Файл: Решение Рисунок 1Однолинейная схема электроснабжения.docx
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 164
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Щамель Б.В АСз-401. 14 вариант Задача № 1 Начертить электрическую схему для части системы электроснабжения. Тип питающей подстанции, промежуточные подстанции, число и тип конечных потребителей представлены в табл. 1. по вариантам.Таблица 1
Решение:Рисунок 1-Однолинейная схема электроснабженияЗадача № 2 Для заданной по варианту (табл.2) марки трансформатора построить Т- образную схему замещения. Определить параметры Т-образной схемы замещения по паспортным данным трансформатора. Рассчитать потери активной и реактивной мощности для заданной по варианту нагрузки трансформатора. Посчитать КПД для описанных условий.Таблица 2
Решение:Технические характеристики трансформатора ТРДН-25000/110/6,3 представлены в Таблице 3Таблица 3
Для определения параметров схемы замещения трансформатора необходимо рассчитать:а) номинальный ток первичной обмотки трансформатора:б) фазный ток первичной обмотки трансформатора: при соединении по схеме "звезда"в) фазное напряжение первичной обмотки:при соединении по схеме "звезда"г) фазный ток холостого хода трансформатора:где - ток холостого хода, %;д) мощность потерь холостого хода на фазугде m – число фаз первичной обмотки трансформатора. в нашем случае 3 шт;е) полное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения трансформатора при холостом ходеж) активное сопротивление ветви намагничиванияз) реактивное сопротивление цепи намагничиванияи) фазный коэффициент трансформации трансформатора где U2ф=U2нк) линейный коэффициент трансформации трансформатора2. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме короткого замыканияВ опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, а подводимое к первичной обмотке напряжение подбирается таким образом, чтобы ток обмотки трансформатора был равен номинальному. Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания представлена на рис. 2.Рисунок 2Здесь суммарное значение активных сопротивлений ( ) обозначают rk и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а (
Pk -мощность потерь короткого замыкания, Вт.Кпд трансформатора рассчитывают для значений коэффициента нагрузки kнг , равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,25 от номинального вторичного тока I2н .Значения Таблица 4.По результатам расчетов строят зависимость η = f ( kнг ) (рис.4). Максимальное значение коэффициента полезного действия имеет место при условии k2нгPk= P0 . Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД, . По полученному значению kнг max (из графика) определяют максимальное значение коэффициента полезного действия.Таблица 4
Рисунок 4Задача № 3 После расчетов, проведенных при решении задачи №2, построить временные диаграммы всех токов и напряжений для полученной Т-образной схемы замещения трансформатора.Решение:При практических расчетах изменение вторичного напряжения трансформатора в процентах от номинального определяют по формулегде Uк.а% – активная составляющая напряжения короткого замыкания при номинальном токе,Uк. а%=Uк%cosφк= Uк%rк/zк=10,5∙2,31/50,82=0,47 %;Uк.р–реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, выраженная в %
Изменение напряжения можно определить графическим методом. Для этого строят упрощенную векторную диаграмму (рис.5).При этом 2,27%Рисунок 5Построение внешней характеристики трансформатораВнешнюю характеристику трансформатора строят по двум точкам: одну откладывают на оси , а вторую на линии, соответствующей Кнг=1, откладывая вверх значение , рассчитанное по формулегдеРисунок 6Задача № 4В соответствие со своим вариантом (табл. 5) исследовать работу асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (если Ваш вариант больше, чем 18, исходные данные для асинхронного двигателя выбрать для номера варианта, получаемого вычитанием из числа 36 номера Вашего исходного варианта):1) Построить механическую характеристику двигателя при питании его от сети с номинальным напряжением и частотой 50 Гц. 2) Найти скорость вращения двигателя и выдаваемую им механическую мощность при работе в условиях п.1. (механическими потерями пренебречь).3) Построить механическую характеристику двигателя для случая его питания напряжением с частотой 40 Гц в соответствие со скалярным закономуправления U/f=const (в случае нагрузки типа сухое трение, для вентиляторной нагрузки принять закон управления U/f2=const). 4) Найти скорость вращения двигателя и выдаваемую им механическую мощность при работе в условиях п.3. (механическими потерями пренебречь. В качестве нагрузки на валу принять представленную в табл.5.Таблица 5
| Вариант | Источник | Промежуточная подстанция | Число конечных потребителей | Тип конечных потребителей |
| 14 | Районная подстанция 330/110 кВ 2 автотр-ра АТДЦТН- 200000/330/110/10,5 Схема РУ ВН- четырехугольник | Подстанция 110/10 кВ 2 тр-ра ТРДН-25000/110 4 секции шин. Далее ТП 10/0,4 кВ | 2 | 9 этажный жилой дом |
| Вариант | Трансформатор |
| 14 | ТРДН-25000/110/6,3 |
| № | Sн, кВ∙А | напряжение обмотки,кВ | Потери, кВт | Схема и группа соединения | Uкз, % | Iхх, % | |||||
| ВН | НН | Pо | Pкз | ||||||||
| 14 | 25000 | 110 | 6,3 | 27 | 120 | Y/∆-II | 10,5 | 0,7 | |||
Для определения параметров схемы замещения трансформатора необходимо рассчитать:а) номинальный ток первичной обмотки трансформатора:б) фазный ток первичной обмотки трансформатора: при соединении по схеме "звезда"в) фазное напряжение первичной обмотки:при соединении по схеме "звезда"г) фазный ток холостого хода трансформатора:где - ток холостого хода, %;д) мощность потерь холостого хода на фазугде m – число фаз первичной обмотки трансформатора. в нашем случае 3 шт;е) полное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения трансформатора при холостом ходеж) активное сопротивление ветви намагничиванияз) реактивное сопротивление цепи намагничиванияи) фазный коэффициент трансформации трансформатора где U2ф=U2нк) линейный коэффициент трансформации трансформатора2. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме короткого замыканияВ опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, а подводимое к первичной обмотке напряжение подбирается таким образом, чтобы ток обмотки трансформатора был равен номинальному. Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания представлена на рис. 2.Рисунок 2Здесь суммарное значение активных сопротивлений ( ) обозначают rk и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а (
) – индуктивным сопротивлением короткого замыкания xk.
Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:
а) фазное напряжение первичной обмотки U1Ф=5,7 кВ;
б) фазное напряжение короткого замыкания
где Uk – напряжение короткого замыкания, %;
в) полное сопротивление короткого замыкания
где Iк.ф. – фазный ток короткого замыкания: при соединении по схеме "звезда":
г) мощность потерь короткого замыкания на фазу
Pk – это мощность потерь Короткого замыкания
д) активное сопротивление короткого замыкания
е) индуктивное сопротивление короткого замыкания
Обычно принимают схему замещения симметричной, полагая
где r1 – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;
x1 - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф1δ;
- приведённое активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;
- приведённое индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеяния Ф2δ.
Коэффициент полезного действия трансформатора при любой нагрузке определяют по формуле
где Sн - полная номинальная мощность трансформатора, кВ·А;
P0 -мощность потерь холостого хода при номинальном напряжении, Вт;
Pk -мощность потерь короткого замыкания, Вт.Кпд трансформатора рассчитывают для значений коэффициента нагрузки kнг , равных 0,25; 0,50; 0,75; 1,25 от номинального вторичного тока I2н .Значения Таблица 4.По результатам расчетов строят зависимость η = f ( kнг ) (рис.4). Максимальное значение коэффициента полезного действия имеет место при условии k2нгPk= P0 . Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД, . По полученному значению kнг max (из графика) определяют максимальное значение коэффициента полезного действия.Таблица 4
| η | kнг | ||
| 0 | 0 | ||
| 0,981806117 | 0,25 | ||
| 0,985027581 | 0,48 |  =0,48 | |
| 0,985014198 | 0,5 | ||
| 0,983524273 | 0,75 | ||
| 0,977764951 | 1,25 | ||
| 0,974449268 | 1,5 | ||
Изменение напряжения можно определить графическим методом. Для этого строят упрощенную векторную диаграмму (рис.5).При этом 2,27%Рисунок 5Построение внешней характеристики трансформатораВнешнюю характеристику трансформатора строят по двум точкам: одну откладывают на оси , а вторую на линии, соответствующей Кнг=1, откладывая вверх значение , рассчитанное по формулегдеРисунок 6Задача № 4В соответствие со своим вариантом (табл. 5) исследовать работу асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (если Ваш вариант больше, чем 18, исходные данные для асинхронного двигателя выбрать для номера варианта, получаемого вычитанием из числа 36 номера Вашего исходного варианта):1) Построить механическую характеристику двигателя при питании его от сети с номинальным напряжением и частотой 50 Гц. 2) Найти скорость вращения двигателя и выдаваемую им механическую мощность при работе в условиях п.1. (механическими потерями пренебречь).3) Построить механическую характеристику двигателя для случая его питания напряжением с частотой 40 Гц в соответствие со скалярным закономуправления U/f=const (в случае нагрузки типа сухое трение, для вентиляторной нагрузки принять закон управления U/f2=const). 4) Найти скорость вращения двигателя и выдаваемую им механическую мощность при работе в условиях п.3. (механическими потерями пренебречь. В качестве нагрузки на валу принять представленную в табл.5.Таблица 5
| № Вар. | Тип | Рн, кВт | nн, об/мин | Iн, А | cosφ | Iп, А | Mп, Нм | Ммакс, Нм |
| 14 | 4MTKF(H) 160LB8 | 11 | 700 | 33.5 | 0.74 | 141 | 420 | 500 |
| R1,Ом | I0, А | Rкз, Ом | Хкз, Ом | Кг | Jдв ,кг м² | | | |
| 0,265 | 25,2 | 1,1 | 1,43 | 0,79 | 0,29 | | | |