Потери в трансформаторах

3. Потери в трансформаторах.

Потери энергии за год ∆W в трансформаторе складываются из потерь в обмотках трансформатора (∆Р_ОБ) и потери в стали (Р_Х.Х). Потери в обмотках при номинальной нагрузке принимаются равными потерям короткого замыкания (Р_К), тогда

где ∆Р_К, ∆Р_Х.Х – принимаем из приложения 19 [3] в зависимости от параметров трансформатора;

S_MAX – максимальная полная нагрузка трансформатора, кВ·А;

S_Н – номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

τ – время максимальных потерь, ч; 8760 – число часов в году.

4. Определим общие потери энергии.

Общие потери складываются из потерь в трансформаторе и потерь в линиях сети 0,38 кВ. Получаем:

∆W_общ=∆W_тр+∆W_0,,38=6755,1+8395,07=15150,17 кВт·ч.

7. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ЛИНИЙ 10 И 0,38 КВ, ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 10/0,4 КВ

Воздушные линии 10 кВ выполняются проводами марки «АС». Их крепим на железобетонных одностоечных, свободно стоящих, а анкерные и угловые с подкосами. Провода крепим к изоляторам типа ШФ – 20В.

Низковольтные линии для питания сельских потребителей выполняют на напряжение 380/220 В с глухозаземленной нейтралью. Магистральные линии для питания потребителей выполняют пятипроводными: три фазных провода, один нулевой и один фонарный.

Опоры ВЛ поддерживают провода на необходимом расстоянии от поверхности земли, проводов, других линий и т.п. Опоры должны быть достаточно механически прочными. На ВЛ применяются железобетонные, деревянные опоры. Принимаем установку железобетонных опор высотой 10 м над поверхностью земли. Расстояние между проводами на опоре и в пролете при наибольшей стреле провеса (1,2 м) должно быть не менее 40 см.

Основное назначение изоляторов – изолировать провода от опор и других несущих конструкций. Материал изоляторов должен удовлетворять следующим требованиям: выдерживать значительные механические нагрузки, быть приспособленным к работе на открытом воздухе под действием температур, осадков, солнца и т.д.

Выбираем для ВЛ – 0,38 кВ изоляторы типа НС – 18. Провода крепим за головку изолятора, на поворотах к шейке изолятора.

Для электроснабжения населенных пунктов широко применяются закрытые трансформаторные подстанции (КТП) 10/0,38 кВ. КТП устанавливаются в зданиях. Подстанции в большинстве случаев выполняют тупиковыми. Подстанция состоит из:

ЗРУ – 0,38 кВ,;

силовой трансформатор типа ТМФ– 160. Напряжение к тр-ру подается через линейный разъединительный пункт и предохранители;

линейный разъединительный пункт, включает разъединитель с приводом.

Подстанция имеет защиты:

1)  от грозовых перенапряжений (10 и 0,38 кВ);

2)  от многофазных (10 и 0,38) и однофазных (0,38) токов короткого замыкания;

3)  защита от перегрузок линии и трансформатора;

4)  блокировки.

8. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1. Составляем расчетную схему

S_T= 160 кВ·А ∆U_К%= 4,5% Z_T⁽¹⁾=0,7 Ом

Расчет ведем в относительных единицах.

2. Задаемся базисными значениями

 

S_Б=100 МВА; U_БВ=1,05∙U_Н=10,5 кВ; U_БН=0,4 кВ.

2.  Составляем схему замещения

4. Определяем относительные базисные сопротивления

 

Система:

Определяем сопротивление линии 10 кВ:

индуктивное

активное

 

Трансформатор:

 т.к его величина очень мала

Определяем сопротивление линии 0,4 кВ:

индуктивное

активное

5. Определяем результирующее сопротивление до точки К₁

К₁

Z_*Р1

6. Определяем базисный ток в точке К₁

7. Определяем токи и мощность к.з. в точке К₁

К_У=1 для ВЛ – 10 кВ.

8.  Определяем результирующее сопротивление до точки К₂

К₂

Z_*Р2

 

 

Определяем базисный ток в точке К₂

Определяем токи и мощность к.з. в точке К₂

К_У=1 для ВЛ – 10 кВ.

По формулам , определяем сопротивления фазных и нулевого провода линий 0.38 кВ. U_Б = 0,4 кВ, U_ф = 0,4 кВ.

Таблица 7.1. Сопротивления фазных проводов линии 0,38кВ.

Участки	L	R0	X0	RЛФ	XЛФ
--	км	Ом/км	Ом/км	Ом	Ом
1	0,56	0,64	0,297	0,36	0,17

Определим результирующие сопротивления для точки К3:

К₃

Z_*Р3

Определяем базисный ток в точке К₂

Определяем токи и мощность к.з. в точке К₃

К_У=1 для ВЛ – 10 кВ.

Однофазный ток к.з. определяем в именованных единицах

где

 

--полное сопротивление петли.

Z_T – сопротивление трансформатора току однофазного к.з., Ом

-полное сопротивление тр-ра току замыкания на корпус ([1],Приложение 5);

Результаты расчетов сводим в таблицу 7.2.

Таблица 7.2. Результаты расчета токов к.з.

№ п/п	Место к.з.	IК(3), кА	IК(2), кА	IК(1), кА	iУК, кА	SК(3), кА
1	К1	0,75	0,65	--	1,06	13,64
2	К2	4,54	3,95	--	6,42	3,15
3	К3	0,54	0,47	0,21	0,76	0,37

9. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

Основными аппаратами защиты сетей 0,38кВ от кротких замыканий и перегрузок являются предохранители и автоматические выключатели. Учитывая, что сеть 0,38кВ работает с глухозаземленной нейтралью, защиту от коротких замыканий следует выполнить в каждой фазе.

В трансформаторных подстанциях 10/0,4кВ наибольшее распространение получили автоматические выключатели типов АП5, А3100 и А3700. В ряде случаев используются блоки «предохранитель – автоматический выключатель» типа БПВ-31(32…34) с предохранителями ПР-2.

Для защиты от однофазных коротких замыканий в нулевом проводе устанавливают реле тока типа РЭ5+1Т, действующее на независимый расцепитель.

Для КТП 10/0,4кВ оснащенных автоматическими выключателями А3100, А3700 и АЕ20, имеющих независимый расцепитель, разработана защита типа ЗТИ-0,4. Защита представляет собой приставку к автоматическому выключателю, размещаемую под ним в помещении КТП. Конструктивно она выполнена в фенопластовом корпусе.

ЗТИ-0,4 предназначена для защиты трехфазных четырехпроводных воздушных линий 0,38кВ с глухозаземленной нейтралью и повторными заземлениями нулевого провода от междуфазных коротких коротких замыканий, а также замыканий фаз на землю. Для подключения к линии ЗТИ-0,4 имеет четыре токовых входа, через которые пропускаются три фазных повода и нулевой провод линии 0,38кВ.

QS

FV1

 

FU

 

 

 

T

 

 FV2

SQ

 

 

 

QF

 

 

 

Выбор разъединителя

Расчетные значения	РЛНДА – 10/400