Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Исследование параллельной работы распределительных трансформаторов.

Содержание:

1 ТЕОРИЯ О ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 10
1.1 Общие сведения о трансформаторах 10
1.2 Необходимость применения параллельной работы распределительных трансформаторов 14
1.3 Условия параллельной работы распределительных трансформаторов 15
2 АНАЛИЗ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 18
2.1 Распределение нагрузки параллельно работающих распределительных трансформаторов 18
2.2 Исследование распределительных трансформаторов с равными группами соединений и коэффициентами трансформации включенных на параллельную работу 22
2.3 Исследование распределительных трансформаторов при различных коэффициентах трансформации включенных на параллельную работу 27
2.4 Исследование распределительных трансформаторов при различных номинальных напряжениях короткого замыкания включенных на параллельную работу 30
2.5 Исследование параллельно работающих распределительных трансформаторов при неодинаковых группах соединения обмоток 37
2.6 Исследование параллельно работающих распределительных трансформаторов при их неодинаковых номинальных мощностях 40
3 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВКР 42
3.1 Основные положения 42
3.2 Расчет трудоемкости и составление плана выполнения работ 42
3.3 Расчет основной и дополнительной заработной платы 43
3.4 Расчет отчислений на социальные нужды 45
3.5 Расчет материальных затрат 45
3.6 Расчет амортизационных отчислений 46
3.7 Расчет накладных расходов 48
3.8 Расчет себестоимости разработки ВКР 48
3.9 Вывод 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 51

Введение:

Тема работы ‒ исследование параллельной работы распределительных трансформаторов.
В настоящее время, доступная литература не дает полного анализа па-раллельной работы распределительных трансформаторов при всех возмож-ных условиях подключения. Основным источником теории фундаменталь-ных процессов, протекающих в трансформаторах, являются такие учебные и методические издания, как Вольдек А.И., Попов В.В. «Электрические маши-ны. Машины переменного тока» [1], А.В. Иванов-Смоленский «Электриче-ские машины» [2], М.М. Кацман «Электрические машины» [3], А.С. Сереб-рякова «Трансформаторы» [4], А. В. Хныков «Теория и расчет трансформа-торов источников вторичного электропитания» [5] в данных работах рас-сматриваются конструкции трансформаторов, излагаются основные теорети-ческие вопросы, анализируются режимы работы и освещаются основные эксплуатационные свойства.
Так, например в [1], автор рассматривает общие сведения о трансфор-маторах, схемы замещения двухобмоточных трансформаторов, а также па-раллельную работу. Представлены условия включения двухобмоточных трансформаторов при различных группах соединения обмоток, а именно из двенадцати возможных групп соединений обмоток трансформаторов рас-сматривается стандартизованные две: « звезда- звезда » и « звезда- треуголь-ник »; при различных коэффициентах трансформации, как правило коэффи-циент трансформации первого трансформатора меньше второго; различны-ми напряжениями короткого замыкания, но не рассматривается параллель-ная работ при других вариациях этих условий.
Другой пример исследования параллельной работы описан в [2], где также подробно раскрываются такие главы, как применение параллельного включения, условия включения трансформаторов на параллельную работу и определение уравнительных токов и распределение нагрузки, но не раскры-вается детальное описание параллельной работы трансформаторов при раз-личных условиях включения.
На основании анализа литературы следует актуальность темы, которая заключается в том, что работа распределительных трансформаторов не про-анализирована в полной мере при всех возможных условиях включения, а представлены только некоторые условия и необходимость параллельного включения трансформаторов в работу.
Цель работы ‒ анализ работы распределительных трансформаторов при несоблюдении основных условий включения на параллельную работу на основании научной и учебно-методической литературы.
Для достижения цели работы, необходимо выполнить следующие зада-чи:
— рассмотреть понятие параллельной работы распределительных трансформаторов;
— рассмотреть технические моменты, которые определяют необходи-мость применения параллельной работы распределительных трансформато-ров;
— рассмотреть необходимые условия параллельной работы распредели-тельных трансформаторов;
— провести исследование параллельно работающих распределительных трансформаторов при различных условиях их подключения;
— провести экономическое обоснование ВКР;
— сделать выводы по проделанной работе.

