характеристики короткого замыкания; расчет стержня, ярма, веса стали, потерь, тока холостого хода; определение КПД трансформатора.
учебное пособие [576,7 K], добавлен 21.11.2012Технологический процесс передачи и распределения электрической энергии. Характеристика, структура и функции районного подразделения электрических сетей ОАО "Сумыоблэнерго". Назначение трансформаторных подстанций. Релейная защита силового трансформатора.
отчет по практике [569,6 K], добавлен 17.06.2011Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток высшего и низшего напряжения, испытательных напряжений обмоток, активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Вычисление магнитной системы. Поверочный тепловой расчет обмоток.
курсовая работа [318,4 K], добавлен 21.03.2015Расчет главных размеров трансформатора. Выбор конструкции обмоток из прямоугольного и круглого проводов. Определение потерь короткого замыкания. Проведение расчета механических сил и напряжений между обмотками, а также тока холостого хода трансформатора.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 02.06.2014- Измерение электрических величин при исследовании однофазного двухобмоточного силового трансформатора
Исследование трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания. Расчет тока холостого хода в процентах от номинального первичного, коэффициента мощности в режиме холостого хода. Порядок построения характеристики холостого хода трансформатора.
лабораторная работа [19,0 K], добавлен 12.01.2010 Классификация воздушных линий: по класу напряжения, конструктивному исполнению, назначению и условиям защиты. Расчет электрических нагрузок и суммарной максимальной дневной и вечерней мощностей. Выбор мощности силового трансформатора ТП-10/0,4 кВ.
курсовая работа [267,0 K], добавлен 06.04.2014Выбор силового трансформатора. Расчёт параметров и выбор силового трансформатора. Выбор тиристоров, предохранителей и проверка тиристоров на токи короткого замыкания. Расчёт параметров и выбор сглаживающего реактора. Построение временных диаграмм.
курсовая работа [944,9 K], добавлен 02.04.2009Устройство, назначение и принцип действия трансформаторов. Расчет электрических величин трансформатора и автотрансформатора. Определение основных размеров, расчет обмоток НН и ВН, параметров и напряжения короткого замыкания. Расчет системы охлаждения.
реферат [1,6 M], добавлен 10.09.2012
