Реферат на тему Надежность трансформаторов

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 4

РАЗДЕЛ 2. НАДЕЖНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ 10

ВЫВОДЫ 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23

Введение:

Этот вопрос чрезвычайно важен, поскольку главные подстанции и цеховые подстанции в промышленных энергосистемах используются для преобразования и распределения электроэнергии, которая обычно поступает из сети.

Выбор трансформаторов заключается в определении необходимого количества, типа, напряжения и номиналов, а также группы обмоток и схемы подключения.

В настоящее время подстанции (ПС) часто строятся как комплектные подстанции (КС), и во всех случаях, когда условия окружающей среды и эксплуатации не препятствуют этому, они устанавливаются на открытом воздухе.

Правильный расчет количества и мощности цеховых трансформаторов может быть выполнен только с учетом следующих факторов: класс безопасности электроснабжения; компенсация реактивной нагрузки до 1 кВ; перегрузочная способность трансформаторов в нормальных и аварийных условиях; стандартные шаги расчета; экономичная эксплуатация трансформаторов в соответствии с планом.

Цель данной статьи — описать промышленные силовые трансформаторы и их выбор.

Для достижения этой цели необходимо решить некоторые из следующих задач:

1. Описать общие требования и условия эксплуатации силовых трансформаторов.

2) Описать процесс выбора силовых трансформаторов.

3) Характеристика трансформаторов на главных распределительных станциях.

При подготовке данной статьи была использована монографическая, техническая и журнальная литература.

Заключение:

Подводя итог всему вышесказанному, необходимо сделать некоторые выводы.

Трансформаторы являются наиболее распространенными устройствами в современной электротехнике. Высокопроизводительные трансформаторы на напряжение до нескольких сотен киловольт составляют основу систем передачи электроэнергии от электростанций до линий электропередачи. Эти трансформаторы повышают напряжение переменного тока до значений, необходимых для экономичной передачи на большие расстояния. В местах потребления используются трансформаторы для снижения напряжения до значений, необходимых потребителю. Трансформаторы также используются в электродвигателях, нагревателях и другом оборудовании, где они изменяют напряжение питания до значений, необходимых для привода электродвигателей, нагревателей и другого электрооборудования.

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство с двумя (или более) индуктивно связанными обмотками, предназначенное для преобразования одной переменной системы (первичной) в другую переменную систему (вторичную) с помощью электромагнитной индукции.

Трансформаторы малой мощности различного назначения используются в радиоаппаратуре, автоматике, сигнализации и связи и т.д., а также для питания электроприборов в быту. Назначение трансформаторов — преобразование электрической энергии в электрических сетях и оборудовании, предназначенном для приема и использования электрической энергии.

Специально изготовленные трансформаторы предназначены для питания непосредственно потребительских сетей или электроприборов с определенными условиями эксплуатации, типом нагрузки или режимом работы.

Трансформаторы являются наиболее широко используемыми элементами в разнообразном оборудовании.

Силовые трансформаторы составляют основу системы электроснабжения крупных предприятий, имеющих главные повышающие подстанции — ГПП (5УР), средних предприятий, имеющих распределительные подстанции — РП 6;10кВ (4УР) с разветвленными высоковольтными сетями и несколькими трансформаторами ТП 6;10кВ (3УР). Производственная деятельность на малых предприятиях, которые обычно имеют в своем составе одну или две ТП 6;10/0,4КВ, сильно зависит от надежной работы силовых трансформаторов [распределительных устройств и шкафов, подстанций 0,4кВ (2УР)]. В реальных условиях каждый из шести уровней энергосистемы может быть границей компании — энергосистемы, где решения юридически согласованы между энергоснабжающими организациями и потребителем (клиентом) [1, с. 10].

При выборе трансформаторов необходимо определить их количество, тип, номинальные напряжения и мощности, а также группу и схему намотки.

Сегодня розничные подстанции (ПС) часто полностью построены (КТП) и во всех случаях, если этому не препятствуют условия окружающей среды и техническое обслуживание, устанавливаются открыто.

Правильное определение количества и мощности сбытовых трансформаторов возможно только при учете следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивной нагрузки на напряжениях до 1 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах работы; нормативных уровней мощности; экономических режимов работы трансформаторов в зависимости от временного графика.

Фрагмент текста работы:

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформатор (от лат. transformo — превращаю) — это электрическое устройство с двумя или более индуктивно связанными обмотками, предназначенное для преобразования одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока посредством электромагнитной индукции (ГОСТ Р52002-2003). Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных обмоток (катушек) из провода или ленты, по которым проходит общий магнитный поток, намотанный, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитно-мягкого материала [1].

Для создания трансформаторов необходимо было изучить свойства материалов: неметаллических, металлических и магнитных, а также разработать их теорию.

Первые шаги в этом направлении были сделаны Александром Столетовым (профессор МУ): Он открыл петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетизма (1880-е годы).

Братья Хопкинсон разработали теорию электромагнитных цепей.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей во время своих фундаментальных исследований по электричеству открыл явление электромагнитной индукции, которое лежит в основе работы электрического трансформатора.

Схематический рисунок будущего трансформатора впервые появился в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни Фарадей, ни Генри не называли изменение напряжения и тока, то есть преобразование переменных токов, трансформатором[2]. В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрел специально разработанную индукционную катушку. Это был прототип трансформатора [3].

Датой рождения первого трансформатора считается 30 ноября 1876 года, когда Яблоков Павел Николаевич получил свой патент. Это был трансформатор с открытым сердечником, то есть со стержнем, на который наматывалась обмотка. Первые трансформаторы с закрытым сердечником были построены в 1884 году в Англии братьями Джоном и Эдвардом Хопкинсонами. Внедрение масляного охлаждения (в конце 1880-х годов Д. Суинберн) сыграло важную роль в повышении надежности трансформаторов. Суинберн поместил трансформаторы в керамические сосуды, заполненные маслом, что значительно повысило надежность изоляции обмоток. С изобретением трансформатора появился технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 году разработал систему трехфазного переменного тока, построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 году Доливо-Добровольский продемонстрировал трехфазную высоковольтную линию электропередачи длиной 175 км. Мощность трехфазного генератора составляла 230 кВт при напряжении 95 В [1].

Началом производства силовых трансформаторов в СССР можно считать 1928 год, когда начал работу Московский трансформаторный завод (впоследствии Московская электростанция).

В начале 20-го века английский металлург Роберт Хэдфилд провел серию экспериментов, чтобы определить влияние добавок на свойства железа. Через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с кремниевыми добавками [5].

Следующий большой скачок в технологии изготовления сердечников произошел в начале 1930-х годов, когда американский металлург Норман П. Гросс обнаружил, что совместное воздействие прокатки и нагрева придает кремниевой стали необыкновенные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличилось на 50%, гистерезисные потери уменьшились в четыре раза, а магнитная проницаемость увеличилась в пять раз.