Заключение:

В данной выпускной квалификационной работе исследована парал-лельная работа распределительных трансформаторов. Проведен анализ необходимости параллельного включения двух и более трансформаторов, условия их параллельной работы, достоинства и недостатки при включении таким способом.
Были проведены расчеты, на основании которых можно сделать вывод, что при одинаковых значения напряжения КЗ, условия для включения трансформаторов на параллельную работу являются наилучшими. В случае, когда напряжение КЗ неодинаковы, то при увеличении нагрузки, рабочей мощности прежде всего достигнет трансформатор, у которого наименьшее напряжение КЗ. При таком включении другие трансформаторы будут недо-гружены. Но в случае, когда нагрузка продолжит увеличиваться, первый трансформатор будет перегружаться. Данный вывод справедлив для тех случаев, в которых номинальная мощность параллельно включенных транс-форматоров одинаковая.
Рассчитано и проанализировано выражение нагрузки трансформато-ров при параллельной работе, а также построены графики и мощностные за-висимости при разных случаях включения трансформаторов.
Анализ напряжения КЗ показал, что небольшая разница напряжений короткого замыкания, в случае, когда отличие составляет 0,5%, параллельно работающих трансформаторов с одинаковыми номинальными мощностями, приведет к изменению разницы мощностей, передаваемой через трансформа-торы. Это значение примерно отличается в 2, 3 раза. Таким образом, номи-нальная рабочая мощность трансформаторов будет недоиспользованной, а значит работа будет неэффективна.
Исследуя параллельную работу распределительных трансформаторов с разными номинальными мощностями, где соотношение их номинальных мощностей не должно превышать отношения 3 к 1, наблюдается, что транс-форматоры с одинаковыми напряжениями КЗ распределяют нагрузку про-порционально номинальным мощностям.
Был произведен расчет себестоимости выполненной ВКР.

Фрагмент текста работы:

1. ТЕОРИЯ О ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ-НЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1.1. Общие сведения о трансформаторах
Распределительный силовой трансформатор ‒ это тип силового транс-форматора, который чаще всего применяются для использования в составе комплектных трансформаторных подстанций, питающих электроэнергией городские и производственные объекты и составляющих основу распредели-тельных сетей среднего напряжения. Таким образом, идея РСТ обсуждалась в течение некоторого времени, но исследования параллельной работы РСТ практически не обсуждались [17].
Рассмотрим конструкцию трансформатора и его основные части:
1. Сердечник
Сердечники трансформатора разделяю на три основных типа:
 Стержневые;
 Броневые;
 Тороидальные.
Так же сердечники классифицируются по способу сборки пластин:
 Набор из штампованных пластин
 Навитые металлические ленты
2. Обмотки
Обмоткой трансформатора называется совокупность изолированных друг от друга витков, образующих электрическую цепь, в которой, индукти-рованные в отдельных витках ЭДС, складываются. В трансформаторах ма-лых размеров, где токи и разность потенциалов между соседними витками мала, используются катушки из эмалированного магнитного провода. Для более мощных силовых трансформаторов могут быть использованы медные прямоугольные ленточными намотки, изоляция которых представлена про-питанной маслом бумагой и блоками пресс-картона. Обмотки трансформа-тора обычно расположены концентрически, для уменьшения утечки потока.
3. Типы систем охлаждения
Системы охлаждения трансформатора можно разделить на несколько типов:
 Естественное (воздушное)
 Естественное масляное (М)
 Масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д)
 Масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ)
4. Изоляция
В трансформаторе изоляция классифицируется на внутреннюю и внеш-нюю. Внутренняя изоляция в свою очередь классифицируется на главную и продольную изоляцию обмоток, то есть главная – изолирует обмотки, вво-ды, отводы, переключатели; продольная – изолирует части одной обмотки друг от друга, например витки или катушки обмотки. Внешняя изоляция — это изоляция внешних составляющих трансформатора, например, между ввода обмоток и заземлением.
5. Вводы
Вводы – это токоведущий стержень, который представляет собой верх-ний контакт, предназначенный для соединения с внешними электрическими сетями, и нижний контакт, соединенный с отводами обмотки.
Из рассмотренной выше конструкции, для дальнейшего исследования будет выбран распределительный трансформатор с броневым сердечником из штампованных пластин и масляным охлаждением естественной циркуля-ции масла, по типу ТМГ.
Рассмотрим более подробно параллельное соединение.
Начнем со схемы замещения трансформатора, если пренебречь током намагничивания, так как он составляют менее 1% от номинального тока пер-вичной обмотки, то получим схему представленную на рис. 1, а, где , — активное сопротивления и индуктивность первичной цепи; , — приве-денные активное сопротивления и индуктивность вторичной цепи; Магнит-ные потоки рассеяния учитываются индуктивными сопротивлениями , ; , — токи первичной и вторичной цепи; — комплексное сопротивление нагрузки;
Сопротивление , называют КЗ (рис. 1, б) [4].